Akkumulátorgyártás: megkerülhetetlen alapanyag maradhat a lítium


Az elektromos autók térnyerésének nagy nyertesei között lehetnek a lítiumot kitermelő bányatársaságok. Befektetői szemmel érdemes azonban a megjelenő új akkumulátortechnológiák fejlődésére is figyelmet fordítani, különösképpen a lítiumot más alapanyaggal helyettesítő megoldásokra.

A bejegyzés a Tele Energiával sorozat része.

Az elektromos autók értékesítése lényegében megállíthatatlanul növekszik, ahogy az előző bejegyzésünkben is részelteztük. Ez a költségek csökkenése mellett alapvetően a hatótávolság robbanásszerű növekedésének köszönhető.

Míg tíz évvel ezelőtt egy e-autó medián hatótávolsága alig haladta meg a 100 kilométert, ma ez az érték már 400 kilométernél tart. Ha a legnagyobb reménységnek tartott szilárdtest-akkumulátorok tömeggyártása elérhetővé válik, akkor 1000 kilométer feletti hatótávolságra képes villanyautók áraszthatják el az utakat. Ezzel már kifejezetten hideg időjárás és nagyobb sebesség mellett is egy töltéssel teljesíthető lenne Magyarország legkeletibb és legnyugatibb települése közötti távolság.

Nő a fehér arany iránti kereslet

A fentiek alapján töretlenül növekvő akkumulátorkeresletre érdemes számítani, ami robbanásszerű lítiumigényt hoz magával. Ennek mértéke ugyanakkor attól is függ, hogy milyen akkumulátorokkal látják el ezeket az autókat. A ma használt technológiáknál kisebb-nagyobb eltéréssel, de nagyságrendileg hasonló lítiumigényről beszélhetünk. Más a helyzet viszont a ma még gyerekcipőben járó innovatív megoldások esetében. Itt egyértelműen a szilárdtest-akkumulátorokat és a nátriumion kémiát érdemes kiemelni. Míg az előbbi várhatóan nagyobb lítiumigényt jelentene, addig az utóbbi esetében egyáltan nem lenne szükség a fehér aranynak is nevezet fémre.

Ahhoz, hogy tisztábban lássuk, mekkora változás várható az új technológiák hatására, érdemes nagy vonalakban megérteni egy tipikus akkumulátor felépítését és a technológiák közötti különbséget.

Minden akkumulátor alapvetően négy fő részből áll: a katódból, az anódból, az elektrolitból és a szeparátorból.  Kicsit leegyszerűsítve, a katód és az anód inkább az akkumulátor alapvető teljesítményéért felel, míg az elektrolit és a szeparátor inkább a biztonságáért. A jelenleg alkalmazott akkumulátortechnológiák leginkább abban különböznek egymástól, hogy a katód esetében a lítium mellett más fémeket használnak, illetve azok arányát változtatják.

A ma használt két legnépszerűbb technológia az NMC és az LFP. Katódfémként a lítium mellett az előbbi esetében nikkelt, mangánt és kobaltot használnak, míg az utóbbinál a vasfoszfátot. Általánosságban azt mondhatjuk, hogy az NMC-akkumulátornak magasabb az energiasűrűsége, így a nagyobb járműveknél használják, míg az olcsóbb, de alacsonyabb energiasűrűségű LFP inkább a kisebb járműveknél és az ipari áramtárolás területén népszerű választás. Felmerül a kérdés, hogy a jelenleg alkalmazott technológiákhoz kepést miben tudnak többet a korábban már említett innovatív megoldások.

A szilárdtest-akkumulátorok nagyobb energiasűrűséget ígérnek, ami mellett kevésbé hajlamosak túlmelegedésre, és a ciklusélettartamuk is hosszabb lenne.

Ez a típus alapvetően hasonló felépítésű, mint a mostani akkumulátorok „csak” folyékony helyett szilárd elektrolitot tartalmaznak. Katódfémként viszont ugyanúgy lítiumot használnak, mint a ma alkalmazott megoldások.

Az iparág meghatározó szereplői nagy erőforrásokat allokálnak arra, hogy a szilárdtest-akkumulátorok minél hamarabb kereskedelmi mennyiségben gyárthatóak legyenek. Egy-két piaci szereplő, mint a Samsung vagy a Toyota, azt vizionálja, hogy már 2027-re elérhetővé válik ezen újtípusú akkumulátorok sorozatgyártása.

A CATL szerint ennek a technológiának még sok kihívást kell ugyanakkor leküzdenie és a fenti céldátum túlzottan optimista. Azt sem szabad továbbá elfelejteni, hogy a gyártási technológia is nagyban különbözik a folyékony elektrolittal rendelkező megoldásoktól. Így a most épülő akkumulátor gyárak nem tudnak könnyedén áttérni erre a típusra.

Lítium helyett konyhasó

A másik nagy kihívó a Na-Ion (nátriumion) akkumulátor. Ennél a megoldásnál a lítiumot nátriummal lehet pótolni, amely lényegében a konyhasó. Ez a megoldás költség oldalról nagy fenyegetést jelent, mivel a konyhasó mindenhol megtalálható és az akkumulátorgyárak is könnyedén át tudnak térni erre a technológiára a meglévő üzemeikben.

A nátriumion-akkumulátorok energiasűrűsége elmarad a versenytársaktól és a nátrium fizikai adottságai miatt ennek a különbségnek a csökkenésére nagyon limitált a tér. Így ez az innováció várhatóan nem tudja kiváltani a ma népszerű akkumulátor-kémiákat, de egyes kisebb energiasűrűséget igénylő területeken népszerű lehet a jövőben.

A fenti ábra jól szemlélteti, hogy a következő tíz évben várhatóan a ma alkalmazott akkumulátor-technológiák lesznek a meghatározók. Míg az olyan innovatív megoldásoktól, mint a nátriumion-kémia, nem várnak érdemi piaci részesedés növekedést. A szilárdtest-akkumulátorok pedig egyáltalán nem szerepelnek a grafikonon. Egy ilyen gyorsan fejlődő szektor esetében ugyanakkor érdemes a befektetési döntéseknél fenntartásokkal kezelni az efféle előrejelzéseket…

Összeségében, a ma használt technológiák és az innovatív megoldásokkal kapcsolatos jelenlegi eredmények alapján, a következő tíz évben megkerülhetetlen alapanyagnak tűnik a lítium az akkumulátorgyártás során. Így a felfutó elektromosautó-értékesítések nagy nyertesei a lítiumkitermelők lehetnek.

Természetesen a befektetési döntések szempontjából kulcskérdés, hogy az egyes bányák aktuális árfolyamai milyen „fehér arany”-árat tükröznek.

Tele Energiával