Napisao: Matjaž Gregorič

Očekuje se da će potražnja za mineralima za proizvodnju baterija za električna vozila i skladištenje energije do 2030. porasti pet do deset puta, a do 2040. deset do trideset puta. Što drugim riječima znači da će se proizvođači baterija za električne automobile možda morati suočiti s nedostatkom sirovina ili ključnih elemenata za njihovu proizvodnju. Uglavnom je riječ o litiju, za koji još uvijek nema odgovarajuće zamjene u baterijskim ćelijama, nema pitanja o rezervama litija, kojih ima dovoljno gotovo svugdje u svijetu; prema procjenama ima čak 86 milijuna tona. Tri zemlje - Kina, Argentina i Bolivija - drže 58 posto svjetskih rezervi litija, iako Australija čini otprilike polovicu svjetske proizvodnje litija. Kina je svjetski lider u rafiniranju sirovina za baterije, a više od dvije trećine proizvodnje baterija kontroliraju CATL, LG i Panasonic sa sjedištem u Kini, Južnoj Koreji i Japanu.

Njemačka agencija za sirovine (DERA) nedavno je upozorila na crne oblake u opskrbi litijem i potencijalnu prijetnju električnoj mobilnosti, koja kao kritičnu godinu navodi 2030. Iz studije koju je provela agencija jasno je da europski proizvođači previše ovise o opskrbi litijem iz Australije i Čilea te da je potencijal za recikliranje starih baterija iz električnih automobila jednostavno premalen.

Prema studiji, potražnja za litijem 2030. godine bit će između 316.000 i 558.800 tona. Godine 2020. globalna proizvodnja iznosila je oko 82 000 tona, s ne više od 60 posto litija koji zadovoljava visoke zahtjeve i razine čistoće za proizvodnju baterija.

Za 2030. godinu stručnjaci DERA-e očekuju da će baterije činiti 90 posto potrošnje litija. Jedini način da se zadovolji velika potražnja je veći proizvodni kapacitet, koji bi se trebao povećati četiri do sedam puta u nadolazećim godinama. No čak i da se realiziraju svi trenutno planirani projekti koji su u izgradnji, litija 2030. neće biti dovoljno za sve potrebe automobilske industrije.
 

Sve više baterija za sve više novih električnih automobila

Globalno tržište električnih vozila brzo raste, a prodaja električnih automobila, uključujući potpuno električne i plug-in hibridne modele, trebala bi dosegnuti 6,6 milijuna u 2022.., prema posljednjim podacima Međunarodne agencije za energiju (IEA) u svibnju. U izvješću se također navodi da je prodaja električnih vozila nastavila snažno rasti u prvom kvartalu 2022., unatoč značajnim poremećajima u opskrbnom lancu. Do kraja 2022. godine ukupan broj električnih automobila na svjetskim cestama dosegnut će 16,5 milijuna, što je više od tri puta više od broja iz 2018.

Prošle godine prodaja električnih vozila oborila je nove rekorde; s gotovo 10 posto ukupne svjetske prodaje automobila.Čak četiri puta veći od tržišnog udjela u 2019. Ponuda je sve raznolikija, a kupci mogu birati između pet puta više automobila nego 2019. Većina renomiranih proizvođača automobila predviđa daljnje ubrzanje elektrifikacije, a neki su također već potpuno odlučili kada će se oprostiti od benzinskih i dizel motora.

Za polovico rasti prodaje električnih avtomobilov je zaslužen kitajski trg, kjer so jih lansko leto prodali 3,3 milijona, s 65-odstotno rastjo prodaje, ki se je povzpela na 2,3 milijona, pa se je krepko povišalo tudi njihovo število na stari celini. Podobno rast je glede na rezultate prve četrtine mogoče pričakovati tudi letos. Mednarodna agencija za energijo predvideva, da bi lahko bilo do leta 2030 na cestah 200 milijonov električnih vozil.

