Pád o 99 %. Jak to, že lithiové baterie stojí pouhý zlomek

V roce 2025 se na celém světě prodalo přes 20 milionů elektrických automobilů. Většina z nich stála kolem 40 tisíc dolarů (cca 900 tisíc korun), některé čínské modely ale klesly až k hranici 10 tisíc dolarů. Ceny elektrických aut a aut se spalovacím motorem se také pomalu srovnávají a na několika málo trzích, především v Číně, už jsou oba typy vozidel v průměru srovnatelně drahé.

Hlavní příčinou změny je jediné: pokles ceny baterií. Jejich cena od uvedení na trh klesla v přepočtu na jednotku uložené energie (tedy na kapacitu) na zlomek původní hodnoty – prakticky na 1 % původní ceny, ukazují údaje sesbírané serverem Our World in Data.

V roce 1991 stála jedna kilowatthodina kapacity lithium-iontového článku kolem 9 200 dolarů. V roce 2025 to bylo 78 dolarů, tedy pokles o více než 99 %. Aby to bylo názornější: bateriové články v dnešním běžném elektromobilu s dojezdem kolem 350 až 400 kilometrů stojí zhruba 5 tisíc dolarů (něco přes 100 tisíc korun) – a to myslíme jen chemické články bez chladicích systémů, kabeláže a řídicí elektroniky.

Před deseti lety by stejná baterie přišla na více než 20 tisíc dolarů (nějakých 430 tisíc korun) – tedy tolik, kolik dnes na některých trzích stojí i kompletní elektromobily střední třídy. A v roce 1991 by jen samotný základ baterie vyšel na necelých 600 tisíc dolarů (tj. více než 12 milionů korun).

Na vysvětlenou bychom měli říci, že zmíněných 78 dolarů za kilowatthodinu je cena samotného bateriového článku – holé elektrochemie bez obalu. Od článku k funkčnímu produktu vede ale ještě poměrně dlouhá cesta.

Ovšem ne až tak drahá: bateriový „pack“, který zahrnuje moduly, řídicí elektroniku (BMS), chlazení a ochranný obal, stál v roce 2025 v globálním průměru kolem 99 dolarů za kWh, uvádí Bloomberg NEF.

Čím je to dáno?

V roce 1936 publikoval americký letecký inženýr Theodore Paul Wright článek s nenápadným názvem „Faktory ovlivňující cenu letadel“. Wright si při studiu výroby v závodech Curtiss-Wright všiml zvláštní pravidelnosti: pokaždé, když se celkový počet vyrobených letadel zdvojnásobil, náklady na pracovní sílu klesly o 10 až 15 %. Ne jednorázově, ale opakovaně, s každým dalším zdvojnásobením.

Wrightův zákon říká něco překvapivě prostého: učíme se praxí. A tempo tohoto zlevňování zůstává pro danou technologii pozoruhodně konstantní.

U lithium-iontových baterií činí toto tempo – odborně „learning rate“ – zhruba 19 %. Jinými slovy: pokaždé, když se globální kumulativní výroba baterií zdvojnásobí, cena klesne přibližně o pětinu. U solárních panelů je to kolem 20 %. Obě technologie si jsou v tomto ohledu nápadně podobné.

Většina z nás zná spíše Moorův zákon – pozorování Gordona Moora z roku 1965, že počet tranzistorů na čipu se zdvojnásobí přibližně každé dva roky. Wrightův zákon nabízí hlubší vysvětlení: neříká „za dva roky to bude dvakrát lepší“, ale „když vyrobíme dvakrát tolik, bude to o X procent levnější“. Příčinou pokroku není běžící čas, ale akumulovaná zkušenost.

Jak ukázali výzkumníci François Lafond a Doyne Farmer, oba zákony často dávají stejné předpovědi, pokud výroba roste exponenciálně, což u úspěšných technologií bývá pravidlem. Wrightův zákon ale lépe zachycuje situace, kdy se tempo výroby změní, a hlavně nemate náš mozek časovým údajem – ve skutečnosti nejde tolik o čas, ale o to, kolik zkušeností získáme, a to závisí spíše na počtu vyrobených kusů.

