Energilagringsrevolusjonen: Hvordan batterier vil transformere transport og byer

Elektrisitetsforbruket fortsetter å vokse over hele verden. Ifølge IEA forventes det globale elektrisitetsbehovet å øke enda raskere, med en gjennomsnittlig rate på 3,4 % årlig, innen 2026. Dette etterspørselen vil bli drevet av en forbedret økonomisk utsikt og en betydelig utvidelse av datasentersektoren. 

Etter hvert som elektrisitetsforbruket øker, blir det stadig mer komplekst å sikre en stabil og bærekraftig energiforsyning.

Saken er at tradisjonelle kraftnett er avhengige av fossilt brensel, og fornybare energikilder som vind og sol er intermittente. Her er energilagring kritisk for å møte energibehov og støtte bærekraftig lagring. 

Ved å fange opp overskuddsenergi når tilbudet er høyt (solrike dager for solenergi) og frigjøre den når den er nødvendig (om natten eller på overskyede dager), eller ved etterspørsels topper, gjør lagringsløsninger det mulig å integrere fornybar energi og forbedre nettets pålitelighet.

I tillegg kan dette potensielt redusere strømpriser ved å optimalisere energibruk og minimere behovet for nye kraftverk. Enda viktigere bidrar det til avkarboniseringsarbeidet ved å redusere avhengigheten av karbonintensive kraftkilder.

I dette bildet har det globale energilagringsmarkedet omtrent tredoblet i størrelse i 2023 og forventes videre å fortsette å vokse med en årlig vekstrate på 21 % frem til 2030. 

Energilagring er faktisk Ark Invests store idé for 2025 og forventes å «drive eksponentielle fremskritt på tvers av industrier og katalysere et stegskifte i global økonomisk vekst».

Cathie Woods ARK er en årlig rapport som gir en omfattende analyse av teknologisk konvergens og dens potensial til å revolusjonere industrier. Denne gangen er kunstig intelligens, robotikk, offentlige blokkjeder, og multiomisk sekvensering sammen med energilagring er fokusområdene som er forventet å låse opp eksponentiell vekst. 

Disse ideene, ifølge rapporten, er klare til å øke produktiviteten dramatisk og skape langsiktige investeringsmuligheter. Så la oss se på den mest fremtredende energilagringsløsningen!

Batteriteknologiske fremskritt

Blant energilagringsløsninger spiller batterier en nøkkelrolle i å møte de økende kravene og akselerere overgangen til fornybar energi ved å fungere som et fleksibelt, skalerbart og miljøvennlig alternativ. 

Batterilagring er en essensiell muliggjører for fornybar energiproduksjon og applikasjoner som toppspissing, optimalisering av egenforbruk og reservekraft. Gjennom årene har fremskritt innen batteriteknologi betydelig forbedret energitettheten, effektiviteten, ladehastigheten, levetiden og sikkerheten.

Alle disse fremskritt innen batteriteknologi er faktisk drevet av andre disruptive teknologier, bemerket ARK i sin rapport. Innovasjoner innen batteriteknologi påvirkes av fremskritt innen nevrale nettverk, neste-generasjons sky, intelligente enheter, autonom mobilitet, distribuert energiproduksjon og fornybare raketter.

Nå inkluderer nylige fremskritt innen batteriteknologi litium-sulfurbatterier, som har høyere energitetthet og kan lagre mer kraft; natrium‑ion‑batterier, som bruker et mer rikelig materiale; mer brannsikre organosilikon‑elektrolyttbatterier; og NanoBolt litium‑tungsten‑batterier, som lades raskere.

En viktig innovasjon innen batterikjemi, imidlertid, har vært faststoffbatterier (SSB), i stedet for flytende elektrolytter, bruker faste elektrolytter, og forbedrer dermed sikkerhet og stabilitet. Disse faste elektrolyttene kan faktisk lages fra et bredere spekter av billigere og mer miljøvennlige materialer.

Det faste materialet som brukes som elektrolytt gjør det mulig for ioner å bevege seg mellom anoden, vanligvis laget av et høyenergi‑materiale som litium, og katoden, som er laget av komposittmaterialer, under lading og utlading.

