Estudio de CalStart sobre evaluación de costos de baterías de vehículos comerciales

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YUNEV, CalStart y el Proyecto de vales híbridos y de cero emisiones para camiones y autobuses (HVIP) de la Junta de Recursos del Aire de California (CARB) se unieron para realizar una evaluación de costos de las baterías de vehículos comerciales. El estudio se centró en los desafíos de abastecimiento estratégico para los fabricantes de equipos originales (OEM) y proveedores de nivel 1 de camiones y autobuses de América del Norte.

El estudio tiene como objetivo proporcionar a los fabricantes de equipos originales y proveedores de nivel 1 en la industria de vehículos comerciales de EE. UU. Estimaciones de los costos de las baterías, al tiempo que proporciona una descripción general de las condiciones importantes con respecto al estado actual del suministro y suministro de baterías de movilidad eléctrica. El público objetivo de este estudio son los fabricantes de equipos originales (OEM) de vehículos comerciales que producen camiones, autobuses y otros vehículos comerciales de servicio mediano y pesado.

El informe de 73 páginas es una lectura en profundidad que puede explorar aquí.

Qué incluye el informe de batería de vehículos eléctricos

El informe se divide en secciones o puntos clave a continuación.

  • Los dos mundos EV diferentes
  • Tecnologías en competencia, impulsores de políticas y factores del mercado
  • Factores de costo clave
  • Estructura de la industria de baterías
  • Costos de celdas de batería, módulos y paquetes
  • Consideraciones sobre garantía, financiamiento y reciclaje
  • Estado de implementación de movilidad eléctrica de vehículos comerciales
  • Previsiones prospectivas
  • Implicaciones de política y estrategia

Resumiré rápidamente estas secciones aquí.

Los dos mundos EV diferentes

Es importante recordar que estamos ante dos mundos de vehículos eléctricos muy diferentes: vehículos eléctricos de pasajeros ligeros y vehículos eléctricos comerciales.

Hay varios fabricantes de automóviles de pasajeros, como Tesla, que producen vehículos eléctricos a razón de cientos de miles por año. Hay un grupo aún mayor de fabricantes de equipos originales que producen vehículos eléctricos a razón de decenas de miles por año. Sin embargo, por el contrario, los fabricantes de equipos originales de vehículos comerciales y sus proveedores de nivel 2 en América del Norte solo producen y entregan vehículos eléctricos y sistemas de vehículos eléctricos por docenas (por año). En algunos casos, a razón de cientos al año.

En California, el año pasado, se vendieron y entregaron más de 145.000 vehículos complementarios de pasajeros. En el mismo estado, se vendieron y entregaron menos de 100 camiones eléctricos de batería de servicio mediano y pesado.

Tecnologías en competencia, impulsores de políticas y factores del mercado

En esta sección del documento, los escritores enfatizan cómo las tecnologías competidoras, los impulsores de políticas y los factores del mercado tienen un impacto. Aunque los esfuerzos de electrificación de camiones y autobuses tienen mucha inversión y atención en los EE. UU. Y en todo el mundo, también compiten con tecnologías establecidas.

A pesar de que existen nuevas regulaciones de cero emisiones, como la Ley de Camiones Limpios Avanzados (ACT), la mayoría de las compras de camiones y autobuses de servicio mediano y pesado en los EE. UU. Durante la próxima década seguirán siendo vehículos no eléctricos.

Hay nuevas políticas prometedoras y fuentes de financiación, como las oficinas de programas de préstamos del Departamento de Energía de EE. UU., Que han proporcionado más de $ 40 mil millones en préstamos para ayudar a implementar proyectos de infraestructura energética en los EE. UU. Sin embargo, no está claro cómo estas nuevas fuentes afectarán el suministro de baterías domésticas o si la nueva capacidad se consumiría rápidamente por la demanda de automóviles de pasajeros, SUV y camionetas ligeras.

