Čo automobilka, to iné batérie pre elektromobily. Začal sa boj o udržanie energie
Každý má vlastný plán, ako poraziť CO2 a prekonať EÚ
Veľké automobilky sa snažia dokázať verejnosti, že dokážu nielen naskočiť na rozbehnutý vlak elektromobility, ale aj ho kontrolovať a smerovať práve tam, kde oni chcú. Táto metafora je správna, pretože nech už dokážu v pomyslenom vlaku zaujať akékoľvek významné miesto, vždy budú musieť jazdiť po koľajniciach, ktoré predtým položil niekto iný – a tým niekým je Európska komisia s jej perspektívami o klimaticky neutrálnej osobnej mobilite na starom kontinente.
Batériový článok „je spaľovacou komorou zajtrajška,“ vyhlásil generálny riaditeľ spoločnosti Porsche, Oliver Blume, na nedávnej konferencii Power Day materskej spoločnosti Volkswagen.
Podujatie od Volkswagenu, ktoré nasledovalo krátko po Battery Day od Tesly v septembri 2020, bolo prvým zo série oznámení európskych automobiliek, ktoré predstavili svoje plány na výmenu spaľovacích motorov za pohon na batérie.
Zahŕňa to nielen Power Day od VW v marci, ale aj Renault eWays ElectroPop v júni; Stellantis EV Day v júli a Daimler EV Strategy Announcement tiež v júli.
Azda každá automobilka zverejňuje ambiciózne stratégie a ciele, ktoré majú skoro vždy spoločné, že elektrické pohony budú zatieňovať tie spaľovacie.
Napríklad Mercedes-Benz sa verejne zaviazal, že sa stane plne elektrickou značkou už od roku 2030. V najbližších rokoch investuje viac ako 40 miliárd eur do elektromobility – vraj od roku 2025 budú plne elektrické a hybridné elektrické vozidlá tvoriť až 50 percent jeho predaja, čo je skôr, ako sa predpokladalo v predchádzajúcej predpovedi, že sa tak stane až v roku 2030.
Zdá sa, že s vodíkovými článkami sa počíta už iba ako s marginálnym druhom pohonu a CNG nadobro upadne do zabudnutia.
Z výrobcov áut sa stanú spoločnosti na vývoj a výrobu akumulátorov
Automobilky využili tieto konferencie na to, aby priblížili, ako budú zabezpečovať tých 468 gigawatthodín kapacity batériových článkov. Práve toľko vraj automobilky potrebujú nazhromaždiť, aby sa do roku 2030 skutočne podarilo znížiť európske emisie CO2 o 55 percent, vyplýva z odhadov IHS Markit.
Túto energiu bude potrebné skladovať v akumulátoroch pre elektromobily, ktoré sú dnes terčom častej kritiky pre údajnú neekologickú výrobu, problematickú recykláciu a eventuálnu perspektívnu stratu pôvodnej kapacity pri častom rýchlom nabíjaní.
Európske automobilky tiež predviedli, aké špecifiká ponúkajú ich technologické riešenia akumulátorov, upozornili na ich rôzne chemické vlastnosti a zjednotili dizajn batériových zdrojov, aby sa vyvážili požiadavky zákazníkov na zvýšený dojazd, nižšie náklady a univerzálnosť v používaní v rôznych triedach a kategóriách vozidiel.
Vedúci pracovníci spoločnosti Porsche vyslovili myšlienku, že batérie nie sú len komoditou, ale sú pre automobilky rovnako dôležité ako bol doteraz spaľovací motor. Udalosti v posledných rokoch údajne podnietili významný posun v myslení medzi výrobcami automobilov, k tomu ešte viac dopomáha pandémia nového koronavírusu a tiež prebiehajúca neutíchajúca polovodičová kríza.
Renault napríklad oznámil, že kúpi 20 percent francúzskeho start-upu Verkor na spoločný vývoj a stavbu „vysokovýkonnej batérie“ pre vozidlá vyššej triedy.
Spoločnosť VW medzitým spolupracuje s čínskym výrobcom batérií Gotion, v ktorom má nemecká spoločnosť podiel, na výstavbe článkov v závode VW v nemeckom Salzgitteri, aby doplnila svoje existujúce partnerstvo s tamojším Northvoltom.
VW hovoril o „druhej vlne industrializácie“, ktorá má pomôcť znížiť náklady. „Vertikálna integrácia je v tomto smere kľúčová,“ povedal v marci generálny riaditeľ skupiny VW pre obstarávanie, Joerg Teichmann. „Tretina nákladov na batériu je výroba, inžiniering a integrácia do vozidla. Dve tretiny sú komponenty, suroviny a spracovanie surovín.“
Vedúci komponentov VW, Thomas Schmall, nevylúčil ani to, že nemecký koncern bude nasledovať Teslu a investuje priamo do ťažby surovín potrebných pre stavbu batérií. „Pozeráme sa na celý procesný reťazec od ťažby po recykláciu. Musíme sa aktívne zapojiť do obchodu so surovinami,“ povedal v júni pre nemecký obchodný denník Handelsblatt.
Konkurencia nielen v strojarine a technológiách, ale už aj v chémii
Otázky týkajúce sa nákladov, dodávok a etického získavania surovín potrebných pre vo väčšine lítium-iónových batérií podnietili európske automobilky investovať do rôznych chemických inovácií.
