Energilagringsrevolutionen: Sådan vil batterier transformere transport og byer

Elforbruget fortsætter med at vokse verden over. Ifølge IEA forventes den globale el efterspørgsel at stige endnu hurtigere, med en gennemsnitlig sats på 3,4 % årligt, inden 2026. Denne efterspørgsel vil blive drevet af en forbedret økonomisk udsigt og en markant udvidelse af datacentersektoren. 

Efterhånden som elforbruget stiger, bliver det stadig mere komplekst at sikre en stabil og bæredygtig energiforsyning.

Problemet er, at traditionelle elnet er afhængige af fossile brændstoffer, og vedvarende energikilder som vind og sol er intermitterende. Her er energilagring afgørende for at imødekomme energibehovet og understøtte bæredygtig lagring.

Ved at opsamle overskydende energi, når udbuddet er højt (solrige dage for solenergi), og frigive den, når den er nødvendig (om natten eller på overskyede dage) eller ved efterspørgsels‑toppe, muliggør lagringsløsninger integration af vedvarende energi og forbedrer netværkets pålidelighed.

Derudover kan dette potentielt reducere elomkostningerne ved at optimere energiforbruget og minimere behovet for nye kraftværker. Endnu vigtigere bidrager det til afkarboniseringsindsatsen ved at reducere afhængigheden af kulstofintensive energikilder.

I denne kontekst er det globale energilagringsmarked vokset med omkring trefold i størrelse i 2023 og forventes yderligere at fortsætte med at vokse med en årlig sats på 21 % frem til 2030. 

Energilagring er faktisk Ark Invests store idé for 2025 og forventes at “drive eksponentielle fremskridt på tværs af industrier og katalysere et skridtændring i den globale økonomiske vækst”.

Cathie Woods ARK er en årlig rapport, der tilbyder en omfattende analyse af teknologisk konvergens og dens potentiale til at revolutionere industrier. Denne gang er kunstig intelligens, robotteknik, offentlige blockchains og multiomisk sekventering sammen med energilagring fokusområder, der forventes at frigøre eksponentiel vækst. 

Disse idéer, ifølge rapporten, er klar til at øge produktiviteten markant og skabe langsigtede investeringsmuligheder. Så lad os se på den mest fremtrædende energilagringsløsning!

Batteriteknologiske Fremskridt

Blandt energilagringsløsninger spiller batterier en nøglerolle i at imødekomme de stigende krav og accelerere overgangen til vedvarende energi ved at fungere som en fleksibel, skalerbar og miljøvenlig mulighed.

Batterilagring er en essentiel muliggjører af vedvarende energiproduktion og anvendelser som peak shaving, optimering af selvforbrug og backup‑strøm. Gennem årene har fremskridt inden for batteriteknologi betydeligt forbedret deres energitæthed, effektivitet, opladningshastighed, levetid og sikkerhed.

Alle disse fremskridt inden for batteriteknologi drives faktisk af andre disruptive teknologier, bemærkede ARK i sin rapport. Innovationer inden for batteriteknologi påvirkes af fremskridt inden for neurale netværk, næste generations cloud, intelligente enheder, autonom mobilitet, distribueret energiproduktion og vedvarende raketter.

Nu omfatter de seneste fremskridt inden for batteriteknologi lithium‑svovlbatterier, som har en højere energitæthed, så de kan lagre mere energi; natrium‑ion batterier, som bruger et mere rigeligt materiale; mere brandresistente organosilikon‑elektrolyt batterier; og NanoBolt lithium‑tungsten batterier, som kan genoplades hurtigere.

En stor innovation inden for batterikemi er dog solid‑state batterier (SSB), som har været, i stedet for flydende elektrolytter, bruger faste elektrolytter, hvilket forbedrer sikkerhed og stabilitet. Disse faste elektrolytter kan faktisk fremstilles fra et bredere udvalg af billigere og mere miljøvenlige materialer.

Det faste materiale, der anvendes som elektrolyt, muliggør ionernes bevægelse mellem anoden, typisk fremstillet af et høj‑energi materiale som lithium, og katoden, som er lavet af kompositmaterialer, under opladning og afladning.

