Mögliche Senkung der Batteriekosten

Batterien: Wie günstig können sie werden?

Wie Batterien das Stromnetz verändern werden

• Natriumbatterien werden sehr günstig werden
  • Sie werden das Stromnetz reformieren
  • Lokale Laststeuerung wird wichtiger werden
  • Resilienz und Netzstabilität werden sich verbessern
  • Der Ausbau des Stromnetzes wird zu einem weniger kostspieligen Engpass
  • Solar- und Windenergie werden florieren
  • Batterien werden das Energiesystem vollständig verändern

Wie ich zu dieser Erkenntnis kam

• Batterien stehen seit über 15 Jahren im Mittelpunkt der Forschung
• 2007 kam ich zu dem Schluss, dass Solarenergie unterbewertet war
• Ich schrieb ein Buch über Elektrofahrzeuge und begann eine neue Karriere
• Ich hatte die Wirkung von Batterien nicht vollständig verstanden
• Es gibt unendlich viele Möglichkeiten, Batterien zu verbessern
• Produktionsmethoden, Materialzusammensetzung und Verpackung von Batterien können verbessert werden
• Batterien werden leichter, langlebiger und günstiger werden

Materialkosten von Batterien: Mit Zahlen gerechnet

• Es ist schwer vorherzusagen, wie günstig Batterien werden
• Es werden zwei Methoden verwendet:
  1. Lernkurven von Technologien
  2. Benötigte Materialien (Realitätscheck)

1. Lernkurven berechnen

• Wrights Gesetz: Jedes Mal, wenn sich die Produktion verdoppelt, sinkt der Preis um einen festen Prozentsatz
• Die Batteriekosten sinken mit steigender Produktion auf vorhersehbare Weise
• Für die Prognose wurden Batteriedaten von 2015 bis 2023 verwendet
• Es wird erwartet, dass das Wachstum von 2410 GWh im Jahr 2023 auf 61.917 GWh im Jahr 2030 steigt
• Der Preis wird achtmal um jeweils 25 % sinken und 2030 bei $8 pro kWh liegen

2. Benötigte Materialien berechnen

• Die Materialkosten von NMC-Batterien liegen bei etwa $60 pro kWh
• LFP-Batterien könnten auf unter $50 pro kWh fallen
• Bei Natriumbatterien könnten die Materialkosten auf $1 pro kWh sinken
• Bis 2030 werden $8 pro kWh prognostiziert

Prognose: Stationäre Batterien werden in Häusern und überall sonst installiert

• Günstige Batterien werden das Stromnetz stabilisieren
• Vor 2030 werden Batterien für unter $50 pro kWh weit verbreitet sein
• In Häusern werden 20-kWh-Batterien installiert, um den Stromverbrauch zu optimieren
• Unternehmen und Gewerbeparks werden größere Batterien kaufen, um Netzengpässe zu lösen
• Solar- und Windenergie werden dank Batterien weiter wachsen
• Spitzen und Täler im Stromnetz werden durch günstige Batterien geglättet

Vorbereitung auf die Zukunft: Offene und sichere Stromnetzplanung für lokale Laststeuerung

• Wir müssen uns darauf vorbereiten, dass günstige Batterien Netzengpässe lösen
• Es braucht ein globales Stromnetzmodell ähnlich dem OSI-Modell des Internets
• Alle Geräte sollten Public-Key-Kryptografie verwenden
• Distributed-Ledger-Technologie kann vertrauenslose Systeme ermöglichen

Fazit

• Mit dem Aufkommen moderner Natriumbatterien werden stationäre Batterien sehr günstig werden
• Das Stromnetz wird bottom-up gesteuert werden
• Batterien werden das Stromnetz günstiger und resilienter machen

Meinung von GN⁺

• Fortschritte in der Batterietechnologie: Die niedrigen Kosten von Natriumbatterien werden die Innovation im Stromnetz beschleunigen. Das wird die Verbreitung von Elektrofahrzeugen und erneuerbaren Energien fördern.
• Netzstabilität: Günstige Batterien werden die Stabilität des Stromnetzes deutlich verbessern. Das wird die Zuverlässigkeit der Stromversorgung erhöhen und Stromausfälle sowie Spannungsschwankungen verringern.
• Wirtschaftliche Vorteile: Sinkende Batteriekosten werden die Energiekosten senken und den Stromverbrauch von Unternehmen und Haushalten optimieren. Das wird wirtschaftliche Vorteile bringen.
• Aspekte bei der Technologieeinführung: Bei der Einführung neuer Batterietechnologien sollten Sicherheit, Lebensdauer und Recyclingfähigkeit berücksichtigt werden. Das ist wichtig für den Aufbau eines nachhaltigen Energiesystems.
• Empfehlung ähnlicher Technologien: Auch andere günstige und leichte Batterietechnologien wie Lithium-Schwefel-Batterien sind beachtenswert. Sie könnten in verschiedenen Anwendungsbereichen nützlich sein.

