Juuh, akkuautoilla tulee olemaan hankalat ajat edessä. Niiden valmistaminen ei vaan skaalaudu kovin hyvin. Mutta se ei ole ainoa syy, miksi itse uskon vetyvoimalinjojen suosioon myös kevyemmässä liikenteessä. Polttokennolla on todella monta hyvää puolta ja yksi isoimmista vahvuuksista on se, että sen valmistus skaalautuu erittäin hyvin.
Tarkastellaan polttokennojen valmistuskustannuksia muutamassa eri skenaariossa ja verrataan akkujen hintoihin.
Polttokennon arvioidut valmistuskustannukset olen napannut tästä Amerikan Energiaviraston tutkimuksesta:
DOE Hydrogen Program Record 21001: Durability-Adjusted Fuel Cell System Cost (energy.gov)
Pätkä siitä:
The 2020 estimated cost of an 80-kWnet automotive polymer electrolyte membrane (PEM) fuel cell
system is projected to be $76/kWnet when manufactured at a volume of 100,000 units/year [1]. These
costs represent the power system cost to achieve 8,000 hours of on-road operation (the durabilityadjusted cost), a system lifetime enabled through a combination of component design, operating
methodology, and stack oversizing. The max fleet average on-road operational lifetime status (from
2016) of a fuel cell electric vehicle (FCEV) was over 4,100 hours [2]. The DOE Ultimate Target
Durability of the fuel cell system is 8,000 hours [3]
Eli käytetään arvoa 76USD/KWnet. Syy: vuonna 2023 on ainakin kolmella eri ajoneuvovalmistajalla tuotantokapasiteettia valmistaa yli 100t polttokennoa. 8000 tuntia on erinomainen elinikä ja se on DOE:n tavoite.
Lasketaan vain polttokennon ja akun kustannukset. Kumpaankin tulee luonnollisesti voimansiirto, laturit, tankit yms mukaan.
Tässä skenaariossa valmistusmäärät ovat 100t kpl/vuosi ja 76usd/Kw.
Perusauton voimalinja (moottoriteho 80kw-150kw ja kenno 80kw)
80*76= 6080 usd +pieni (1-5kwh) akku siihen päälle.
Premium auton voimalinja (moottoriteho 130kw-> ja kenno 128kw)
128*76= 9728 usd +pieni (1-5kwh) akku siihen päälle.
Pakettiauto (moottoriteho 100kw ja kenno 45kw)
45*76= 3420 usd + 10kwh akku (1350usd)
Akkuauton akkujen hinnat ovat seuraavat. Käytän arvoa 135usd/kwh koska siihen arvioitiin hinnan nousevan tänä vuonna. Tosiasiassa olen nähnyt jo 160usd lukuja, mutta käytän tuota edellistä.
Perusauto
id3 58kwh
58*135= 7830
Tehokkaampi auto
id3 77kwh
77*135= 10395
Audi e-tron 95kwh
95*135= 12825usd
Pakettiauto
75*135= 10125
Eli polttokenno on jo tässä skenaariossa erittäin kilpailukykyinen hinnaltaan ja tarjoaa omat hyvät puolensa pitkän rangen, kestävyyden ja pikatankkauksen muodossa.
Kuitenkin jos valmistusmäärät kasvaa 500t per vuosi, niin hinnan oletetaan laskevan 68usd per kw.
Perusauton voimalinja (moottoriteho 80kw-150kw ja kenno 80kw)
80*68= 5440 usd +pieni (1-5kwh) akku siihen päälle.
Premium auton voimalinja (moottoriteho 130kw-> ja kenno 128kw)
128*68= 8704 usd +pieni (1-5kwh) akku siihen päälle.
Pakettiauto (moottoriteho 100kw ja kenno 45kw)
45*68= 3060 usd + 10kwh akku (1350usd)
Nyt hintaeroa alkaa olla jo merkittävästi. DOE:n tavoitehinta on 40 usd kw. Eli tästäkin hintatasosta on merkittävissä määrin trimmaamisen varaa kun valmistusmäärät kasvaa entisestään ja mahdollisesti löydetään halvempia materiaaleja ilman että kestävyys kärsii. Ja sellainen huomio että valmistajat käyttävät näitä kennoja muuallakin kuin henkilöautoissa, joten valmistusvolyymi kasvaa joka tapauksessa → hinnat halpenevat.
Käytännössä akkujen hinnat ei saa nousta ollenkaan, muuten voimalinjojen hintaero on liian iso.
Nämä ei tietysti ole vedenpitäviä laskelmia, koska perustuvat arvioihin jotka DOE on tehnyt. Luotan kyllä siihen, että arviot osuvat suhteellisen lähelle jotta voi omassa päässä hahmotella kulurakennetta tulevaisuutta ajatellen.
Pienissä määrissä tehtynä polttokennoauton hinta on jäätävä, ihan helposti 300usd-> per KW…
Edit: Tehokkaissa polttokennoissa hinta per kw on varmasti suurempi koska teho maksaa. Jälkihuomiona tällainen.