Credit:pix abay/CC0 Public Domain锂离子电池，这些使今天的手持电子设备和电动汽车时代成为可能的轻量级动力奇迹，自30年前推出以来，其成本大幅下降，其速度与去年3月发布的一项研究记录的太阳能电池板价格下降速度相似。但是是什么导致了如此惊人的成本下降，大约97%？该早期研究背后的一些研究人员现在已经分析了导致异常储蓄的原因。他们发现，迄今为止最大的因素是研究和开发工作，尤其是在化学和材料科学方面。这超过了通过规模经济取得的收益，尽管这已成为第二大削减类别。
这项新发现发表在《能源与环境科学》杂志上，由麻省理工学院博士后、19岁的研究生宋菊贤博士和麻省理工学院数据、系统和社会研究所教授杰西卡·特兰西克撰写。
据Trancik称，这些发现可能对政策制定者和规划者有所帮助，有助于指导支出重点，从而继续降低这种和其他关键储能技术的成本。她说，他们的工作表明，电化学电池技术仍有相当大的进一步改进空间。
该分析需要挖掘各种来源，因为大部分相关信息由紧密持有的专有业务数据组成。“数据收集工作非常广泛，”齐格勒说。“我们查看了学术文章、行业和政府报告、新闻稿和规格表。我们甚至看了一些公布的法律文件。我们不得不将来自许多不同来源的数据拼凑在一起，以了解正在发生的事情。”他说，他们收集了“大约15000个定性和定量数据点，跨越1000个独立记录，来自大约280个参考文献。”
Trancik说，最早时期的数据最难获得，可能具有最大的不确定性，但通过比较同一时期的不同数据源，他们试图解释这些不确定性。
总的来说，她说，“我们估计大部分的成本下降，超过50%，来自于研发相关的活动。”这包括私营部门和政府资助的研发，在R&D类别中，成本下降的“绝大部分”来自化学和材料研究。
她说，这是一个有趣的发现，因为“有太多的变量，人们通过非常不同的努力来解决”，包括电池本身的设计、制造系统、供应链等等。“成本的提高来自多种多样的努力和许多人，而不仅仅是少数人的努力。”
齐格勒说，关于在R&D投资的重要性的调查结果尤其重要，因为大部分投资发生在锂离子电池技术商业化之后，在这个阶段，一些分析师认为研究贡献会变得不那么重要。他说，从20世纪90年代初电池推出后的五年开始，大约有20年的时间，“大部分成本降低仍然来自研发。商业化开始时，R&D的贡献并没有结束。事实上，它仍然是降低成本的最大贡献者。”
这项研究利用了Trancik和她的团队最初开发的分析方法，分析了过去几十年硅太阳能电池板成本的类似急剧下降。他们还运用这种方法来理解核能不断上涨的成本。“这真的是触及了技术变革的基本机制，”她说。“我们还可以及时开发这些模型，这使我们能够发现人们可以用来改进未来技术的杠杆。”
她说，Trancik和她的同事开发的方法的一个优势是，当许多变量同时发生变化时，它有助于理清不同因素的相对重要性，这通常是随着技术的进步而发生的。“这不是简单地将这些变量的成本效应相加，”她说，“因为许多这些变量影响许多不同的成本组成部分。这是一个错综复杂的依赖网络。”但她说，该团队的方法使得“通过从本质上绘制出依赖关系网络，来研究总体成本变化如何归因于这些变量”成为可能。
这有助于为公共支出、私人投资和其他激励措施提供指导。"不同的决策者能做什么？"她问道。“他们有什么决策权来改进技术，这对低碳技术来说很重要，因为我们正在寻找应对气候变化的解决方案，而我们的时间和资源有限。这种新方法可能会让我们在时间和金钱投资方面更有目的性。”
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