Ogniwa akumulatorowe: rozwijający się rynek na wyciągnięcie ręki

Ogniwa akumulatorowe: rozwijający się rynek na wyciągnięcie ręki

Branża motoryzacyjna, podobnie jak wiele innych branż, przeżywa trudne czasy podczas kryzysu koronowego. Jednak właśnie w tym momencie jeden obszar przeżywa prawdziwy rozkwit. Mówimy o elektromobilności. Pod wpływem zmian klimatycznych i czasami rygorystycznych wymogów politycznych dotyczących redukcji emisji CO2 coraz więcej producentów chce obecnie znajdować się w czołówce elektromobilności. 

Sercem nowoczesnych samochodów elektrycznych jest akumulator. Niezbędne akumulatory wysokiego napięcia zwykle bazują na ogniwach litowo-jonowych. Stanowią one około 40 procent wartości dodanej nowoczesnego samochodu elektrycznego. Otwiera się tu ogromny rynek wzrostu, na którym azjatyckie korporacje dotychczas wyprzedziły Europejczyków. W 2019 roku, jak wynika z analizy rynku, około 90 proc. mocy produkcyjnych przypadało na producentów z Dalekiego Wschodu, przede wszystkim chińskie firmy, takie jak CATL czy BYD, następnie LG czy Samsung w Korei Południowej oraz japońską grupę Panasonic. To powinno się zmienić w przyszłości. 

Szybki wzrost

Wolfgang Bernhart, partner w Roland Berger w Stuttgarcie, od lat obserwuje rozwój. Obecnie szacuje, że globalna moc produkowanych rocznie ogniw wynosi około 300 gigawatogodzin (GWh). Szacuje, że do 2030 r. liczba ta wzrośnie do 2300–2500 gigawatogodzin, czyli mniej więcej ośmiokrotnie. Z dzisiejszej perspektywy zapotrzebowanie na moc wynosi nie mniej niż 2000 GWh. 

150 miliardów dolarów

Według Bernharta trzeba będzie na to zainwestować około 150 miliardów dolarów. Europa zabezpieczy sobie zdrowy kawałek tortu. Indywidualni gracze właśnie rozpoczęli tutaj produkcję; Bernhart szacuje obecne moce produkcyjne na około 30 gigawatogodzin, czyli zaledwie dziesięć procent z wspomnianych 300 GWh wyprodukowanych na całym świecie. Do niedawna było ich znacznie mniej. 

Jednak ogłoszone już w UE zdolności produkcyjne na 2030 r. to imponujące 600 GWh (według Bernharta to wystarczy na około dziesięć milionów pojazdów). Stanowiłoby to około jedną czwartą światowego rynku, co czyniłoby Europę drugim co do wielkości miejscem produkcji na świecie. Tak wynika z aktualnej analizy Rolanda Bergera. „Nowi gracze przybywają do Europy, między innymi dlatego, że są tu atrakcyjne dotacje” – mówi Bernhart w rozmowie z branżą motoryzacyjną. Istnieje także tendencja do regionalizacji i tworzenia wartości lokalnych. „Europa będzie najsilniej rozwijającym się rynkiem produkcji ogniw akumulatorowych” – podkreśla ekspert. 

Tysiące nowych miejsc pracy

Komisja Europejska chce wesprzeć badania i rozwój europejskich ogniw akumulatorowych kwotą 3,2 miliarda euro. Nie chcesz być zależny wyłącznie od dostaw z Azji; firmy samochodowe mogą także wyróżnić się na tle konkurencji jakością urządzeń magazynujących energię. Niemiecki minister gospodarki Peter Altmaier ogłosił w zeszłym roku: „W dziedzinie produkcji ogniw akumulatorowych w ciągu najbliższych kilku lat zostaną utworzone w Niemczech tysiące nowych miejsc pracy. Do końca dekady będzie ich dziesiątki tysięcy. Musimy stać się liderami w tej dziedzinie”. 

Szwedzka firma Northvolt, która prowadzi również spółkę joint venture z VW, rozbudowuje obecnie swój polski zakład w Gdańsku w największą w Europie fabrykę rozwiązań do magazynowania energii. Oczywiście inwestorzy z zagranicy, tacy jak chińskie firmy czy Tesla, również chcą uzyskać dostęp do finansowania europejskiego. 

Samo tworzenie i rozbudowa zakładów produkcyjnych nie wystarczy, jak podkreśla Bernhart, ekspert firmy Roland Berger: „Wyzwaniem będzie zapewnienie całego łańcucha dostaw, w tym budowanie wstępnych mocy produkcyjnych i wymaganych surowców”. Znalezienie wykwalifikowanych inżynierów również jest wyzwaniem. „Są okradani nawzajem” – mówi Bernhart. Sam montaż ogniw jest wysoce zautomatyzowany, ale ktoś w końcu musi uruchomić instalacje. A potem jakość musi być odpowiednia i oczywiście koszty też. Ta ostatnia zmniejszałaby się wraz z liczbą jednostek, ale także poprzez przejście do znacznie większych komórek. Większe ogniwa i ich bezpośrednia integracja z akumulatorem („technologia cell-to-pack”) lub podwoziem („technologia cell-to-chassis”) nie tylko zmniejszają koszty, ale także dodatkowo zwiększają energię, którą można zmagazynować w danej przestrzeni. 

80 procent w dziesięć minut

To ostatnie sprawia, że ​​niepotrzebne są nie tylko duże pakiety akumulatorów, ale także pojedyncze moduły, w które wcześniej łączono ogniwa akumulatorowe. Nieporęczne i ciężkie obudowy w podwoziu zostałyby wyeliminowane. To samo dotyczy nowych osiągnięć w chemii komórek, w których stosuje się materiały bogate w nikiel lub fosforan litowo-żelazowy. Od 2025 r. elektrolity stałe zastąpią materiały płynne. Wszystkie te zmiany oznaczają, że akumulatory są poddawane dalszej optymalizacji. 

Bernhart spodziewa się, że do 2030 r. standardem będzie zasięg przekraczający 500 kilometrów. Większy byłby możliwy, ale nieekonomiczny, ponieważ byłby droższy, cięższy i generalnie niepotrzebny. Pojawią się także systemy szybkiego ładowania, które będą w stanie osiągnąć 80 proc. pojemności w niecałe dziesięć minut – mówi ekspert. Cykle ładowania znacznie przekraczałyby wówczas żywotność pojazdów.