Kovy obvykle používané v katóde v dnešných batériách – nikel, mangán a kobalt (alebo NMC) – sú drahé. Na vyriešenie tohto problému spoločnosť VW oznámila, že použije tri rôzne chemické prvky, ktoré buď znížia, alebo odstránia potrebu využívania drahého kobaltu.
Počas prezentácií Power Day spoločnosť VW uviedla, že jej tri nové katódové chemikálie budú:
- Fosforečnan lítno-železitý (LFP) pre „cenovo výhodný vstupný segment“
- Mangán (Mn) pre „hlavný objemový segment“
- Nikel (Ni) „pre prémiové a vysokovýkonné vozidlá“
Medzitým spoločnosť Stellantis oznámila dve nové chemické alternatívy bez kobaltu:
- Železo mangán pre automobily základnej triedy (už od roku 2024)
- Nikel mangán pre energeticky náročnejšie vozidlá
Renault sa, naopak, drží svojej súčasnej chémie NMC. Počas svojej júnovej prezentácie práve pomocou riešenia s obsahom NMC „pokryje 100 percent budúcich BEV (batériových elektromobilov) na trhoch vo všetkých segmentoch“ s odvolaním sa na o 20 percent dlhší dojazd „v porovnaní s inými chemickými riešeniami“ a „oveľa lepším recyklačným výkonom“.
Vylepšená architektúra batérií zníži náklady
Napríklad spoločnosť VW tvrdí, že od roku 2023 štandardizuje svoj článok na prizmatický dizajn, ktorý nazýva „zjednotená bunka“ – unified cell.
Táto technológia má do roku 2030 zastrešovať až 80 percent batérií VW, uviedol v marci Schmall.
Stellantis taktiež pracuje na zjednotenom dizajne, v ktorom by jeho udržateľné bezniklové zmesi bez kobaltu používali rovnaký proces výroby článkov, separátor, elektrolytové a kovové fólie, uviedol minulý mesiac šéf inžinierstva elektrifikovanej pohonnej jednotky Jean Personnaz.
Spoločnosť Stellantis vyvíja takzvaný dizajn „cell-to-pack“, ktorý odstraňuje moduly bežné pre dnešné akumulátory s cieľom znížiť náklady na výrobu akumulátora do roku 2024 až o 40 percent.
To je termín, kedy spoločnosť uvedie na trh svoju nízkonákladovú chémiu batérií medzi článkami. Batériami bohatými na nikel pre vyšší rad vozidiel prídu do roku 2026.
Renault chce tiež použiť cell-to-pack riešenie, domnieva sa, že tak zníži náklady o 60 percent do roku 2030. Očakáva sa, že vtedy bude jedna kilowatthodina kapacity batérie stáť 80 USD, zatiaľ čo v roku 2019 to malo byť 170 USD. Nevieme, či do tohto prepočtu Automotive News Europe zahrnul aj perspektívne sa zvyšujúce mzdy zamestnancov, infláciu a podobne.
Daimler tiež plánuje „vysoko štandardizované batérie“, v ktorých budú medzi baleniami iba rozdiely v chémii a výkone článkov, povedal minulý mesiac šéf výskumu Daimler, Markus Schafer.
Batérie nie sú lacné a ani nebudú
Napriek tomu, že sa očakáva skoré zníženie nákladov na výrobu a kompletizáciu akumulátorov pre elektromobily, bolo by naivné domnievať sa, že batéria schopná poháňať auto počas 500 kilometrov bude stáť dve či tritisíc eur. Samozrejme, môžeme očakávať podstatné inovácie, ako napríklad solid-state batérie, ale už sme toľkokrát čítali o revolučných inováciách, ktoré sa okamžite stratili, že neveríme na veľké skoky.
Cesta neprekvapivo spočíva v postupnej evolúcií batérií, ktorá priebieha už niekoľko desaťročí a výrazne akceleruje práve vďaka masívnemu využívaniu batériovej elektroniky (notebooky, smartfóny, tablety, pracovné stroje a pod.) a elektromobility (hybridy, plug-in hybridy, elektromobily, vodíkové autá s batériami).
Zároveň by sme si mali byť vedomí toho, že osobné automobily v dohľadnej dobe už nebudú pre každého a cenová dostupnosť nových modelov sa bude zmenšovať – práve pre vyššie náklady. Kuloárne sa hovorí o tom, že automobilky na elektromobiloch nielen nezarábajú dosť, ale dokonca prerábajú tisíce eur na každom kuse. Len preto, aby nemuseli platiť ešte viac v podobe pokút, ktoré im Európska únia vyúčtuje na základe prekročenia emisnej normy, a to za každý gram CO2 na kilometer na každé vozidlo.
Budú niekedy elektromobily lacné? Ako sa to vezme. Budú lacnejšie ako dnes, zároveň budú viac diverzifikované podľa spôsobu ich použitia. Veď elektromobil do mesta nepotrebuje dojazd 500 kilometrov, bez problémov si môže vystačiť aj s dvomi stovkami kilometrov. Za výkonné elektromobily si budeme musieť priplatiť práve tak, ako to robíme dnes pri modeloch s benzínovým a naftovým motorom.