Los factores del mercado se ven desafiados por los anuncios de noticias que impiden la capacidad de mantener una visión equilibrada de las condiciones reales del mercado. Además, las noticias y el entusiasmo de los nuevos fabricantes de equipos originales como Tesla y Rivian, que están programados para traer niveles inimaginables de ofertas de productos para vehículos eléctricos, tienen bastante entusiasmo. Sin embargo, la pregunta es Cuándo ¿Serán rentables estos nuevos productos? Otra pregunta es cómo ¿Se desarrollará la transición de los prototipos iniciales a los proyectos piloto, al lanzamiento de producción y al aumento de volumen?

Factores de costo clave

En esta sección, el estudio simplemente destaca los insumos de costos clave que impulsan los costos de la batería para los vehículos eléctricos de servicio mediano y pesado. El factor de costo predominante en la producción de celdas de batería individuales son las materias primas, que representan alrededor del 70% del costo total de la celda de batería promedio actual. La mayor parte de ese costo es impulsado por los materiales del cátodo y del ánodo.

Otro factor que afecta el costo de la batería es la química de la celda de la batería. El titanato de litio (también conocido como óxido de litio y titanio o LTO) tiene una ventaja en términos de su capacidad para aceptar altas tasas de carga al tiempo que ofrece un ciclo de vida prolongado. El óxido de litio, níquel, manganeso y cobalto (NMC / NCM) o el fosfato de iones de litio (LFP) no tienen las mismas ventajas que los LTO.

Otros factores incluyen nuevos avances en tecnología de baterías y diseños de baterías de litio de próxima generación, así como los impactos de los volúmenes de producción reales, pronosticados y prometidos. Otros factores de costo mencionados son los costos de ingeniería no recurrentes, que incluyen el costo de ingeniería inicial necesario para diseñar, validar y lanzar un nuevo diseño de paquete a producción.

Estructura de la industria de baterías

El informe señaló que la celda de la batería de iones de litio en sí es el componente clave para todas las aplicaciones de movilidad de vehículos eléctricos. También compartió un poco de la historia de la industria para el contexto. Por ejemplo, los fabricantes de celdas han estado invirtiendo cada vez más en la construcción de megafábricas y gigafábricas para mejorar la calidad y reducir el costo de las celdas de batería durante la última década.

China es la fuente dominante de megafábricas de baterías en la actualidad. Sin embargo, la mayor parte de la capacidad de 2019 en los EE. UU. Fue y sigue siendo completamente capturada por Tesla y Panasonic. A pesar del progreso de Tesla, EE. UU. Se ha quedado rezagado en términos de capacidad de producción de baterías nacionales, especialmente en el mercado comercial de OEM y Tier 1. El informe mostró un pronóstico para la huella de la megafábrica de baterías de iones de litio para 2024. Esto indica que China continuará realizando inversiones masivas en la capacidad de las baterías de iones de litio durante los próximos 5 años. También se prevé que Europa realice importantes inversiones. Pero está en el aire para Estados Unidos. Las políticas federales y de préstamos del DOE de EE. UU. Mencionadas anteriormente podrían ayudar, pero esos planes no se han finalizado y no se incluyeron en el pronóstico del estudio.

Costos de celdas, módulos y paquetes de batería

Actualmente, los precios de las celdas de batería, los módulos y los paquetes en el mercado de vehículos comerciales varían ampliamente entre los OEM y las aplicaciones de vehículos. Debido a esto, el informe enfatizó que cualquier información específica sobre costos y precios debe suponerse que es precisamente incorrecto.

La información de costos y precios que el informe compartió se proporciona con el objetivo de transmitir aproximadamente el costo direccional correcto y las métricas de precios. Dicho esto, YUNEV, señaló el informe, confía en que sus conocimientos y perspectivas compartidos en el informe serán valiosos, especialmente para informar sobre políticas y decisiones estratégicas de abastecimiento. Un dato clave que analiza el informe en esta sección es Bloomberg New Energy Finance Gráfico de reducción de costos de baterías que muestra que las inversiones en producción de baterías y las mejoras continuas en la tecnología de baterías han reducido el costo de los paquetes de baterías en un 85% durante la última década.