Sve veća proizvodnja zahtijeva i sve veće recikliranje

Potražnja za baterijama za električne automobile u Europi i na drugim tržištima stoga će brzo rasti u bliskoj budućnosti. Godine 2030. u Europi će se proizvoditi više električnih automobila nego u Kini. Potražnja za automobilskim baterijama u Europi povećat će se na kapacitet od 300, 2025. i doseći 1300 gigavat sati 2035. Najveći europski proizvođač baterija za električne automobile i peti u svijetu je Poljska. Prodaja litij-ionskih baterija i njihovih komponenti premašila je dva posto ukupnog poljskog izvoznog tržišta. Unatoč rastu cijene litija i smanjenju ponude, očekuje se rast proizvodnje baterija u Poljskoj, smatraju stručnjaci Poljskog instituta za ekonomiju. Vjeruju da će tehnološki napredak i novi izvori litija zadržati rast proizvodnje, unatoč predviđanjima povećane potražnje za litijem, s pola milijuna metričkih tona litij karbonata prošle godine na 3 do 4 milijuna metričkih tona 2030. Stručnjaci vjeruju da će poljske tvornice vjerojatno biti još više razvijane upravo zbog povećane potražnje za baterijama za električne automobile.

Uz osiguranje dovoljnih količina litija i dodatnih proizvodnih kapaciteta za automobilske baterije, bit će važno i recikliranje baterija. Čak 95 posto minerala u baterijama za električna vozila može se reciklirati, a lani se tom djelatnošću u svijetu bavilo već više od stotinu tvrtki.

No problem je što baterije za električna vozila traju relativno dugo, potražnja za međutim, može premašiti ponudu recikliranih. Rabljene baterije električnih vozila također se mogu koristiti za stacionarno skladištenje energije u takozvanom drugom životu, čime se smanjuje njihova dostupnost za recikliranje.

Trenutno se tri četvrtine svih litij-ionskih baterija proizvodi u Kini, gdje imaju do 70 posto kapacitet proizvodnje katoda i 85 posto za anode (ključne komponente baterija).

Za litij trenutno ne postoji adekvatna zamjena

Iako električni automobili nedvojbeno sve više uzimaju maha, zajedno s plug-in hibridima lani su činili tek desetinu ukupne svjetske prodaje. Upitni domet i dalje je glavna briga za mnoge vozače, ali visoke cijene, koje su otprilike 20 do 50 posto više od ekvivalentnih automobila s motorom s unutarnjim izgaranjem, također su ključna prepreka širem prihvaćanju. Velik dio ove razlike u cijeni posljedica je troškova povezanih s modernom proizvodnjom baterija. Nedavna povećanja potražnje za metalima poput kobalta i litija naglo su povisila cijene, a od početka pandemije, troškovi povezani s transportom teških baterija do proizvodnih linija automobila također su naglo porasli.

Proizvođači automobila i inovatori tehnologije baterija rade zajedno kako bi pronašli načine za povećanje učinkovitosti i niže troškove proizvodnje. U nastojanju da se pronađe više materijala bez litija i kobalta za proizvodnju baterija, tehnološke inovacije se ubrzavaju, a trenutno se testiraju tehnologije iona natrija, magnezija i cinka.

Natrij-ionske baterije slične su litij-ionskim baterijama, ali ih je lakše zamijeniti jer su kompatibilne s trenutnim metodama proizvodnje. Međutim, natrij-ion je tri puta teži od litij-iona i može podnijeti niži napon ćelije, što također čini bateriju manje snažnom.

Budući da je inovacijska aktivnost za razvoj natrij-ionskih baterija još uvijek u laboratorijskoj fazi, može proći nekoliko godina prije nego što budu spremne za masovnu upotrebu. Magnezij-ionske baterije, koje su stabilnije od litij-ionskih baterija, također su u fazi istraživanja. Magnezij se može koristiti i za katodu i za anodu. Također ima više magnezija i potencijalno je manje sklon razgradnji zbog rasta kristala. U isto vrijeme, metalne magnezijeve anode mogu stvoriti pasivni sloj netopljive soli kada reagiraju s uobičajeno korištenim otapalima i anionima, što može utjecati na rad baterije. Čak je i ova tehnologija još uvijek u vrlo ranoj fazi razvoja.