Czy wystarczy akumulatorów do samochodów elektrycznych?

Sprzedaż samochodów elektrycznych rośnie z roku na rok. Producenci stają na głowie, aby produkować ich więcej, ale czy nadążą za popytem? Czy łańcuchy dostaw, które tak bardzo ucierpiały przez pandemię uda się odbudować lub zmienić? No i najważniejsze czy starczy akumulatorów dla wszystkich?

Co chwilę producenci samochodów z różnych kontynentów i krajów informują o konieczności zamknięcia na pewien czas jakiejś fabryki. Dzieje się tak od początku 2021 roku, ze zmienną częstotliwością, ale jednak dość systematycznie. Raz Volkswagen, innym razem Toyota, General Motors lub Ford. Za każdym razem problemem był i jest brak układów scalonych. Pandemia COVID-19 nie tylko skutecznie wyssała z rynku wszystkie dostępne chipy, ale też utrudniła pracę fabów i innych zakładów w całym łańcuchu produkcji półprzewodników.

To już się jednak powoli uspokaja, a nowo otwarte fabryki oraz te, które powinny niedługo ruszyć, dość skutecznie zasypują dołek, w który wpadły koncerny motoryzacyjne. Piszę powinny ruszyć, bo to może się jeszcze okazać, gdyż brakuje maszyn do produkcji układów scalonych, a wszystko przez brak układów scalonych.

Producenci maszyn do wytwarzania chipów skupują pralki, bo potrzebują… chipów

Większość koncernów motoryzacyjnych zapewniła sobie dostawy akumulatorów

Wróćmy jednak do samochodów elektrycznych. Nie dość, że wyposażone są w większą ilość elektroniki niż ich spalinowe odpowiedniki, to jeszcze muszą mieć na pokładzie potężny akumulator (hybrydy również, ale jest on oczywiście mniejszej pojemności). I tu pojawia się pytanie – Skąd te akumulatory wziąć?

Teoretycznie nie powinno być z tym problemu, bo przecież większość koncernów motoryzacyjnych zapewniła sobie dostawy akumulatorów na przynajmniej kilka lat do przodu. Na dodatek, kilka z nich buduje własne moce produkcyjne, które mają zaspokoić zapotrzebowanie własne i nie tylko. Ale czy na pewno?

Pewności nie ma, a na dodatek w różnych mediach pojawiają się wypowiedzi władz różnych koncernów, które powodują lekkie uniesienie brwi u specjalistów. Według nich może się okazać, że akumulatorów na rynku zabraknie i to już wkrótce.

Jeszcze w zeszłym roku dyrektor generalny Volkswagena Herbert Diess mówił, jak ważna będzie produkcja akumulatorów w nadchodzących latach.

Akumulatory mogą być, powiedzmy, ciągłym ograniczeniem wzrostu pojazdów elektrycznych w ciągu najbliższych pięciu do dziesięciu lat.

Do tego możemy dodać wywiad, którego w zeszłym tygodniu udzielił szef startupu Rivian RJ Scaringe. Cytując za WSJ:

Łączna światowa produkcja ogniw [baterii] stanowi znacznie poniżej 10% tego, czego będziemy potrzebować za 10 lat… Oznacza to, że 90% do 95% łańcucha dostaw nie istnieje.

Do produkcji akumulatorów potrzebne są specyficzne surowce

Czy przez najbliższe 10 lat powstanie tyle mocy produkcyjnych, aby zapewnić odpowiednią liczbę akumulatorów do samochodów elektrycznych? To bardzo możliwe. Problem jednak leży głębiej, a dokładniej w konstrukcji samych ogniw. Do ich budowy wykorzystywane są: lit, magnez, kobalt, miedź, nikiel, grafit oraz niektóre metale ziem rzadkich. Sama katoda, która odpowiada za aż 51% kosztów całości, składa się z różnych metali, w zależności od składu chemicznego ogniwa, zazwyczaj litu i niklu. Typowe kompozycje katod we współczesnym użyciu to: LFP – fosforan litu, żelazo, NMC – lit, nikiel, mangan, kobalt lub NCA – lit, nikiel, kobalt, glin.