Sammenlignet med traditionelle lithium‑ion batterier tilbyder solid‑state batterier højere energitæthed og kan lagre mere energi i samme plads. Den faste elektrolyt minimerer også risikoen for lækager og brand ved at bruge et stabilt, ikke‑brændbart fast stof, som også forhindrer termisk løb.

På denne måde eliminerer den behovet for termisk styringssystemer, hvilket igen giver forbedret ydeevne ved ekstreme temperaturer, hurtigere opladningstider, øget rækkevidde og længere livscyklusser.

Levetiden og livscyklussen for solid‑state batterier har været særligt målrettet for forbedring gennem innovationer i faste elektrolytmaterialer, som gør dem i stand til at modstå flere opladnings‑afladningscyklusser. Dette forlænger ikke kun levetiden, men gør også disse batterier til en mere bæredygtig mulighed sammenlignet med konventionelle batterier.

Mens Li‑ion batterier kan holde 1.500 til 2.000 opladningscyklusser, kan SSB holde 8.000 til 10.000 cyklusser. Denne betydelige forbedring i effektivitet og holdbarhed viser deres potentiale til at overgå nuværende batteriteknologier i krævende anvendelser og gøre solid‑state batterier til en yderst lovende mulighed for fremtidige energilagringsløsninger på tværs af industrier.

Bilindustrien vil specifikt have enormt udbytte af solid‑state batteriteknologi på grund af elbilernes behov for høj energitæthed samt sikre, langtidsholdbare og hurtigt opladende batterier.

Nu udforsker virksomheder også anodefri batterier, nye elektrolytter, nye materialer og køleteknologier, der afleder varme mere effektivt; avancerede konverterdesign for at håndtere høje effektniveauer samtidig med at reducere varmeudvikling og energitab; samt AI‑ og trådløse opladningsteknologier for at optimere opladningsprocessen.

Udover batterikemi omfatter andre teknologiske fremskridt på dette område genbrug og genanvendelse af batterier for at sænke deres omkostninger samt realtidsmonitorering for at optimere batteriydelsen.

Elbiler & Netlagring

Avanceret batteriteknologi, som har bragt forbedringer i batterieffektivitet og energilagring, katalyserer fremskridt inden for autonom mobilitet, distribueret energiproduktion og humanoid robotteknik.

Fra elbiler til vedvarende energisystemer og netlagring afhænger alle disse anvendelser af effektive og overkommelige energilagringsløsninger. Seneste udviklinger viser, at vi faktisk bevæger os i den rigtige retning, da batteripriserne falder.

Hvis vi ser på historiske data, kostede et batteri med en kilowatt‑time kapacitet hele $7.500 i 1991. Siden da er priserne faldet betydeligt, med lithium‑ion batterier som den mest omkostningseffektive energilagringsløsning.

I 2008 var omkostningen pr. kilowatt‑time (kWh) $1.355, som yderligere faldt til $153 pr. kWh i 2022. Det stoppede bare ikke her, lithium‑ion batteripakkepriser er yderligere faldet til en rekordlav på $115 per kilowatt‑hour i 2024, et fald på 20 % fra året før.

Den primære grund til dette fald har været fremskridt inden for batteriteknologi og -kemi samt en betydelig stigning i produktionen, reduktion i råmaterialepriser, adoption af mere overkommelige materialer og øget konkurrence.

Disse faldende omkostninger bør accelerere adoption af elbiler, da batteripakker er en nøglekomponent i elbiler og hjælper med at lagre den energi, der er nødvendig for at drive disse køretøjer. De høje batteripriser har faktisk udgjort en stor hindring for adoption af elbiler. Dette skyldes, at de kan udgøre en tredjedel af omkostningerne ved en elbil. Og efterhånden som batteripriserne falder, bør prisen på elbiler også falde.

BNEF forudsiger, at batteripakkepriser vil falde under $100/kWh‑mærket inden 2026 og $69/kWh inden 2030. Dette forventes at hjælpe elbiler med at opnå omkostningsparitet med køretøjer med forbrændingsmotor (ICEV).

Lavere batteripriser gør også intermitterende energisystemer økonomisk attraktive med 100 % oppetid. Dette forbedrer gennemførligheden af store energilagringsløsninger og letter integrationen af vedvarende energikilder i elnettet.