Sammenlignet med tradisjonelle litium‑ion‑batterier tilbyr faststoffbatterier høyere energitetthet og kan lagre mer energi i samme volum. Den faste elektrolytten minimerer også risikoen for lekkasjer og branner ved å bruke et stabilt, ikke‑brennbart fast stoff, som også forhindrer termisk løp.

Dette måte, eliminerer den behovet for termisk styringssystemer, og gir dermed forbedret ytelse i ekstreme temperaturer, raskere ladetider, økt rekkevidde og lengre livssykluser.

Levetiden og livssyklusen til faststoffbatterier har blitt spesielt målrettet for forbedring gjennom innovasjoner i faste elektrolyttmaterialer, som gjør dem i stand til å tåle flere lade‑utladningssykluser. Dette forlenger ikke bare levetiden, men gjør også disse batteriene til et mer bærekraftig alternativ sammenlignet med konvensjonelle batterier. 

Mens Li‑ion‑batterier er i stand til å tåle 1 500 til 2 000 lade‑sykluser, SSB kan vare 8 000 til 10 000 sykluser. Denne betydelige forbedringen i effektivitet og holdbarhet viser deres potensial til å overgå nåværende batteriteknologier i krevende applikasjoner og gjøre faststoffbatterier til et svært lovende alternativ for fremtidige energilagringsløsninger på tvers av industrier. 

Bilindustrien spesielt vil ha enorm nytte av faststoffbatteriteknologi på grunn av elektriske kjøretøy behovet for høy energitetthet og sikre, langvarige og hurtigladende batterier.

Nå, for hurtiglading, utforsker selskaper også anodefrie batterier, nye elektrolytter, nye materialer og kjøleteknologier som disipere varme mer effektivt; avanserte konverterdesign for å håndtere høye kraftnivåer samtidig som de reduserer varmeproduksjon og energitap; samt AI‑ og trådløse ladeteknologier for å optimalisere ladeprosessen.

I tillegg til batterikjemi inkluderer andre teknologiske fremskritt på dette området resirkulering og gjenbruk av batterier for å senke kostnadene og sanntidsovervåking for å optimalisere batteriytelsen.

Elektriske kjøretøy & nettlagring

Avansert batteriteknologi, som har brakt forbedringer i batteriytelse og energilagring, katalyserer fremskritt innen autonom mobilitet, distribuert energiproduksjon og humanoid robotikk.

Fra elektriske kjøretøy til fornybare energisystemer og nettlagring, er alle disse applikasjonene avhengige av effektive og rimelige energilagringsløsninger. Nyere utviklinger viser at vi faktisk beveger oss i riktig retning ettersom batterikostnadene faller kraftig.

Hvis vi ser på historiske data, kostet et batteri med en kilowattime kapasitet en svimlende $7 500 i 1991. Siden da har prisene falt betydelig, med litium‑ion‑batterier som den mest kostnadseffektive energilagringsløsningen.

I 2008 var kostnaden per kilowattime (kWh) $1 355 som senere falt til $153 per kWh i 2022. Dette stoppet bare ikke her, prisene på litium‑ion‑batteripakker har falt ytterligere til en rekordlav på $115 per kilowattime i 2024, en 20 % nedgang fra året før. 

Den primære årsaken bak dette fallet har vært fremskritt i batteriteknologi og -kjemi så vel som en betydelig økning i produksjon, reduksjon i råvarepriser, adopsjon av rimeligere materialer og økt konkurranse. 

Disse fallende kostnadene bør akselerere adopsjon av elbiler ettersom batteripakker er en nøkkelkomponent i elbiler og hjelper med å lagre energien som trengs for å drive disse kjøretøyene. De høye batterikostnader har faktisk fungert som en stor hindring for adopsjon av elbiler. Dette skyldes at de kan utgjøre en tredjedel av kostnaden for en elbil. Og etter hvert som batterikostnadene faller, bør også prisen på elbiler falle.

BNEF spår at batteripakkepriser vil falle under $100/kWh grensen innen 2026 og $69/kWh innen 2030. Dette er forventet å hjelpe elbiler med å oppnå kostnadsparitet med forbrenningsmotorkjøretøy (ICEV).

