固態電池也有「摩爾定律」,電動車革命將在未來2年內啟動

固態電池也有「摩爾定律」,電動車革命將在未來2年內啟動

ADVERTISEMENT

萊特定律在1936年由西奧多·萊特(Theodore Wright)率先提出,核心內容就是說某種產品的累計產量每增加一倍,成本就會下降一個恆定的百分比。在汽車領域,從1900年就遵循這一規律,產量每累計增加一倍,成本價格就會下降15%。

極其沮喪的開發人員說,電池不遵循摩爾定律。正如Intel的聯合創始人高登·摩爾所言,至少在過去半個世紀的時間裡,半導體的性能每兩年就會翻一倍。但跟半導體不同,電池這一路上的發展跌跌撞撞,取得的進步時斷時續,似乎敗給了任何一種支配的原力。現在能夠做的就只有繼續研究化學,並抱以最大的希望。

但是,隨著鋰離子電池價格慢慢下降到似乎最終將讓電動汽車降到跟內燃車一樣的定價,幾位業內人士開始對業界的正統觀念產生了質疑:他們說,成本的下降是可預見的。關鍵是要透過一個跟摩爾定律一樣堅固的行業定律去看。

你跑到Google上面,輸入TP Wright,就會找到很多跟萊特定律有關的連結。從1920年代開始,萊特(Wright)就在擔任航空航太工程師,後來成為了羅斯福(FDR)和杜魯門總統時期美國政府的官員。1936年,他在《航空科學》雜誌上發表了一篇七頁紙的論文。在這篇論文裡面,他探討了以下幾個問題的答案:產量規模對飛機的價格究竟有何影響?這種影響可以量化嗎?其結果就是以他的名字命名的定律。萊特定律指出,某種產品的累計產量每增加一倍,成本就會下降一個恆定的百分比。

萊特的這個發現在工程師以及像波士頓這樣的諮詢公司以外尚未廣為人知。但這個定律對於電動汽車和電池開發商而言尤為重要,因為它解釋了它們怎麼才能夠打敗內燃車和汽油。這一定律也是朝著汽車業迎面駛來的火車頭。只要成本達到平價(預計會在2023年或2024年實現)能夠引領電動汽車市場的興起,隨著其累計產量的翻倍再翻倍,這個萌芽產業就會進一步推動價格的下跌。根據ARK Invest的分析師Sam Korus的說法,對於現在已經十分龐大的傳統汽車行業來說,按目前的銷售速度,大概需要再等29年才能讓傳統車輛的規模再翻一倍。

Korus和ARK屬於少數幾個看好電動車的異類,他們長以來一直在預測電動車成本會迅速下降,電動汽車產業會蓬勃發展。ARK在電池方面主要押注在特斯拉身上:該機構也許是華爾街最看好特斯拉的,這家電動汽車公司始終都是ARK的第一大投資。為了堅定這一信念,ARK以及少數電動汽車和電池行業的分析機構,都把萊特定律作為分析技術未來趨勢的核心因素。Korus表示:「當我們在研究顛覆性技術時,我們會審視正在經歷成本大幅下降的技術,那種遍布各個行業和領域的技術,那種可以為進一步創新服務的技術。電池符合上述這些,而萊特定律一直是找到成本下降跡象的關鍵因素。」

裝車待發的特斯拉Model 3s。 

取決於行業的不同,分析師會給出不同的萊特定律成本下降百分比。清潔能源研究公司BloombergNEF (BNEF)是萊特定律的另一位主要倡導者。依靠這一原則,BNEF長期以來一直對電池成本下降和電動汽車銷量增長給出了最樂觀的預測之一。James Frith則是BNEF的首席電池分析師。

Frith的小組給電池生產的成本下降百分比定為每電池組容量翻倍下降18%。比方說,從2010年到2015年,鋰離子電池的容量經歷了7次翻倍,從0.48千瓦時(GWh)增加到62千瓦時。而電池組電池的平均價格從1194美元每千瓦時暴跌至384美元每千瓦時。嚴格來說,按照18%的百分比價格應該要降低到261美元左右(384美元是萊特定律6次翻倍後的結果)。但不管怎樣,這仍然大概讓價格下降了三分之二。

從2015年到2020年,電池容量增長了2.7倍,而價格也再次暴跌了三分之二,平均為137美元/千瓦時。這一點已經超出了18%的百分比,因為根據計算的話,價格應該下降到約213美元/千瓦時。但是,如果時間段拉長到從2010年到2020年,然後嚴格按照18%計算的話,價格正好落到了現在的水準附近。

現在,BNEF正在運用該定律來預測接下來會發生什麼。按照萊特定律,電池價格在2025年應降至84美元/千瓦時,已經遠遠低於聖杯式的里程碑的100美元/千瓦時。到2030年,電池的價格應該降到驚人的58美元/千瓦時,到2035年則到45美元/千瓦時。Frith說,2030年代的價格走勢看似很陡峭,但跟前二十年相比價格下降的幅度其實沒那麼高,這是因為把總容量翻倍會越來越難。

Frith說,他的模型的假設是,為了實現2025年之後的價格下降,電池將會融合矽和鋰金屬陽極等先進技術。此外,從目前流行的NMC陰極轉變為僅含0.5%的鈷和錳,以及90%的鎳的陰極,可將原材料成本降低約五分之一,同時將能量密度提高近四分之一。在電池製造商裡面,SK Innovation計劃從明年開始把這種電池商業化Frith說,萊特定律是「一種很好的自上而下的方法,它可以告訴你價格會變成多少,但不會告訴你是怎麼做到的。」

可以預見,哪怕萊特已於1970年去世,摩爾和萊特仍然免不了要競賽一下。很多文章都說萊特定律對半導體所發生事情的解釋更加合理。ARK的Korus說萊特的效用似乎並沒有停止。他說:「當我們運用萊特定律時,就會有越來越多的有趣事物被萊特定律闡明。這關乎的不僅是技術本身,還包括了構成技術基礎的每一個過程。」

▶ YT頻道兩萬訂閱活動,送你萬元「OVO K1 智慧投影機」

使用 Facebook 留言

發表回應

謹慎發言,尊重彼此。按此展開留言規則