Ifølge ARK‑rapporten:

“De faldende omkostninger ved avanceret batteriteknologi bør forårsage en eksplosion i formfaktorer, hvilket muliggør autonome mobilitetssystemer, der reducerer transportomkostningerne.”

En reduktion i omkostningerne til elektrisk drivlinje, især, bør åbne for mikromobilitet og luftsystemer som flyvende taxaer, som vil muliggøre forretningsmodeller, der vil transformere byer, forudsiger ARK. Autonomi forventes også at reducere omkostningerne til taxa, levering og overvågning med en størrelsesorden, hvilket muliggør friktionsfri transport, som igen vil øge hastigheden af e‑handel og gøre individuel bilejerskab sjældent.

Alle disse innovationer sammen med solenergi, småskala fission og store stationære batterier, ifølge ARK, kan fuldstændigt transformere energisektoren, erstatte elektricitet med flydende brændstof og øge systemomspændende produktion og modstandsdygtighed.

Investeringsmuligheder

Energilagring er grundlaget for en bæredygtig energifremtid, som drives fremad af fremskridt inden for batteriteknologi. Så lad os se på nogle fremtrædende navne i denne sektor:

#1. Tesla

Tesla (TSLA ) er en dominerende kraft inden for batteri‑ og elbilproduktion med sine teknologiske fremskridt og strategiske udvidelser, som spiller en nøglerolle i at fremme branchens elektriske drømme. Når det gælder virksomhedens batteriteknologi, bruger Tesla en række lithium‑ion (Li‑ion) batterikemier, som omfatter forskellige sammensætninger af NMC (nickel‑mangan‑kobolt) samt den billigere LFP (lithium‑jernfosfat).

De fleste af Teslas elbilbatterier kommer dog fra andre virksomheder, herunder Panasonic Energy og LG Energy, så virksomheden har forsøgt at øge produktionen af sine 4680 battericeller i USA for at sænke omkostningerne og øge marginerne. Udviklingen af 4680‑batteriet har dog stået over for betydelige problemer, hvor op til 80 % af katoderne gik tabt i testproduktionen.

På trods af disse udfordringer fortsætter Tesla med at gøre fremskridt, idet de har implementeret 11 GWh energilagring i Q4 2024 og en rekord på 31,4 GWh i hele 2024, hvilket svarer til en år‑til‑år stigning på henholdsvis 244 % og 114 %. Deres Megapack‑ og Powerwall‑produkter var de primære drivkræfter bag denne vækst.

Ifølge ARK udgør Tesla omkring 19 % af den globale energilagring, hvilket kan virke overraskende for nogle i dag, men som Musk engang sagde, har Teslas formål altid været “at accelerere fremkomsten af bæredygtig energi”.

Tesla planlægger nu også at designe fire nye versioner af interne batterier til at drive deres Cybertruck, kommende robotaxi og andre elbiler, ifølge en Reuters-rapport i oktober sidste år.

Bilproducenten forbereder også lanceringen af sin robotaxi i 2025. ARK forventer, at Teslas Cybercrab vil være rentabel til en pris på $15.000 eller lavere baseret på en effektivitet på 5,5 miles/kWh og batterikostnaden så lav som $2.300. 

Når det gælder virksomhedens økonomi, rapporterede Tesla en omsætning på $25,71 milliarder for det seneste fjerde kvartal i 2024. Dette inkluderer $19,8 milliarder i bilindtægter — et fald på 8 % fra 4Q23 — hvoraf $692 millioner kom fra regulatoriske kreditter og $3,06 milliarder i indtægter fra energiproduktion og -lagring, som steg med 113 % fra samme periode året før.

Teslas driftsresultat var $1,6 milliarder, nettoresultatet var $2,32 milliarder, og indtjening pr. aktie lå på 73 cent justeret. I denne periode leverede Tesla 495.570 køretøjer, og i hele året blev omkring 1,8 millioner elbiler leveret. I år planlægger virksomheden at lancere “unsupervised Full Self‑Driving som en betalt tjeneste”.

