Průmysl se připravuje na výzvu v podobě vysloužilých baterií elektromobilů

Čím více elektromobilů je na evropských silnicích, tím větší bude počet vyřazených baterií, které je třeba recyklovat. Stále jich však není dostatek na to, aby se recyklační trh nějak výrazně posunul dál.

Podle odhadů Evropského parlamentu bude do roku 2030 na evropských silnicích jezdit přibližně 30 milionů elektrických vozidel – zejména osobních automobilů a motorek, ale také bude růst počet nákladních automobilů. Pro hlavní cíl Zelené dohody pro Evropu, kterým je snížení emisí skleníkových plynů souvisejících s dopravou, jsou to sympatické vyhlídky. Tento ambiciózní plán má však i další stránku: pokud se mají plánované miliony elektromobilů stát realitou, bude se muset výroba baterií v příštích několika letech zvýšit téměř dvacetinásobně. Je zřejmé, že to zásadně ovlivní budoucí evropské oběhové hospodářství, materiálové toky a recyklační průmysl.

Evropský parlament ve své aktualizované směrnici o bateriích přišel s řadou pokynů. Jednou z hlavních změn je, že směrnice vytváří novou klasifikaci tím, že zavádí samostatnou kategorii baterií, konkrétně baterie používané k pohonu lehkých silničních vozidel, jako jsou elektrokola a e-koloběžky. Evropský parlament argumentoval tím, že vzhledem k rostoucímu významu těchto baterií pro e-mobilitu je tento krok nezbytný, protože v budoucnu budou muset baterie pro lehká vozidla i pro pohon těžkých vozidel, jako jsou automobily, lodě nebo letadla, vykazovat svou uhlíkovou stopu a obsahovat minimální podíl recyklovaného materiálu. Tyto požadavky by se měly vztahovat i na průmyslové baterie s kapacitou vyšší než 2 kWh.

I přesto, že požadavek na používání určitého množství recyklovaného materiálu v určitých typech baterií už tak vytváří silný tlak na recyklaci, záměrem Evropského parlamentu je zvýšit tento tlak zavedením přísnějších cílů sběru. Nová směrnice proto také stanoví, že cíl sběru přenosných baterií se zvýší ze současných 45 % na 63 % v roce 2027 a 73 % v roce 2030. U baterií z lehkých dopravních prostředků má být do roku 2028 dosaženo 51 % a do roku 2031 61 %. Současně byla také stanovena minimální množství pro recyklaci lithia, kobaltu, mědi, olova a niklu z baterií.

Poptávka po kritických surovinách bude velká

Jen v oblasti výroby baterií bude do roku 2030 potřeba osmnáctkrát více lithia než dnes a do roku 2050 šedesátkrát více. Poptávka po kobaltu se podle Eurostatu do roku 2030 zvýší pětinásobně a do roku 2050 patnáctkrát.

Na průmysl tak vzniká stále větší tlak, aby reguloval využívání primárních surovin a soustředil se na opětovné využití a recyklaci. „Nové předpisy podporujeme. Stále však existují některé nezodpovězené otázky, zejména jak lze zavedení těchto nařízení zorganizovat tak, aby co nejlépe podporovalo recyklaci baterií,“ uvedl Emeric Malefant, vedoucí programu recyklace baterií pro elektromobily skupiny Veolia.

Trh teprve objevuje

Pro průmysl je však poměrně brzy vědět, jak přesně postupovat. Momentálně totiž stále není na trhu dostatek vyřazených baterií z elektrovozidel, které by bylo možné recyklovat. Není tak ani dostatek kapacit pro recyklaci většího množství těchto baterií. Většina recyklačních zařízení v Evropě jsou pouze pilotními projekty a k jejich rozšíření na komerčně životaschopnou úroveň zatím nebylo dost času. Studie německého Fraunhoferova institutu pro výzkum systémů a inovací stanovila stávající kapacitu recyklace baterií v Evropě na 33 kilotun ročně v roce 2021. Zároveň naznačuje, že objem lithium-iontových baterií a bateriových komponentů, které mají být recyklovány v celé Evropě, se do roku 2030 zvýší až na 300 kilotun ročně. Do roku 2040 to bude 1500 kilotun ročně.