Lavere batteripriser gjør også intermittente energisystemer økonomisk attraktive med 100 % oppetid. Dette forbedrer gjennomførbarheten av storskala energilagringsløsninger og letter integreringen av fornybare energikilder i kraftnett.

Ifølge ARK‑rapporten:

“De fallende kostnadene for avansert batteriteknologi bør forårsake en eksplosjon i formfaktorer, som muliggjør autonome mobilitetssystemer som reduserer transportkostnadene drastisk.”

En reduksjon i kostnadene for elektrisk drivlinje, spesielt, bør åpne for mikromobilitet og luftbaserte systemer som flygende taxier, som vil tillate forretningsmodeller som vil transformere byer, forutsier ARK. Autonomi forventes også å redusere kostnadene for taxi, levering og overvåkning med en størrelsesorden, noe som muliggjør friksjonsfri transport, som igjen vil øke hastigheten på netthandel og gjøre individuell bileierskap sjeldent.

Alle disse innovasjonene sammen med solenergi, småskala fisjon og storskala stasjonære batterier, ifølge ARK, kan fullstendig transformere energisektoren, erstatte elektrisitet med flytende drivstoff og øke systemomfattende produksjon og motstandskraft.

Investeringsmuligheter

Energilagring er grunnlaget for en bærekraftig energifremtid, som drives fremover gjennom fremskritt innen batteriteknologi. Så la oss se på noen fremtredende navn i denne sektoren:

#1. Tesla

Tesla (TSLA ) er en dominerende kraft innen batteri- og elbilproduksjon med sine teknologiske fremskritt og strategiske ekspansjoner som spiller en nøkkelrolle i å fremme industriens elektriske drømmer. Når det gjelder selskapets batteriteknologi, bruker Tesla en rekke litium‑ion (Li‑ion) batterikjemier, som involverer ulike sammensetninger av NMC (nikkel‑mangan‑kobolt) så vel som den rimeligere LFP (litium‑jern‑fosfat).

De fleste av Teslas elbilbatterier kommer imidlertid fra andre selskaper, inkludert Panasonic Energy og LG Energy, så selskapet har forsøkt å øke produksjonen av sine 4680‑battericeller i USA for å senke kostnadene og øke marginene. Utviklingen av 4680‑batteriet har imidlertid møtt betydelige problemer, med tap av opptil 80 % av katodene i testproduksjon.

Til tross for disse utfordringene fortsetter Tesla å gjøre fremskritt, med 11 GWh energilagring i Q4 2024 og en rekord på 31,4 GWh i hele 2024, noe som representerer en år‑til‑år‑økning på henholdsvis 244 % og 114 %. Megapack‑ og Powerwall‑produktene var de viktigste driverne for denne veksten.

Ifølge ARK står Tesla for omtrent 19 % av global energilagring, noe som kan virke overraskende for noen i dag men som en gang Musk sa, Teslas formål har alltid vært “å fremskynde ankomsten av bærekraftig energi”.

Tesla er nå også i ferd med å designe fire nye versjoner av interne batterier for å drive sin Cybertruck, kommende robotaxi og andre elbiler, ifølge en Reuters rapport i oktober i fjor.

Bilprodusenten forbereder også lanseringen av sin robotaxi i 2025. ARK forventer at Teslas Cybercrab skal være lønnsom til en pris på $15 000 eller lavere basert på en effektivitet på 5,5 miles/kWh og batterikostnad som kan bli så lavt som $2 300. 

Når det gjelder selskapets økonomi, rapporterte Tesla en inntekt på $25,71 milliarder for det siste fjerde kvartalet i 2024. Dette inkluderer $19,8 milliarder i bilinntekter — en nedgang på 8 % fra 4Q23 — hvorav $692 millioner kom fra regulatoriske kreditter og $3,06 milliarder i inntekter fra energiproduksjon og lagring, som steg med 113 % fra samme periode året før.