Otro tema que se trajo en esta sección es la disparidad en los datos del costo de la batería entre los principales fabricantes de equipos originales de vehículos eléctricos de pasajeros y cómo esto explicaría la dificultad de crear estimaciones de costos (y estimaciones de costo por rango de vehículos eléctricos) para los fabricantes de equipos originales en el mercado de vehículos comerciales. La gama de suministro y escala de baterías de vehículos eléctricos de este último mercado es mucho más pronunciada.

“Durante los últimos años, no ha sido raro que los fabricantes de equipos originales de vehículos comerciales y sus proveedores de nivel 1 paguen de dos a tres veces, o incluso más, el costo por kWh que sus homólogos OEM de automóviles de pasajeros…”.

Esta sección también cubre las diferencias estructurales entre el mercado de vehículos comerciales en comparación con el mercado de automóviles de pasajeros. Quizás se necesite otro artículo sobre esta sección en particular.

Consideraciones sobre garantía, financiamiento y reciclaje

El informe enfatizó cuán críticas son las garantías de batería y las opciones de garantía extendida para comercializar vehículos eléctricos en el espacio de los vehículos comerciales. La razón es que los administradores de flotas probablemente buscarán compromisos de garantía contractuales de los fabricantes de vehículos eléctricos y sus proveedores de baterías. Esto se debe principalmente al mayor escrutinio para proporcionar un análisis preciso del TCO (costo total de propiedad).

“Para los fabricantes de equipos originales de vehículos comerciales y los integradores de sistemas de terceros, la falta de motivación y / o incentivo económico para que el proveedor de celulares ofrezca una cobertura de garantía sólida representa un verdadero desafío. ¿Puede el OEM o el integrador de sistemas darse el lujo de proporcionar una garantía extendida del paquete de baterías al cliente de la flota sin la protección de la garantía de paso del proveedor (es) de la celda? “

Estado de implementación de movilidad eléctrica de vehículos comerciales

El informe señaló anteriormente que los anuncios de empresas como Amazon que ordenan 100.000 camionetas de reparto eléctricas de Rivian pueden crear la impresión de que la comercialización de vehículos comerciales EV ya ha ocurrido. Sin embargo, en la segunda mitad de 2021, Rivian y Arrival aún no habían producido sus primeros vehículos de producción para el segmento de vehículos comerciales. Si bien estas empresas están avanzando hacia sus objetivos, el informe señala que junto con sus futuro Los pronósticos comerciales deben verse en el contexto de un estado actual preciso y actualizado en toda la industria de vehículos comerciales.

En esta sección, el informe muestra una vista actual del número real de unidades desplegadas y las últimas fechas de SOP para algunos de los lanzamientos de vehículos comerciales eléctricos altamente publicitados.

Previsiones prospectivas

El informe señaló que para los nuevos mercados y tecnologías como la movilidad eléctrica para vehículos comerciales, casi todos los pronósticos siempre son incorrectos. Sin embargo, brindan valor: los procesos de pensamiento y el razonamiento detrás de estos pronósticos son donde reside ese valor. En esta sección, el informe enumeró algunas de estas predicciones.

Implicaciones de política y estrategia

En esta sección, el informe señaló que YUNEV observó que los gerentes de flotas de vehículos comerciales y los líderes de las agencias de tránsito en los últimos 5 años se han alejado de Si o por qué Deben comprarse vehículos eléctricos. Las conversaciones se centran en preguntas como “¿Cuánto tendré que pagar por los vehículos eléctricos?” o “¿Quién tiene el producto EV adecuado para la aplicación de mi flota?” o “¿Dónde y cómo puedo comprarlo?” y “¿Cómo recargo los vehículos eléctricos?”

Durante más de tres décadas, ha habido movimientos hacia la introducción de tecnologías avanzadas de tren motriz a los clientes de flotas comerciales, y el informe señaló que el diálogo actual es prometedor para el despliegue de más camiones y autobuses electrificados.

Puedes leer el informe completo aquí.

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