Stanú sa batérie v elektromobiloch dramaticky drahšími pre horšiu dostupnosť lítia, kľúčovej komodity pri výrobe akumulátorov pre elektromobily, hybridy a plug-in hybridy? Ilustračná fotografia po grafickej úprave

Lítium-iónové batérie sú to, čo poháňa súčasné elektromobily a nákladné vozidlá. Napríklad elektromobilový gigant Tesla plánuje do roku 2030 dodať svojim vozidlám kapacitu na výrobu batérie 3 terawatthodiny. To je nárast o viac ako 50-násobok dnešnej dostupnej ponuky.

Generálny riaditeľ spoločnosti Tesla, Elon Musk, nedávno na twitteri uviedol, že si myslí, že toto odvetvie by mohlo do roku 2027 vyrobiť 30 miliónov elektrických vozidiel na batériu, pretože aj ostatní výrobcovia automobilov začnú vyrábať modely elektromobilov.

Napríklad automobilka Volvo chce v roku 2030 predávať už iba elektromobily, kompletne elektrické sa stalo portfólio značky Smart, ťahúnom elektroautomobilizmu v Európe je Renault, v obrovskej miere svoje automobily elektrifikujú značky Mercedes-Benz, Kia, Hyundai, ale aj Volkswagen a tiež francúzski výrobcovia Citroen a Peugeot. Americko-taliansko-francúzsky Jeep už začal predávať verzie svojich off-roadov s plug-in hybridným pohonom 4×e… a všade v týchto automobiloch sú použité lítium-iónové akumulátory.

Výskumný tím spoločnosti Morgan Stanley zverejnil interaktívny model ponuky a dopytu lítia krátko potom, čo spoločnosť Tesla uskutočnila svoj deň technológie batérií 22. septembra. Tím tvrdí, že globálna výroba ekvivalentu uhličitanu lítneho predstavovala v roku 2019 asi 380 000 ton. tretina bola určená pre lítium-iónové batérie vložené do elektrických vozidiel.

Priemysel počíta s dodávkami lítia vo forme uhličitan lítneho. Uhličitan lítny je soľ, ktorá je stabilná. Lítny kov je zo soli rafinovaný a vyžaduje si špeciálnu manipuláciu, pretože je vysoko reaktívny a žieravý. Na výrobu tony kovového lítia je potrebných asi 5,3 tony uhličitanu lítneho.

Typický článok batérie EV má v sebe toľko gramov lítia, koľko váži polovica čajovej lyžičky cukru. Typický elektromobil môže mať asi pättisíc batériových článkov. Vo výsledku tak jediný elektromobil potrebuje asi 10 kilogramov  lítia. Tona lítiového kovu stačí na výrobu asi 90 elektromobilov.

Stavba milióna automobilov si vyžaduje asi 60 000 ton lítia v podobe kovu. Dosiahnutie 30% trhového podielu, ako uviedol zverejnil Musk na twitteri, čo je zhruba 30 miliónov automobilov, by v roku 2019 predstavovalo zhruba 1,8 milióna ton kovového lítia, čo je päťkrát viac celkový objem ťažby lítia v súčasnosti.

Lítiový priemysel musí na rozšírenie svojej ťažobnej kapacity minúť zhruba 7 miliárd dolárov. A to je pokles objemu v porovnaní s investíciami potrebnými na výrobu batérií a montáž automobilov.

Čo ak ceny lítia ako komodity prudko stúpnu? Mohlo by to zabiť celý vývoj elektromobility? Je to možné, ale nepravdepodobné. Cena uhličitanu lítneho bola v roku 2019 zhruba 12 000 dolárov za tonu. Ak by cena stúpla dvojnásobne, náklady na jeden elektromobil by museli stúpnuť o niekoľko stoviek dolárov, čo vzhľadom k celkovej cene vozidla pre koncového zákazníka nemusí byť problémom.

Možno sa obávame zbytočne

Do celej veci však vstupujú nové technológie pre uskladňovanie elektrickej energie a tiež dôsledná recyklácia starých batérií a využívanie ich potenciálu.

Napríklad s údajným prelomom v danej oblasti teraz prichádza nemecká firma Innolith, ktorá oznámila, že v laboratóriu vyvíja dobíjateľnú batériu s energetickou hustotou 1000 Wh/kg . Súčasné elektromobily by s takými akumulátormi mali bez problémov prejsť na jedno nabitie aj viac ako tisíc kilometrov. Innolith používa nehorľavý anorganický elektrolyt, čo znamená vyššiu bezpečnosť v porovnaní s dnes bežne používanými akumulátormi, ktoré používajú horľavý a organický elektrolyt.

Ďalším riešením je dôsledná a systémová recyklácia batérií. S takýmto riešením prišiel priemyselný koncern Hyundai Motor Group, pod ktorý patria automobilové značky Hyundai, Kia a Genesis, najnovšie aj Ioniq. Spoločnosť nadviazala spoluprácu s firmou SK Innovation Co. s cieľom vytvoriť komplexný ekosystém pre správne nakladanie s použitými batériami. Spolupráca má prinášať prvé výsledky práve v súvislosti s využitím akumulátorov používaných v elektromobiloch Kia e-Niro (resp. Niro EV). Ako presne sa budú batérie spracovávať v budúcnosti, je dnes ešte otázkou, no Hyundai, Kia a SK Innovation Co. majú záujem vytvoriť kompletný reťazec, ktorý nielen vráti batérie do prevádzky, ale ich aj vhodne spracuje pre definitívne ukončenie ich „života“.

A iné riešenia môžu dokonca zásadným spôsobom zredukovať potrebu používania lítia ako takého. Vedeckí pracovníci z Fraunhoferovho inštitútu zverejnili správu o významnom technologickom pokroku, vytvorení magnéziovej substancie „Powerpaste“, ktorá viaže vodík s desaťnásobkom energetickej hustoty lítiových batériových článkov. Vodíková pasta však obsahuje aj horčík a ďalšie chemické prvky, navyše technológia má ďaleko od reálneho využitia v praxi.

Zdroje tohto článku:

• Barrons: Why Lithium Could Be a New Risk for Tesla and Other Electric-Vehicle Makers
• Autoviny: Kia rieši najväčší ekoproblém elektromobilov: batérie sa budú zbierať a recyklovať
• Autoviny: Revolučná batéria Innolith umožní elektromobilom dojazd až tisíc kilometrov
• Techbox: Bude vodíková pasta budúcnosťou energetiky?