To, že byl zákon známý, ovšem neznamená, že si jeho důsledky vždy uvědomuje, připomíná i případ baterií. Ještě v roce 2010 naprostá většina energetických prognóz fatálně podcenila tempo zlevňování solárních panelů i baterií. Mezinárodní energetická agentura opakovaně předpokládala, že solární energie zůstane drahá, a realita její předpovědi opakovaně předbíhala. Lidé exponenciální procesy systematicky podceňují, a právě proto je Wrightův zákon tak důležitý – nejde o neomylnou věštbu, ale jako pomůcku pro naši přirozenou (a v řadě případů nepřesnou) intuici.

Jak je asi jasné, zákon není platný vždy a všeobecně. Neřídí se jím všechny technologie – některé se prostě nevyrábí v dostatečném množství, existují určitá fyzikální omezení a „dno“ dané cenou materiálu atd. I pokles ceny baterií daný učením z masové výroby se tedy někdy zastaví.

Dalším faktorem, který přispěl ke snižování cen, byly změny v samotné baterii. To jsou v principu velmi jednoduchá zařízení: lithiové ionty se při vybíjení stěhují od záporné elektrody (anody) ke kladné (katodě) a po cestě konají práci. Při nabíjení cestují zpět. Klíčem k výkonu, ceně i bezpečnosti baterie je přitom především materiál katody – a právě ten prošel za tři dekády pozoruhodnou evolucí.

Když Sony v roce 1991 uvedlo první komerční lithium-iontový článek, katoda byla vyrobena z oxidu lithno-kobaltnatého (LCO). Skvělá hustota energie, ideální pro malou elektroniku, ale kobalt je drahý, toxický a těží se za pochybných podmínek v Kongu. Pro automobilový průmysl, kde potřebujete desítky kilogramů katodového materiálu místo několika gramů, to bylo neúnosné.

Následoval přechod k takzvaným NMC katodám (nikl-mangan-kobalt), které kobalt ředí levnějšími prvky, a k NCA (nikl-kobalt-hliník), na které vsadila Tesla. Každá generace přinášela jiný kompromis mezi hustotou energie, životností, bezpečností a cenou. Paralelně probíhaly stovky drobných inovací na straně anody, elektrolytu, separátoru i samotných výrobních procesů: od přesnějšího nanášení elektrodových vrstev po sofistikovanější sušení a formování článků.

A pak přišel – či spíše se vrátil – lithium-železo-fosfát, známý pod zkratkou LFP. Tato katodová chemie existovala už od konce 90. let, ale dlouho byla považována za méněcennou: nižší hustota energie znamenala těžší baterie a kratší dojezd. Jenže LFP neobsahuje kobalt ani nikl, je levný, bezpečný a extrémně dlouhověký.

Když čínští výrobci v čele s CATL a BYD dotáhli technologii k dospělosti a vyřešili část problému s hustotou energie chytřejším designem bateriových „packů“, LFP se stal králem levnějších elektromobilů. „Posun z chemie NMC na LFP byl například u elektromobilů hlavní pákou pro snižování nákladů a přinesl snížení cen o více než třetinu,“ říká Martin Sládeček ze společnosti KPMG.

Na závěr se ještě zastavme u jedné stránky vývoje baterií, která nezměnila ani tak cenu, ale možnosti jejího praktického využití a nasazení ano.

U zmíněné první baterie od Sony v roce 1991 se do jednoho kilogramu baterie „vešlo“ zhruba 80 watthodin elektrické energie. Dnešní komerční články na bázi NMC dosahují kolem 270–300 Wh/kg.

Na první pohled je trojnásobné zlepšení za 30 let malé – zvláště ve srovnání s tím, jak se za stejnou dobu změnil výkon procesorů, nebo kapacita paměťových čipů. Jenže elektrochemie se řídí jinými pravidly než polovodičová fyzika. Hustota energie baterie je v konečném důsledku limitována tím, kolik elektronů dokáží atomy elektrodových materiálů přijmout a odevzdat a jaké napětí přitom vzniká.

Tyto limity jsou dané chemicky, povahou chemických vazeb. Na rozdíl od čipů tak není možné díly prostě „zmenšit“ a výkon se zvětší. Každé procento navíc si proto vyžádalo spoustu práce při poznávání krystalových struktur v bateriích, vylepšování elektrolytů a dalších aspektů.

Praktické důsledky jsou ovšem zásadní. Bateriový „pack“ elektromobilu o kapacitě 60–80 kWh dnes váží kolem 400–500 kilogramů. Kdyby se hustota energie od roku 1991 nezměnila, vážil by stejný komponent přes tunu a půl – tedy víc než celý malý osobní automobil. Právě kombinace klesající ceny a rostoucí hustoty energie vytvořila prostor, v němž se elektromobily staly reálným produktem, a ne laboratorní kuriozitou.

