根据电池“摩尔定律”,电动车革命将在未来 2 年启动

神译局 · 2021-03-04
被低估的赖特定律。

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编者按:都知道电动车是下一个大事物。但是对于电动车革命何时到来,大家却没有统一的意见。其实,任何一种新兴技术想要被大众市场接受,价格都是关键。你必须起码在价格上跟要颠覆的技术持平,大众才愿意接受你。而根据一个不那么知名的定律,这个时间点的到来是2023至2024年。这是Steve LeVine访谈了两家对电池技术最看好的机构收到的讯息。原文发表在Medium上,标题是:Batteries Are Advancing According to Their Own Little-Known Moore’s Law

赖特定律在1936年由西奥多·赖特(Theodore Wright)率先提出,核心内容就是说某种产品的累计产量每增加一倍,成本就会下降一个恒定的百分比。 在汽车领域,从1900年就遵循这一规律,产量每累计增加一倍,成本价格就会下降15%。

装车待发的特斯拉Model 3s。

划重点:

用赖特定律去预测电池价格

预计2023到2024年电动车成本将跟传统汽车持平

BNEF分析,电池组容量翻番则价格会下降18%,2010—2020年的数据符合该预则

到2025年,电池价格将降到84美元/千瓦时,突破100美元/千瓦时的“圣杯”

极其沮丧的开发人员说,电池不遵循摩尔定律。正如英特尔的联合创始人戈登·摩尔所言,至少在过去半个世纪的时间里,半导体的性能每两年就会翻一番。但跟半导体不同,电池这一路上的发展跌跌撞撞,取得的进步时断时续,似乎败给了任何一种支配的原力。现在能够做的就只有继续研究化学,并抱以最大的希望。

但是,随着锂离子电池价格慢慢下降到似乎最终将让电动汽车降到跟内燃车一样的定价,几位业内人士开始对业界的正统观念产生了质疑:他们说,成本的下降是可预见的。关键是要透过一个跟摩尔定律一样坚固的行业定律去看。

你跑到Google上面,输入T.P. Wright,就会找到很多跟赖特定律有关的链接。从1920年代开始,赖特(Wright)就在担任航空航天工程师,后来成为了罗斯福(FDR)和杜鲁门总统时期美国政府的官员。1936年,他在《航空科学》杂志上发表了一片七页纸的论文。在这片论文里面,他探讨了以下几个问题的答案:产量规模对飞机的价格究竟有何影响?这种影响可以量化吗?其结果就是以他的名字命名的定律。赖特定律指出,某种产品的累计产量每增加一倍,成本就会下降一个恒定的百分比

赖特的这个发现在工程师以及像波士顿这样的咨询公司以外尚未广为人知。但这个定律对于电动汽车和电池开发商而言尤为重要,因为它解释了它们怎么才能够打败内燃车和汽油。这一定律也是朝着汽车业迎面驶来的火车头。只要成本达到平价(预计会在2023年或2024年实现)能够引领电动汽车市场的兴起,随着其累计产量的翻番再翻番,这个萌芽产业就会进一步推动价格的下跌。根据ARK Invest的分析师Sam Korus的说法,对于现在已经十分庞大的传统汽车行业来说,按目前的销售速度,大概需要再等29年才能让传统车辆的规模再翻一番。

Korus和ARK属于少数几个看好电动车的异类,他们长以来一直在预测电动车成本会迅速下降,电动汽车产业会蓬勃发展。ARK在电池方面主要押注在特斯拉身上:该机构也许是华尔街最看好特斯拉的,这家电动汽车公司始终都是ARK的第一大投资。为了坚定这一信念,ARK以及少数电动汽车和电池行业的分析机构,都把赖特定律作为分析技术未来趋势的核心因素。Korus 表示:“当我们在研究颠覆性技术时,我们会审视正在经历成本大幅下降的技术,那种遍布各个行业和领域的技术,那种可以为进一步创新服务的技术。电池符合上述这些,而赖特定律一直是找到成本下降迹象的关键因素。”

取决于行业的不同,分析师会给出不同的赖特定律成本下降百分比。清洁能源研究公司BloombergNEF (BNEF)是赖特定律的另一位主要倡导者。依靠这一原则,BNEF长期以来一直对电池成本下降和电动汽车销量增长给出了最乐观的预测之一。James Frith则是BNEF的首席电池分析师。

Frith的小组给电池生产的成本下降百分比定为每电池组容量翻番下降18%。比方说,从2010年到2015年,锂离子电池的容量经历了7次翻番,从0.48吉瓦时(GWh)增加到62吉瓦时。而电池组电池的平均价格从1194美元每千瓦时暴跌至384美元每千瓦时。严格来说,按照18%的百分比价格应该要降低到261美元左右(384美元是赖特定律6次翻番后的结果)。但不管怎样,这仍然大概让价格下降了三分之二。

从2015年到2020年,电池容量增长了2.7倍,而价格也再次暴跌了三分之二,平均为137美元/千瓦时。这一点已经超出了18%的百分比,因为根据计算的话,价格应该下降到约213美元/千瓦时。但是,如果时间段拉长到从2010年到2020年,然后严格按照18%计算的话,价格正好落到了现在的水平附近。

现在,BNEF正在运用该定律来预测接下来会发生什么。按照赖特定律,电池价格在2025年应降至84美元/ 千瓦时,已经远远低于圣杯式的里程碑的100美元 /千瓦时。到2030年,电池的价格应该降到惊人的58美元/千瓦时,到2035年则到45美元/千瓦时。Frith说,2030年代的价格走势看似很陡峭,但跟前二十年相比价格下降的幅度其实没那么高,这是因为把总容量翻番会越来越难。

Frith说,他的模型的假设是,为了实现2025年之后的价格下降,电池将会融合硅和锂金属阳极等先进技术。此外,从目前流行的NMC阴极转变为仅含0.5%的钴和锰,以及90%的镍的阴极,可将原材料成本降低约五分之一,同时将能量密度提高近四分之一。在电池制造商里面,SK Innovation计划从明年开始把这种电池商业化Frith说,赖特定律是“一种很好的自上而下的方法,它可以告诉你价格会变成多少,但不会告诉你是怎么做到的。”

可以预见,哪怕赖特已于1970年去世,摩尔和赖特仍然免不了要竞赛一番。很多文章都说赖特定律对半导体所发生事情的解释更加合理。ARK的Korus说赖特的效用似乎并没有停止。他说:“当我们运用赖特定律时,就会有越来越多的有趣事物被赖特定律阐明。这关乎的不仅是技术本身,还包括了构成技术基础的每一个过程。”

译者:boxi。

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