[GN⁺]

Hacker-News-Kommentare

• LiFePO4-Batterien sind derzeit für den Hausgebrauch günstig geworden

  • Für 48-V-Systeme sind sie bei chinesischen Anbietern für 89 $/kWh erhältlich
  • Beim Kauf in den USA fallen zusätzliche Kosten von 30 $/kWh an
  • Natriumbatterien kosten 130 $/kWh und haben 26 % geringere Effizienz
  • Wegen steigender Stromkosten wurde auf Solar und Batterien umgestellt, ohne Probleme
  • Solarpanels sind sehr günstig geworden, und gebrauchte Panels kann man preiswert kaufen

• Der Blogbeitrag behandelt mehrere Themen

  • Die Preisprognose für 2030 basiert auf den Kosten von Lithiumbatterien
  • Es wird angenommen, dass Natriumbatterien zum Mainstream werden
  • Andere Systemkomponenten außer der Batterie haben feste Kosten
  • Es sind Inhalte zu Blockchain enthalten, die jedoch schwer verständlich sind

• Bei der Prognose von 59 % Wachstum von 2410 GWh bis 2030 gibt es einen Fehler

  • Es handelt sich richtigerweise nicht um eine Verachtfachung, sondern um eine 26-fache Zunahme
  • Eine jährliche Wachstumsrate von 60 % kann über acht Jahre nicht einer Wachstumsrate von 100 % entsprechen
  • Dieser Fehler bildet die Grundlage der Prognose zu Kostensenkungen

• Bedenken hinsichtlich der Batteriesicherheit

  • Beim Kauf bei Billiganbietern steigt das Risiko
  • Risiko durch Produkte, die die Qualitätskontrolle nicht bestanden haben
  • Risiko beim Kauf über AliExpress und Ähnliches
  • Risiko bei physischem Schlag oder Stromspitzen
  • Risiko beim Einsatz billiger Batterien in dicht besiedelten Gebieten

• Schwierigkeiten bei der Installation eines Batterie-Backups für den Hausgebrauch

  • In Minnesota ist die Installation eines netzgeladenen Batterie-Backups illegal
  • Solarstrom wird an den Netzbetreiber verkauft und durch Wintertarifrabatte kompensiert
  • Das ist kein gutes Geschäft

• Warum Solar in Kalifornien erfolgreich war

  • Durch die Netzanbindung war kein Batteriemanagement nötig
  • Anfangs gab es wirksame Tarife
  • Stromversorger änderten das Modell wegen Kosten für Instandhaltung der Infrastruktur und rechtliche Entscheidungen
  • Das hat das Interesse an 100 % Off-Grid neu entfacht
  • Es gibt Bestrebungen von Stromversorgern, die Stromsysteme von Verbrauchern und Gewerbegebäuden als Backup zu nutzen
  • Das beseitigt den Einfluss der Stromversorger und gibt Markt/Verbrauchern die Preiskontrolle

• Ich würde gern mehr Prognosen von technischen Fachleuten hören

  • Der Text wirkt, als sei er von einem Nichtfachmann geschrieben, der viel über Batterien nachdenkt
  • Technische Details sind wichtig, und der prognostizierte Skalierungstrend ist nicht zwangsläufig unvermeidlich

• Die Erwähnung von Blockchain war verwirrend, aber der Analyse wird im Großen und Ganzen zugestimmt

  • Selbst Befürworter der Energiewende unterschätzen historische Trends
  • Den Anstieg einer S-Kurve zu verstehen ist schwierig

• Die Prognose, dass Batteriezellen bis 2030 8 $/kWh erreichen werden, war überraschend

• Die Kosten von 50-Ah-Lithium-Ionen-Batterien nähern sich einem Niveau, auf dem sie mit Blei-Säure-Batterien konkurrieren können