Přesto je současných 250–300 Wh/kg na úrovni článku stále jen zlomkem toho, co nabízí benzín – ten má gravimetrickou hustotu energie kolem 12 tisíc Wh/kg. Spalovací motor sice z tohoto potenciálu využije jen asi čtvrtinu (zbytek odchází jako teplo), ale i tak je poměr stále výrazně ve prospěch fosilního paliva. Elektromotor je sice efektivnější, ale fyzika je neúprosná: aby nabídla stejný dojezd, musí mít baterie jednoduše výrazně větší hmotnost než benzín v nádrži.

U osobních aut je dnešní technologie již dostatečná – baterie sice přidávají na hmotnosti, ale výsledek je „dost dobrý“ pro praktické využití. U nákladních vozidel je situace složitější: každý kilogram baterie navíc znamená o kilogram nákladu méně, a proto se plná elektrizace dálkové kamionové dopravy se současnými lithium-iontovými bateriemi stále obtížně prosazuje.

Na nejtvrdší limit pochopitelně naráží letectví. Pro elektrifikaci regionálních letů do 500 kilometrů odborníci odhadují, že by baterie potřebovaly dosáhnout přes 400 Wh/kg na úrovni celé baterie – což je hodnota o desítky procent větší než u dnešních baterií (ty nejlepší sériové vyráběné mají něco přes 250 Wh/kg). Plně elektrické dopravní letadlo na delší tratě by pak vyžadovalo baterie s energetickou „hustotou“ kolem 600–800 Wh/kg, tedy technologii, která zatím existuje jen v laboratořích.

V některých aplikacích tato vlastnost nasazení baterií nijak neomezuje. Třeba u velkých domácích či síťových baterií na hmotnosti příliš nezáleží. Důležité jsou cena, životnost a bezpečnost. Právě proto se v tomto segmentu tak prosadily LFP baterie s nižší hustotou energie, ale výrazně nižší cenou a delší životností.

Předem si řekněme, že další radikální zlevňování samotných lithiových bateriových článků – tedy chemických „střev“ baterií, ve kterých se skladuje elektřina – bude pochopitelně obtížné. Další pokles ceny bude pomalejší, protože se stále více blíží cenovému dnu danému cenou materiálů. Do budoucna ovšem mohou (ale nemusí) více zlevňovat další komponenty, které bývají součástí celé baterie – od elektroniky, přes chladicí systémy až třeba po střídače.

Pokles také může nějakou dobu pokračovat jen „účetně“. Celý obor posedla metrika „dolarů za kilowatthodinu článku“, má tendenci optimalizovat právě toto číslo a méně viditelné náklady přesouvat do jiných částí kontraktu. Odborníci na evropském trhu proto radí dívat se vždy na celkovou cenu systému včetně instalace, ne na lákavé titulkové číslo.

Lithium-iontové baterie budou rozhodně dominovat ještě řadu let, ale na obzoru se rýsují i další technologie. Nejblíže masovému nasazení jsou sodíkové (Na-ion) baterie. CATL, největší světový výrobce baterií, v roce 2025 spustil jejich sériovou výrobu pod značkou Naxtra a v roce 2026 plánuje široké nasazení v elektromobilech i stacionárních úložištích.

Hustota energie je sice nižší než u lithia, ale pro městská auta a síťové úložiště to může bohatě stačit. Sodík je ovšem výrazně levnější než lithium a může tedy ceny baterií ještě o něco srazit – rozhodně ne už o 99 procent, ale o nějaké nižší desítky procent možná ano. I proto, že sodíkové články se podle čínských firem dají vyrábět na prakticky stejných linkách jako lithiové, takže „dědí“ tři dekády výrobního know-how a nemusí procházet ranou fází učící křivky od nuly.

Na vzdálenějším horizontu pak stojí pevnolátkové (solid-state) baterie, které slibují výrazný skok v hustotě energie a bezpečnosti. Toyota, Samsung SDI a další investují miliardy, ale masová výroba se opakovaně odkládá. Jsme tu spíše ve fázi, v jaké bylo Sony s lithiovými články počátkem 90. let – na samém začátku křivky, s velkým potenciálem i velkými nejistotami.