Otázky demontáže i přepravy

Firmy zabývající se recyklací baterií navíc ještě zdaleka nejsou dostatečně vybaveny pro manipulaci s takovým množstvím materiálů, a to ani po logistické stránce. To potvrzuje i Robert Sommer z vedení společnosti Dolav, mezinárodního poskytovatele logistického vybavení: „Každý ví, že se blíží velké množství vysloužilých baterií, ale stále je to otázka přípravy a budoucích investic,“ uvedl Sommer s tím, že podle něj bude nutná také automatizace demontáže, jakmile se rapidně navýší množství starých baterií. Mnoho typů současných autobaterií však není pro takovou demontáž vhodných, a vyžadují více lidské práce. Je to například proto, že baterie mají jemné součástky, které jsou pro robotické rameno obtížně uchopitelné. Bez ohledu na to vyvolává automatizovaná demontáž také mnoho bezpečnostních problémů: od úniku nebezpečných látek až po riziko požáru. Otevřenou technickou otázkou je také to, jak nejlépe navrhnout demontážní roboty tak, aby dokázaly zpracovat co nejvíce typů baterií od co největšího počtu výrobců.

Vzácné suroviny nejde recyklovat do nekonečna

Se současnými technologiemi využití je například u lithia dosaženo míry výtěžnosti čtyřicet až padesát procent a ve střednědobém horizontu by mělo být možné dosáhnout až osmdesáti procent. Ale i kdyby se podařilo dosáhnout magické hranice devadesáti procent, tak již po několika cyklech se ztratí více než polovina původního lithia.

Po několika dalších cyklech by ho pak zůstaly jen stopy. „To velmi dobře ilustruje problém, který vzniká u všech recyklovatelných materiálů, které nejsou stoprocentně recyklovatelné. I při vysoké míře výtěžnosti je materiálová ztráta tak vysoká, že lze jen stěží hovořit o cyklu,“ říká Stefan Freunberger, který provádí výzkum v ISTA, Institute of Science and Technology Austria. V současné době tak recykláty mohou pokrýt jen velmi malou část poptávky po surovinách pro výrobu baterií, protože vysoká poptávka je kompenzována pouze malým množstvím baterií, které se recyklují. Podle odhadů Fraunhoferova institutu pro výzkum systémů a inovací však bude v roce 2040 stále možné pokrýt recykláty pouze čtyřicet procent poptávky po kobaltu, ale u lithia, niklu a mědi jen asi patnáct procent.

Organická baterie

Vědci po celém světě se proto již nějakou dobu snaží navrhnout baterie, které se obejdou bez problematických a vzácných surovin a které využívají organický materiál. Kromě lepší dostupnosti by měly takové baterie také výhodu, pokud jde o recyklaci. I když ne každý organický materiál je stejně rozložitelný, obecně se recyklují snadněji. Výzkumníci pod vedením Stefana Freunbergera našli řešení, ve kterém lze organický materiál použít k výrobě baterie, která dosahuje podobné hustoty energie jako lithium-iontové baterie na bázi fosforečnanu železitého. Lithium-iontové baterie se používají v mnoha oblastech, včetně e-mobility, kde se ve špičkovém segmentu používají také články s ještě vyšší energetickou hustotou nikl-mangan-kobalt. Potenciál pro využití baterií na bázi organických materiálů je podle vědců nezanedbatelný. Již nyní se používají ve stacionárních aplikacích, kde není omezujícím faktorem jejich velikost. S řešením, které dosahuje hustoty energie lithium-iontových článků, je ve střednědobém horizontu myslitelné i jejich využití v elektromobilitě. Kromě nových technologických řešení by jedním ze způsobů, jak se vypořádat s vysokou poptávkou po bateriích, mohly být také různé koncepty opětovného použití a co nejdelší používání baterií. Německý start-up Battery Lifecycle Company (BLC), společný podnik specialisty na recyklaci TSR a poskytovatele logistických služeb Rhenus, rozvinul tuto myšlenku do zajímavého obchodního modelu.

Nezanedbatelným faktem také je, že staré funkční baterie, jejichž výkon již není dostatečný pro použití ve vozidlech, se mohou využít v jiných zařízeních. Lze je použít například jako akumulační médium pro elektřinu z větrných turbín a fotovoltaiky. Ty totiž nemají tak náročné „pracovní podmínky“ jako v autě a mohou dobře fungovat dalších deset až patnáct let, než budou muset být zrecyklovány.

Elektromobilitu neohrozí ani Brexit

Evropská komise v prosinci navrhla dokonce odložit zpřísnění pobrexitových pravidel pro obchod s elektromobily. Tyto vozy obchodované mezi Británií a Evropskou unií by tak byly po dobu dalších tří let počínaje začátkem roku 2024 nadále osvobozeny od cel. Komise chce také vyčlenit další tři miliardy eur (73 mld. Kč) na podporu výroby baterií v Evropské unii, aby se snížila její závislost na bateriích a materiálech z Číny.

Komise tak chce předejít tomu, aby vstoupila v platnost desetiprocentní cla na elektromobily převážené po vystoupení Británie z EU přes kanál La Manche a určené k prodeji ve Spojeném království. Obavy ohledně hospodářského dopadu tohoto kroku už dříve vyjádřil automobilový průmysl. Brexitová pravidla počítala se zdaněním v případě, že v autech bude nadlimitní podíl součástek vyrobených mimo Evropu.