Oczywiście główną rolę odgrywa tu lit, jako że jest stosowany w praktycznie każdym akumulatorze, ale reszta też jest ważna. Głównym powodem do zmartwienia dla koncernów motoryzacyjnych jest cena tych surowców, która ostatnio szybuje tak ostro w górę, że analitycy nie są w stanie za nimi nadążyć. To ma oczywiście związek z wojną w Ukrainie i sankcjami, które nałożone na Rosję. To właśnie ten kraj był jednym z głównych dostawców surowców do budowy akumulatorów.

Oczywiście metale te wydobywa się też w innych krajach, choćby w Chinach, które są światowym potentatem produkcji akumulatorów do samochodów elektrycznych. Firma CATL, największy na świecie dostawca ogniw dla takich gigantów jak Tesla, Volkswagen i BMW, zmaga się dziś jednak nie tylko z pandemią COVID-19 i rosnącą falą zakażeń, ale również ze wspomnianym wyżej wzrostem cen surowców. Firma dostała niedawno pozwolenie od chińskich władz na zbadanie terenów potencjalnie bogatych w lit, ale od znalezienia złóż do wydobycia daleka droga.

Na ten aspekt sprawy zwraca też uwagę Steve LeVine z The Electric. Twierdzi on, że światowe kopalnie wydobywają tylko około połowy kluczowych minerałów niezbędnych do osiągnięcia celów przemysłu motoryzacyjnego w zakresie pojazdów elektrycznych. W tym roku producenci samochodów planują zbudować 7,7 miliona pojazdów elektrycznych, ale będą mieli dostęp tylko do takiej ilości niklu, aby zbudować około 3,6 miliona pojazdów o zasięgu 400 kilometrów lub większym. Nawet gdyby skupiono się tylko na mniejszych pojemnościach, surowca wystarczyłoby do zbudowania 6,3 miliona akumulatorów.

Pod koniec dekady chcemy wyprodukować od 25 do 40 milionów pojazdów elektrycznych, licząc razem z chińskim przemysłem i Teslą – mówi LeVine.

Niklu wystarczy na wyprodukowanie 13 milionów.

Całkowite zapotrzebowanie na surowce do produkcji pojazdów elektrycznych i akumulatorów wyniosło dwa lata temu 0,4 mln ton. W oparciu o scenariusz zrównoważonego rozwoju (SDS) przewiduje się, że potrzeby wzrosną ponad 30-krotnie, do 12,7 mln t w 2050 r. Jeśli prognozować w oparciu o scenariusz net-zero 2050, popyt wzrośnie ponad 40-krotnie!

Akumulatory w samochodach elektrycznych – fakty i mity

Co dalej?

Wydobycie będzie oczywiście rosło, ale czy uda się je zwiększyć aż tak? Co w momencie, gdy zabraknie jednego z kluczowych surowców? Tu mogą pomóc akumulatory półprzewodnikowe, które mają zapewnić nie tylko szybsze ładowanie, ale i większą gęstość prądu. W takie rozwiązania inwestowane są już olbrzymie pieniądze, ale na ich wejście do masowej produkcji musimy jeszcze poczekać. Są też opracowywane inne technologie, jak choćby akumulatory z pulpy celulozowej, ale ich niska wydajność nie pozwala dziś na optymizm.

Pozostaje nam więc czekać na rozwój sytuacji i, moim zdaniem, na wejście wodoru, jako alternatywy dla akumulatorów. W tę stronę powinni patrzeć również zarządzający koncernami motoryzacyjnymi, bo w 30-krotne zwiększenie wydobycia litu czy niklu raczej nikt nie powinien wierzyć.

Źródło: Elements, Mining Technology, CNBC, CBC, Hindustan Times, własne