Teslas driftsinntekt var $1,6 milliarder, nettoinntekt var $2,32 milliarder, og inntjening per aksje var 73 cent justert. I denne perioden leverte Tesla 495 570 kjøretøy, og i hele året, ble omtrent 1,8 millioner elbiler levert. I år planlegger selskapet å lansere “unsupervised Full Self-Driving som en betalt tjeneste”.

Tesla har en markedsverdi på $1,12 billioner, og aksjene handles per i dag til $349, ned 13,15 % år‑til‑dato. EPS (TTM) er 2,04, mens P/E (TTM)-forholdet er 172,20.

2. QuantumScape  

QuantumScape (QS ) har utviklet et celledesign som ikke involverer en anode for å tilby høy energitetthet samtidig som det forenkler produksjon og reduserer materialkostnader. Den opprinnelige battericelle-teknologien hevder å muliggjøre mer effektiv og pålitelig energilagring.

Med sine batterier har selskapet som mål å drive neste generasjons mobilitet og bidra til det grønne skiftet i transportsektoren, som er en av de største bidragsyterne til globale klimagassutslipp. Men dagens elbiler, sier QuantumScape, mangler fortsatt ytelse, sikkerhet og kostnad som kreves for massemarkedets adopsjon av nullutslippskjøretøy.

Derfor fokuserer QuantumScape på litium‑metall faststoffbatterier, som de sier vil lade raskere, gå lenger, vare lenger og operere tryggere enn eksisterende elbiler så vel som bensindrevne kjøretøy.

I tillegg til den anodeløse arkitekturen, er en annen QuantumScape-innovasjon som kan bidra til å bringe denne nye æraen av energilagring er deres proprietære solide keramiske separator, som kan oppfylle de viktigste kravene til høy ledningsevne, stabilitet og lav grensesnittimpedans som gjør det mulig høy energitetthet, hurtiglading og lang levetid. 

Det første planlagte kommersielle produktet er QSE-5, som er designet for å kombineres med ulike katodkjemier, inkludert NMC og LFP. QSE-5-cellene har en målt energitetthet på 844 Wh/L og kan lades fra 10 % til 80 % på omtrent 12 minutter.

De $2,56 milliarder markedsverdi QuantumScape har sine aksjer, per skrivende stund, handlet til $5, ned 3,47 % år‑til‑dato. EPS (TTM) er -0,95 mens P/E (TTM)-forholdet er -5,25.

Når det gjelder selskapets økonomi, var siste rapporterte kvartal Q3 2024, hvor kapitalutgiftene var $17,9 millioner, GAAP driftskostnader var $130,2 millioner, og GAAP netto tap var på $119,7 millioner mens likviditeten ved slutten var $841 millioner.

QuantumScape rapporterte også at de startet produksjon av lavt volum av sine første B‑prøveceller, med vellykket implementering av Raptor‑prosessen, og samarbeider med Volkswagens batteriprodusent PowerCo med en forhåndsbetaling på $130 millioner for å bringe QSE-5‑teknologien til masseproduksjon.

3. Solid Power  

Solid Power (SLDP ) utvikler all-solid-state battericellteknologi som forventes å forbedre neste generasjons hybridceller og konvensjonell flytende Li‑ion‑teknologi. Selskapet bruker høyere kapasitet elektroder som silisium og litiummetall for å tilby bedre sikkerhet, lengre levetid og en kostnadsfordel på 15‑35 %.

Den viktigste ingrediensen i Solid Powers All‑Solid‑State Battery er en sulfidbasert fast elektrolytt, som lover en solid kombinasjon av celle‑nivå ytelse, produksjonsmuligheter og ledningsevne. Denne sulfidbaserte faste elektrolyttteknologien bruker rikelige materialer, og selskapet har som mål å skalere produksjonen for å drive 800 000 elbiler med sine all‑solid‑state battericeller årlig innen 2028.

Solid Power har en markedsverdi på $240 millioner, og aksjene handles per i dag til $1,36, ned nesten 30 % år‑til‑dato. EPS (TTM) er -0,47 mens P/E (TTM)-forholdet er -2,80.