V době, kdy se v roce 2020 jednalo o zavedení cel, podle EK nebylo možné předvídat, že přijde válka na Ukrajině nebo pandemie covidu-19, uvedla agentura DPA. Evropský bateriový průmysl se kvůli pandemii a válce rozvíjel pomaleji, než se očekávalo.

Britští výrobci automobilů se obávají, že kvůli clům přestanou být od příštího roku konkurenceschopní na unijním trhu, který je pro jejich export velmi důležitý. Pokud by se výběr cel neodložil, zasáhl by v budoucnu i německé výrobce automobilů.

Čína se i tak udrží na špici

Také Čína počítá s dalším růstem prodeje aut i s úlevami pro úsporná vozidla. Prodej aut v zemi se letos zvýší o 4,4 % na 25,8 milionu vozů. Předpověděla to Čínská asociace výrobců automobilů (CAAM), která patří k hlavním automobilovým svazům v zemi.

Automobily na alternativní pohon, v Číně označované zkratkou NEV (New Energy Vehicles), by mohly letos tvořit už 40 % všech prodaných aut, řekl zástupce svazu CAAM Čchen Čchuan.

Ministerstvo průmyslu uvedlo, že více než 90 % současných modelů aut s alternativním pohonem bude mít při nákupu i nadále možnost čerpat daňové úlevy. Umožňují to nové technické požadavky, které vláda nedávno představila.

Technické požadavky na způsobilost aut s alternativním pohonem získat daňovou úlevu při nákupu od roku 2024 uvádějí, že čistě elektrická auta by měla mít dojezd alespoň 200 kilometrů na jedno nabití. U plug-in hybridních aut by dojezd na elektřinu měl činit alespoň 43 kilometrů, oznámilo ministerstvo.

Nové předpisy vyžadují u elektrických vozidel míru útlumu dojezdu ne vyšší než 35 % při nízkých teplotách. Umožňují zároveň, aby elektromobily s možností výměny baterií měly nárok na daňové úlevy.

V červnu Čína představila soubor daňových úlev za 520 miliard jüanů (1,64 bilionu korun) na dobu čtyř let pro elektromobily a další ekologická auta. To je dosud největší daňová úleva v tomto odvětví. Peking se těmito kroky snaží podpořit růst prodeje automobilů.

Čína si udrží dominantní postavení nejen takzvaně doma. Na podzim podepsali francouzsko-italská automobilka Stellantis a čínský výrobce baterií CATL předběžnou smlouvu o dodávkách bateriových článků a modulů pro výrobu elektromobilů v Evropě. Firmy ve společném sdělení uvedly, že také zvažují investici do vytvoření společného podniku na podporu elektrifikace aut. Každá z firem by v něm držela poloviční podíl.

Na základě smlouvy, jejíž finanční podrobnosti firmy nezveřejnily, bude CATL Stellantisu dodávat lithium-železo-fosfátové (LFP) baterie. Pod koncern Stellantis spadají značky jako Fiat, Peugeot, Alfa Romeo nebo Jeep. Baterie LFP umožní Stellantisu nabízet vysoce kvalitní, odolné a cenově dostupné elektromobily v segmentech osobních automobilů, crossoverů a malých i středních sportovně-užitkových vozů (SUV), uvedly firmy.

Předběžná smlouva nastínila dlouhodobou spolupráci mezi oběma podniky, včetně „identifikace příležitostí k dalšímu posílení hodnotového řetězce baterií“.

Generální ředitel společnosti Stellantis Carlos Tavares uvedl, že podepsané memorandum o porozumění o chemickém složení baterií LFP je další složkou naší dlouhodobé strategie na ochranu svobody mobility pro evropskou střední třídu.

Z hlediska nutnosti zajistit si v Evropě baterie pro své elektromobily staví automobilka Stellantis tři závody označované jako gigafactory, a to ve Francii, v Německu a v Itálii. Činí tak prostřednictvím společného podniku ACC s německou automobilkou Mercedes a s francouzským energetickým koncernem TotalEnergies. Další v regionu mohou následovat.

Automobilová skupina Stellantis vznikla na začátku roku 2021 sloučením italsko-americké automobilky Fiat Chrysler a francouzské PSA, výrobce aut Peugeot. Od té doby Stellantis uzavřel několik smluv o dodávkách materiálů nutných pro jeho globální výrobu elektromobilů.*

-red-

Napsat komentář

Napsat komentář

deník / newsletter

Odesláním souhlasíte se zpracováním osobních údajů za účelem zasílání obchodních sdělení.
Copyright © 2024 Profi Press s.r.o.
crossmenuchevron-down