Teslas markedsværdi på $1,12 trillion har sine aktier, på tidspunktet for skrivning, handlet til $349, et fald på 13,15 % år‑til‑dato. Dens EPS (TTM) er 2,04, mens P/E (TTM)-forholdet er 172,20.

2. QuantumScape  

QuantumScape (QS ) har udviklet et celledesign, der ikke involverer en anode, for at tilbyde høj energitæthed, samtidig med at fremstillingen forenkles og materialomkostningerne reduceres. Deres oprindelige battericelle‑teknologi påstår at muliggøre mere effektiv og pålidelig energilagring.

Med sine batterier sigter virksomheden mod at drive næste generations mobilitet og hjælpe med den grønne omstilling i transportsektoren, som er en af de største bidragsydere til globale drivhusgasemissioner. Men dagens elbiler, siger QuantumScape, mangler stadig den ydeevne, sikkerhed og pris, der kræves for massemarkedets adoption af nul‑emissionskøretøjer.

Derfor fokuserer QuantumScape på lithium‑metal solid‑state batterier, som de siger vil oplade hurtigere, køre længere, holde længere og fungere mere sikkert end eksisterende elbiler samt benzin‑drevne køretøjer.

Ud over den anodeløse arkitektur er en anden QuantumScape‑innovation, der kan hjælpe med at bringe denne nye æra af energilagring, deres proprietære solide keramiske separator, som kan opfylde de vigtigste krav om høj ledningsevne, stabilitet og lav interfacial impedans, hvilket muliggør høj energitæthed, hurtig opladning og lang levetid.

Det første planlagte kommercielle produkt er QSE‑5, som er designet til at kombinere med forskellige katodekemier, herunder NMC og LFP. QSE‑5‑cellerne har en målt energitæthed på 844 Wh/L og kan oplade fra 10 % til 80 % på omkring 12 minutter.

QuantumScape har en markedsværdi på $2,56 milliarder, og deres aktier handles på $5 på tidspunktet for skrivning, et fald på 3,47 % år‑til‑dato. Dens EPS (TTM) er -0,95, mens P/E (TTM)-forholdet er -5,25.

Hvad angår virksomhedens økonomi, var det senest rapporterede kvartal Q3 2024, hvor kapitaludgifterne var $17,9 millioner, GAAP driftsomkostningerne $130,2 millioner, og GAAP nettounderskuddet udgjorde $119,7 millioner, mens likviditeten ved kvartalets slutning var $841 millioner.

QuantumScape rapporterede også, at de startede produktionen af lav volumen af deres første B‑prøveceller, med succes implementerede Raptor‑processen og indgik et partnerskab med Volkswagens batteriproducent PowerCo med en forudbetaling på $130 millioner for at bringe QSE‑5‑teknologien i masseproduktion.

3. Solid Power  

Solid Power (SLDP ) udvikler all‑solid‑state battericelleteknologi, som forventes at forbedre næste generations hybridceller og konventionel flydende Li‑ion teknologi. Virksomheden bruger højkapacitets elektroder som silicium og lithiummetal for at tilbyde bedre sikkerhed, længere levetid og en 15‑35 % omkostningsfordel.

Den vigtigste ingrediens i Solid Powers All‑Solid‑State Battery er en sulfidbaseret fast elektrolyt, som lover en solid kombination af celle‑niveau ydeevne, fremstillingsmuligheder og ledningsevne. Denne sulfidbaserede faste elektrolytteknologi bruger rigelige materialer, og virksomheden sigter mod at skalere produktionen til at drive 800.000 elbiler med sine all‑solid‑state battericeller årligt inden 2028.

Solid Power har en markedsværdi på $240 millioner, og deres aktier handles på $1,36 på tidspunktet for skrivning, et fald på næsten 30 % år‑til‑dato. Dens EPS (TTM) er -0,47, mens P/E (TTM)-forholdet er -2,80.

For 3Q24 rapporterede virksomheden $4,7 millioner i omsætning, et driftsunderskud på $27,6 millioner og et nettounderskud på $22,4 millioner. Dens likviditet ved kvartalets slutning var $348,1 millioner. Solid Power har også sikret en $50 millioner tilskud fra det amerikanske energiministerium for at fortsætte produktionen af deres sulfidbaserede faste elektrolyt. Desuden udvidede de aftalen med VMW og påbegyndte arbejde i elektrolyt‑F&U og pre‑pilot‑lab EIC.

