Метали и батерии за зеления преход

Текстът е публикуван в бр. 5 (45) на списание Business Global

Ясен Гуев

Всички големи икономически сили в света тръгнаха в посока на зелени инвестиции – подходите на Китай, Япония, Южна Корея, Австралия, Европейския съюз, Великобритания и САЩ се различават, но посоката е една. Този избор постави въпроса за добива на редки метали, производството на батерии и на електрически автомобили.

Металите на прехода

Метали като мед, литий, никел, кобалт и др. са основни компоненти в много от днешните бързоразвиващи се технологии за чиста енергия – от вятърни турбини и електрически мрежи до електрически превозни средства. Една типична електрическа кола изисква шест пъти повече минерални ресурси от кола с двигател с вътрешно горене на бензин или дизел, а вятърна централа изисква 13 пъти повече минерални ресурси от аналогична по размер газова централа. 

Литият, никелът, кобалтът, манганът и графитът се използват в производството на батерии. Редкоземните елементи са част от магнитите, които са необходими във вятърните турбини и в електродвигателите. Електрическите мрежи се нуждаят от огромно количество алуминий и мед.

Батериите и електромобилите

Световното производство на батерии се е увеличило повече от три пъти през последните три години. Китай произвежда повечето батерии, а 40% от обявените планове за производство на нови батерии са в развити икономики като Съединените щати и Европейския съюз.

Въпреки краткосрочните предизвикателства на някои пазари доклад на Международната енергийна агенция твърди, че почти 1 от 3 коли по пътищата в Китай до 2030 г. се очаква да бъдат електрически и почти 1 от 5 в Съединените щати и в Европейския съюз. Това ще намали значително потреблението на петрол за автомобилния транспорт.

Очаква се значителните инвестиции във веригата за доставки на електрически превозни средства, продължаващата политическа подкрепа и спадовете в цените на електромобилите и техните батерии да доведат до още по-значителни промени през идните години. 

В Китай повече от 60% от електрическите автомобили, продадени през 2023 г., вече са били по-евтини за купувачите от тези на дизел и бензин. В Европа и Съединените щати цените на автомобили с двигатели с вътрешно горене средно остават по-евтини, въпреки че засилването на пазарната конкуренция и подобряването на технологиите за батерии се очаква да намалят цените през следващите години. Но дори когато първоначалните цени са високи, по-ниските оперативни разходи на електромобилите означават, че първоначалната инвестиция се изплаща с времето.

Смяна на батерии вместо презареждане

Като основен проблем пред масовизирането на електрическите автомобили се сочат ограниченията в пробега на колите. Изграждането на повече зарядни станции не решава напълно проблема, защото се изисква време за зареждане на батерията. Какво се случва в България

България е една от водещите страни в производството на мед в Европа заради компании като „Аурубис“, „Елаците-Мед“ и „Асарел Медет“. Но опитът за откриване на нови находища и увеличаване на производството обикновено среща съпротива на местните общности и страната не се възползва от възможностите за ръст.

Цените на електромобилите у нас са значително по-високи от тези на бензин и дизел. Като част от Плана за възстановяване и устойчивост има проект за зарядна инфраструктура на стойност 42,4 млн. лева  за изграждане на станции за електромобили.

Поредица от европроекти финансират подобряване на железопътната инфраструктура и закупуването на влакове и вагони. 

Инвестициите във фотоволтаици позволяват в слънчеви дни те да осигуряват огромния дял от електрическа енергия за страната. Но скорошен доклад на Енергийния системен оператор показа необходимостта от сериозни инвестиции, за да може преносната мрежа да отговори на изискванията на управлението на огромен брой възобновяеми източници на енергия и пренос на ток от съседни страни. 

Могат да се дадат още много примери на „зелени“ проекти в частния и в държавния сектор. Възможностите за нови инвестиции само ще растат през следващите години. Топката е в ръцете както на държавата, така и на частния сектор.

Друг вариант е възможността за смяна на батерии по път – да оставиш празната и да вземеш пълна. Тази опция преди повече от 10 години се опитаха да приложат Tesla и стартъпът Better Space, но начинанието им скоро приключи без успех.

През 2021 г. друг стартъп, Ample, отвори свои станции за смяна на батерии в района на Сан Франциско, насочени към шофьорите на Uber, използващи автомобила Nissan Leaf. Въпреки че не е ясно какъв напредък е постигнала Ample в САЩ, оттогава компанията разшири своите партньорства в чужбина. През април 2024 г. тя обяви, че ще обслужва корпоративни автопаркове в Киото, Япония, и в Мадрид, Испания.

Най-видим напредък в това отношение обаче постига китайската компания за електрически автомобили Nio. От ноември 2023 г. Nio си партнира с четири китайски автомобилни производителя – Changan, Geely, Chery и JAC, за разработване на стандарти за смяна на батерии и разширяване на мрежата в Китай.

Всички тези усилия са насочени да отговорят на притеснението на потребителите относно пробега на електрическите автомобили. Смяната на изразходваната батерия със заредена отнема само няколко минути и е много по-бърз метод от зареждане.

Докато станцията за зареждане прилича на типична бензиностанция, технологията за смяна на батерията се помещава в структура, подобна на навес. Китайската компания използва машини за автоматична смяна на изтощени батерии с предварително заредени в съвместими автомобили.

В средата на март 2024 г. Nio съобщи, че е извършила 40 милиона смени на батерии в сравнение с близо 37 милиона зареждания на своите обществени станции. Компанията твърди, че със смяна на батерията водачите могат да получат ново зареждане в рамките на три минути.

Nio е първата голяма компания за електрически автомобили, която пуска станции за смяна на батерии в допълнение към станциите за зареждане заедно със собствените си превозни средства в континентален Китай и Европа. Компанията е инсталирала повече от 2300 станции за смяна на батерии и планира да инсталира още 1000 тази година.

Пред масовата подмяна на технологията има едни проблем и той е цената – изграждането на станции за смяна на батерии за леки автомобили може да струва около 500 000 долара, докато сравнително проста станция за зареждане, с два порта, струва около 200 000 до 300 000 долара.

Рециклирането на батерии

Бързото развитие на електрическите автомобили повдига въпроси относно отпадъците от батерии. Според изчисленията на китайската компания Nio ръстът на производството на хибридни превозни средства в последните години ще доведе до близо 20 милиона батерии, които ще достигнат края на осемгодишния си гаранционен период между 2025 г. и 2032 г.

През април компанията обяви партньорство с гиганта за батерии Contemporary Amperex Technology за разработване на батерии с по-дълъг живот. Nio твърди, че използването на смяна на батерията вместо бързото ѝ зареждане, както и анализ на големи данни може да запази 80% от капацитета на батерията и след 12 години употреба.