Kisah berikut adalah yang pertama dari seri dua bagian dan membahas batasan inovasi dalam baterai lithium-ion. Bagian kedua dari seri ini akan mengungkap masa depan kimia baterai selama dekade mendatang.
Baterai litium-ion arus utama, yang kini mendorong pasar kendaraan listrik berkembang pesat, merupakan produk yang mahal pada satu dekade lalu. Paket baterai litium-ion berharga US$1.183 per kilowatt jam pada tahun 2010; sembilan tahun kemudian, harga tersebut turun hampir sepuluh kali lipat menjadi US$156/kWh pada tahun 2019, menurut data BloombergNEF.
Laju penurunan biaya membuat para ahli baterai lengah, termasuk analis James Frith, kepala penyimpanan energi BloombergNEF. “Penurunannya terjadi lebih cepat dari perkiraan saya setiap tahunnya,” kata Frith. "Itu tentu saja mengejutkan."
Rebecca Ciez, peneliti pascadoktoral di Pusat Energi dan Lingkungan Andlinger Universitas Princeton yang meneliti biaya baterai, setuju. “Penurunan yang terjadi baru-baru ini cukup dramatis,” kata Ciez. “Sungguh mengejutkan bagaimana pasar berubah begitu cepat.”
Para ahli menunjuk momentum perluasan produksi sebagai alasan penurunan harga serta peningkatan inovasi dalam bahan kimia baterai. Produsen telah beralih dari beberapa bahan baterai yang lebih mahal seperti kobalt karena mereka meningkatkan desain baterai berbahan nikel yang menjadi lebih murah untuk diproduksi seiring dengan perluasan pabrik.
Ciez mencatat bahwa satu dekade lalu, pasar kendaraan listrik mendapat tekanan untuk memproduksi mobil dan truk di tempat-tempat di mana emisi karbon mulai diatur, seperti di California. “Jadi Anda memiliki mobil yang patuh dan produsennya berkata, 'OK, kita harus membuat [Toyota] RAV4 ini menjadi mobil listrik,'” kata Ciez, dengan menggunakan mobil berbahan bakar fosil sebagai contoh. "Jadi mereka hanya mengumpulkan sekumpulan baterai laptop yang sudah tersedia."
Sejak saat itu, sektor baterai telah membuat kemajuan besar dalam menurunkan biaya, menyesuaikan bahan-bahan dalam baterai agar menggunakan logam yang lebih murah dan tidak terlalu dipertanyakan etikanya, sekaligus mencapai skala ekonomi.
US$100/kWh adalah cawan sucinya
Produsen sudah mendekati titik di mana kendaraan listrik akan mencapai keseimbangan biaya dengan kendaraan berbahan bakar fosil, yaitu sekitar US$100/kWh, atau mungkin lebih murah, kata para ahli. Harga tersebut secara luas dipandang sebagai titik kritis dalam sektor ini, dimana konsumen tidak lagi menganggap kendaraan listrik sebagai pilihan yang lebih mahal.
BloombergNEF memperkirakan biaya baterai akan turun di bawah US$100/kWh pada tahun 2024 dan mencapai sekitar US$60/kWh pada tahun 2030, kata Frith. Analis Bernstein juga memproyeksikan tahun 2024 sebagai tahun di mana kendaraan listrik arus utama mencapai keseimbangan biaya dengan kendaraan berbahan bakar gas dan diesel, sementara para pemimpin kendaraan listrik di sektor ini mungkin akan mencapai titik yang sama pada tahun 2022 atau 2023.
Meskipun hal ini dapat dicapai tanpa inovasi besar dalam baterai litium-ion, teknologi litium-ion yang matang dengan cepat mendekati batas seberapa banyak hal yang dapat ditingkatkan, kata para ahli kepada S&P Global Market Intelligence. Seorang ahli kimia baterai, seorang ilmuwan baterai litium-ion terkemuka yang telah melakukan penelitian untuk pembuat kendaraan listrik besar yang bergantung pada teknologi, mengatakan bahwa baterai litium-ion sudah mulai mencapai hasil maksimal dalam beberapa hal seperti harga, kepadatan energi, dan kecepatan pengisian daya. .
“Tidak ada dorongan besar yang terjadi,” kata ahli kimia itu. Dari sudut pandangnya, peningkatan bertahap mungkin cukup untuk memuaskan konsumen, sementara revolusi baterai dari teknologi yang belum terbukti masih memerlukan waktu bertahun-tahun.
“Saat ini Anda dapat melakukannya dengan sangat baik dengan baterai lithium-ion,” katanya. “Dan dengan membantu menurunkan biaya – hal ini akan meningkatkan penetrasi pasar seluruh teknologi.”
Venkat Viswanathan, profesor di Departemen Teknik Mesin di Universitas Carnegie Mellon, setuju bahwa teknologi ini mendekati batasnya. Ia memperkirakan harga baterai litium-ion masih bisa turun sekitar 20% dan 30%, namun kemungkinan besar harganya tidak akan jauh lebih murah.
“Kami dengan cepat mendekati batas biaya bahan mentah,” kata Viswanathan.