Udfordringer

Efterhånden som elbiler får en hurtig ekspansion, og energinettet overgår til vedvarende energikilder, er batterier blevet et nøgleelement for at opnå en grønnere fremtid. Men selvom batterier tilbyder en lovende grøn teknologi sammenlignet med fossilt brændstof, genererer de også drivhusgasemissioner (GHG) på en eller anden direkte eller indirekte måde gennem deres livscyklus.

Fremstillingsfasen af batterier, som omfatter minedrift og raffinering af råmaterialer, er en væsentlig bidragyder til GHG‑emissioner. Ikke kun det, men disse materialer udgør også andre udfordringer for udviklingen af batteriteknologi og dermed for elbiler og energilagring.

Lithium er i øjeblikket den mest kritiske komponent i batteriproduktion, og efterspørgslen forventes at stige med over 40 gange inden 2040. Dog står litiummarkedet selv over for betydelige udfordringer på grund af produktionsnedskæringer og skiftende efterspørgselsmønstre.

Mineraler, som primært findes i Australien, Chile og Kina, udgør 90 % af den globale produktion og er også skadelige for miljøet. Ud over den ujævne fordeling af disse kritiske batterimineraler (lithium, kobolt, nikkel, mangan og grafit) står de også over for knaphed og kræver intensive minedriftsoperationer for udvinding.

Den stigende geopolitiske spænding forværrer yderligere situationen. Handelspolitikker som potentielle tariffer på kinesiske importvarer fra den amerikanske præsident Donald Trump og retaliatoriske tariffer fra Kina på amerikanske importvarer truer allerede med at ændre globale batteripriser og forsyningskæder.

Politiske skift omkring elbiler og vedvarende energi udgør en anden udfordring. For eksempel har lande i Europa som Frankrig og Tyskland reduceret elbilsubsidier, hvilket kan bremse væksten i elbiler og dermed påvirke batteriudviklingen og fremskridtene.

Ud over alt dette har batteriteknologi stadig udfordringer med sikkerhed, hvilket begrænser brugen af elbiler og batteriers anvendelse til energilagring. Så er der problemet med dårlig batterikvalitet¹, som kan påvirke pålideligheden af de enheder, de driver. Bortskaffelsen af disse batterier skaber yderligere farligt affald, mens den kortere levetid for udtjente batterier medfører udgifter til udskiftning, installation, transport og nedetid.

Nu, for at tackle bæredygtighedsbekymringerne ved batterier, er hovedfokus stadig på at forlænge deres driftslevetid, men de skal gå langt videre. Ud over at maksimere energieffektiviteten skal vi minimere brugen af giftige materialer, anvende vedvarende energikilder til at drive batterienheder, udvikle multifunktionelle batterisystemer og fremme genbrug og genanvendelse af batterier.

Konklusion

Efterhånden som den globale indsats for vedvarende energi intensiveres, bliver behovet for effektiv energilagring mere kritisk end nogensinde. Robuste energilagringssystemer kan sikre en stabil og kontinuerlig energiforsyning, reducere omkostninger, minimere belastning på nettet, drive elbiler og hjælpe med at nå afkarboniseringsmål.

Energilagring drives af fremskridt inden for batteriteknologi, som har resulteret i faldende omkostninger, bedre effektivitet og øget sikkerhed. Det er gennem konstant innovation i batteriteknologi, at energilagring kan revolutionere industrier fra AI, robotteknik til autonom mobilitet og distribueret energiproduktion.

Samlet set er energilagring katalyseret af avanceret batteriteknologi klar til at drive den udbredte adoption af elbiler, muliggøre modstandsdygtige smarte net og drive en bæredygtig fremtid!

Klik her for en liste over de bedste elbilaktier.

Studierreference:

^{1. Attia, P.M., Moch, E., & Herring, P.K. (2025). Challenges and opportunities for high-quality battery production at scale. Nature Communications, 16, 611. Available online 12 januar 2025. https://doi.org/10.1038/s41467-025-55861-7}