For 3Q24 rapporterte selskapet $4,7 millioner i inntekter, et driftsunderskudd på $27,6 millioner, og et netto tap på $22,4 millioner. Likviditeten ved kvartalets slutt var $348,1 millioner. Solid Power har også sikret en $50 millioner premie fra US Department of Energy for å fortsette produksjonen av sin sulfidbaserte faste elektrolytt. Videre har de forlenget avtalen med VMW og startet arbeid i elektrolytt‑F&U og pre‑pilot‑lab EIC.

Utfordringer

Etter hvert som elbiler oppnår rask ekspansjon og energinett overgår til fornybare, har batterier blitt et nøkkellement for å oppnå en grønnere fremtid. Men selv om batterier tilbyr en lovende grønn teknologi sammenlignet med fossilt drivstoff, genererer de også klimagassutslipp (GHG) på en eller annen direkte eller indirekte måte gjennom hele livssyklusen.

Produksjonsfasen for batterier, som inkluderer gruvedrift og raffinering av råmaterialer, er en betydelig bidragsyter til GHG‑utslipp. Ikke bare det, men disse materialene medfører også andre utfordringer for utviklingen av batteriteknologi og, i forlengelsen, for elbiler og energilagring. 

Litium er for tiden den mest kritiske komponenten i batteriproduksjon, og etterspørselen forventes å øke med over 40 ganger innen 2040. Imidlertid står litiummarkedet selv overfor betydelige utfordringer på grunn av produksjonskutt og endrede etterspørselspatrone.

Mineraler, som hovedsakelig finnes i Australia, Chile og Kina, står for 90 % av global produksjon og er også skadelige for miljøet. I tillegg til den ujevne fordelingen av disse kritiske batterimineralene (litium, kobolt, nikkel, mangan og grafitt), møter de også knapphetsproblemer og krever intensive gruveoperasjoner for utvinning.

Den økende geopolitiske spenning forverrer ytterligere situasjonen. Handelspolitikker som potensielle tariffer på kinesiske importvarer fra den amerikanske presidenten Donald Trump og gjengjeldende tariffer fra Kina på amerikanske importvarer truer allerede med å endre globale batteripriser og forsyningskjeder.

Politiske endringer rundt elbiler og fornybar energi utgjør en annen utfordring. For eksempel har land i Europa som Frankrike og Tyskland redusert subsidier for elbiler, noe som kan bremse veksten av elbiler og dermed påvirke batteriutvikling og fremdrift.

I tillegg har batteriteknologi fortsatt utfordringer knyttet til sikkerhet, som begrenser bruken av elbiler og batteriers bruk for energilagring. Så er det problemet med dårlig batterikvalitet¹, som kan påvirke påliteligheten til enhetene de driver. Avhending av disse batteriene skaper også farlig avfall, mens den kortere levetiden til utskiftede batterier fører til kostnader for erstatning, installasjon, transport og nedetid. 

Nå, for å takle bærekraftsspørsmålene knyttet til batterier, er hovedfokuset fortsatt på å forlenge deres operative levetid men de må gå langt utover. I tillegg til å maksimere energieffektiviteten, må vi minimere bruken av giftige materialer, bruke fornybare kilder til å drive batterienheter, utvikle multifunksjonelle batterisystemer og fremme resirkulering og gjenbruk av batterier.

Konklusjon

Etter hvert som det globale presset mot fornybar energi intensiveres, blir behovet for effektiv energilagring viktigere enn noen gang. Robuste energilagringssystemer kan sikre en stabil og kontinuerlig energiforsyning, redusere kostnader, minimere belastning på nettet, drive elektriske kjøretøy og bidra til å nå avkarboniseringsmål. 

Energilagring drevet av fremskritt innen batteriteknologi, som har ført til fallende kostnader, bedre effektivitet og økt sikkerhet. Det er gjennom konstant innovasjon i batteriteknologi at energilagring kan revolusjonere industrier fra AI, robotikk, til autonom mobilitet og distribuert energiproduksjon.

Alt i alt er energilagring katalysert av avansert batteriteknologi klar til å drive den brede adopsjonen av elektriske kjøretøy, muliggjøre robuste smarte nett og drive en bærekraftig fremtid!

Klikk her for en liste over de beste elbilaksjene.

Studierreferanse:

^{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}