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The effect of critical material prices on the competitiveness of clean energy technologies
Materials for Renewable and Sustainable Energy Pub Date : 2019-06-04 , DOI: 10.1007/s40243-019-0146-z
Alexandra Leader , Gabrielle Gaustad , Callie Babbitt

Clean energy technologies are widely recognized as a part of the solution for a sustainable future. Unfortunately, these technologies often rely on materials that are considered critical because of their importance to the technology and their potential for supply disruptions, which often lead to drastic and unexpected price spikes. With many clean energy technologies still struggling to compete economically with incumbent technologies, it is uncertain if such material price changes could have a significant economic impact on overall clean energy technology costs. In this paper, we first estimate material intensity of critical materials for three case study clean energy technologies: proton exchange membrane (PEM) fuel cells in fuel cell electric vehicles (FCEVs), neodymium iron boron (NdFeB) permanent magnets in direct drive wind turbines, and Li-ion batteries in battery electric vehicles (BEVs). Using these data, as well as material price information, we analyze technology-level costs under potential material price spike scenarios. By benchmarking against target costs at which each technology is expected to become economically competitive relative to incumbent energy systems, we evaluate the impact of price spikes on marketplace competitiveness. For the three case studies, technological costs could increase by between 13 and 41% if recent historical price events were to recur at current material intensities. By analyzing the economic impact of material price changes on technology-level costs, we demonstrate the need for stakeholders to push for various supply risk reduction measures, which are also summarized in this paper.

中文翻译:

关键材料价格对清洁能源技术竞争力的影响

清洁能源技术已被广泛认为是实现可持续未来的解决方案的一部分。不幸的是,由于这些技术对技术的重要性及其潜在的供应中断(通常会导致价格急剧上涨),这些技术通常依赖于关键材料。由于许多清洁能源技术仍在努力与现有技术进行经济竞争,因此不确定这种材料价格的变化是否会对整个清洁能源技术成本产生重大的经济影响。在本文中,我们首先估算了三种案例研究清洁能源技术的关键材料的材料强度:燃料电池电动汽车(FCEV)中的质子交换膜(PEM)燃料电池,直驱式风力涡轮机中的钕铁硼(NdFeB)永磁体,电动汽车(BEV)中的锂离子电池。使用这些数据以及材料价格信息,我们可以分析潜在材料价格飙升情况下的技术水平成本。通过对每种技术相对于现有能源系统在经济上具有竞争力的目标成本进行基准测试,我们评估了价格飙升对市场竞争力的影响。对于这三个案例研究,如果在当前材料强度下最近的历史价格事件再次发生,技术成本可能会增加13%至41%。通过分析材料价格变化对技术水平成本的经济影响,我们证明了利益相关者需要采取各种减少供应风险的措施,本文对此也进行了总结。使用这些数据以及材料价格信息,我们可以分析潜在材料价格飙升情况下的技术水平成本。通过对每种技术相对于现有能源系统在经济上具有竞争力的目标成本进行基准测试,我们评估了价格飙升对市场竞争力的影响。对于这三个案例研究,如果在当前材料强度下最近的历史价格事件再次发生,技术成本可能会增加13%至41%。通过分析材料价格变化对技术水平成本的经济影响,我们证明了利益相关者需要采取各种减少供应风险的措施,本文对此也进行了总结。使用这些数据以及材料价格信息,我们可以分析潜在材料价格飙升情况下的技术水平成本。通过对每种技术相对于现有能源系统在经济上具有竞争力的目标成本进行基准测试,我们评估了价格飙升对市场竞争力的影响。对于这三个案例研究,如果在当前材料强度下最近的历史价格事件再次发生,技术成本可能会增加13%至41%。通过分析材料价格变化对技术水平成本的经济影响,我们证明了利益相关者需要采取各种减少供应风险的措施,本文对此也进行了总结。我们分析了潜在的材料价格飙升情景下的技术水平成本。通过对每种技术相对于现有能源系统在经济上具有竞争力的目标成本进行基准测试,我们评估了价格飙升对市场竞争力的影响。对于这三个案例研究,如果在当前材料强度下最近的历史价格事件再次发生,技术成本可能会增加13%至41%。通过分析材料价格变化对技术水平成本的经济影响,我们证明了利益相关者需要采取各种减少供应风险的措施,本文对此也进行了总结。我们分析了潜在的材料价格飙升情景下的技术水平成本。通过对每种技术相对于现有能源系统在经济上具有竞争力的目标成本进行基准测试,我们评估了价格飙升对市场竞争力的影响。对于这三个案例研究,如果在当前材料强度下最近的历史价格事件再次发生,技术成本可能会增加13%至41%。通过分析材料价格变化对技术水平成本的经济影响,我们证明了利益相关者需要采取各种减少供应风险的措施,本文对此也进行了总结。我们评估价格飙升对市场竞争力的影响。对于这三个案例研究,如果在当前材料强度下近期的历史价格事件再次发生,技术成本可能会增加13%至41%。通过分析材料价格变化对技术水平成本的经济影响,我们证明了利益相关者需要采取各种减少供应风险的措施,本文对此也进行了总结。我们评估价格飙升对市场竞争力的影响。对于这三个案例研究,如果在当前材料强度下最近的历史价格事件再次发生,技术成本可能会增加13%至41%。通过分析材料价格变化对技术水平成本的经济影响,我们证明了利益相关者需要采取各种减少供应风险的措施,本文对此也进行了总结。
更新日期:2019-06-04
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