lithium je klíčové pro výrobu elektromobilů | Aktuality | autoweek.cz

Lithium je klíčové pro výrobu elektromobilů

Lithium je klíčové pro výrobu elektromobilů

15.05.2021 | Rybecký Vladimír | Aktuality

Dramatický přechod k elektromobilitě má obrovské důsledky pro související odvětví: těžbu a výrobu lithia. Má-li uspět, potřebuje automobilový průmysl vysoce výkonné akumulátory a lithium je jejich nezbytnou součástí.
Lithio-ionové akumulátory jsou zdrojem energie pro elektromobily i připravované nákladní automobily s elektrickým pohonem. K tomu je třeba připočíst potřebu obřích akumulátorů pro vyrovnávání spotřeby elektrické energie po přechodu na tzv. obnovitelné zdroje, které nejsou schopné dodávat energii kontinuálně.
 
Automobilový průmysl odhaduje, že do roku 2027 by měl celosvětově vyrábět 30 milionů elektricky poháněných vozidel s akumulátory, což by měla být třetina celkové produkce silničních vozidel. Toto množství by se mělo následně dále zvyšovat. Počty, uvažované při přechodu na elektromobily, jsou obrovské a vyvolávají otázku: má svět dostatek surovin pro splnění tohoto cíle?
 
Jednoduché počty
Výzkumný tým společnosti Morgan Stanley před dvěma roky zveřejnil interaktivní model nabídky a poptávky lithia. Uvedl, že globální produkce ekvivalentu uhličitanu lithného dosáhla v roce 2019 380 000 t. Z toho třetina byla určena pro akumulátory elektrických vozidel, jichž se tehdy vyrobily asi 2 miliony a jejich akumulátory GLJ Resarch představovaly celkovou kapacitu 200 GWh. Uhličitan lithný je stabilní sůl, zatímco kovové lithium, které se ze soli rafinuje, vyžaduje speciální zacházení, protože je vysoce reaktivní. Výroba 1 t kovového lithia vyžaduje asi 5,3 t uhličitanu lithného.
 
I když se vyvíjejí různé typy akumulátorů, které by do budoucna mohly nahradit současné lithio-ionové, role lithia zůstane nezastupitelná, protože žádný jiný prvek nemá takovou schopnost akumulovat energii. Podle chemických tabulek to je 41,7 kJ na 1 g lithia neboli 11,6 kWh na 1 kg resp. 86 g na 1 kWh. Tesla uvádí, že pro akumulátor Modelu S s kapacitou 85 kWh používá asi 7 kg lithia, přičemž její dodavatel Panasonic dosahuje extrémně vysoké využití kapacity. Typický akumulátor elektromobilu i při nižší kapacitě akumulátoru používá zhruba 10 kg lithia.
 
Tuna kovového lithia tedy stačí k výrobě asi 90 elektromobilů. Výroba milionu elektromobilů vyžaduje přibližně 60 000 t uhličitanu lithného. Dosažení 30 milionů  tedy bude vyžadovat 1,8 milionu tun Li2CO3, což je pětinásobek celkové těžby lithia v roce 2019, a požadovaná kapacita se bude pohybovat v řádu 3 TWh.
 
Nezbytné investice se promítnou do ceny elektromobilů
Největší světoví dodavatelé lithia, americké společnosti Livent a Albemarle a chilská SQM, představují zhruba polovinu celosvětové nabídky. Albemarle je největším světovým výrobcem lithia. Všichni samozřejmě rozšiřují výrobu, aby udrželi krok s rostoucí poptávkou. Na rozšíření těžební kapacity ovšem musí lithiový průmysl vynaložit zhruba 7 miliard dolarů. Další miliardy bude vyžadovat rozšiřování výroby akumulátorů a budování nových výrobních kapacit. Podle analytiků trhů Barron`s budou celkové náklady na vybudování potřebného množství akumulátorů pro 30 milionů elektromobilů vyžadovat okolo 150 miliard dolarů, tedy asi 5000 dolarů na elektromobil. To samozřejmě vychází z toho, že cena samotné suroviny s rostoucí poptávkou neporoste.
 
Lithiový trojúhelník v Latinské Americe
Podle studie trhu společnosti IHS Markit by poptávka po lithiu mohla v příštích 35 letech vzrůst na pětinásobek. Největší zásoby jsou v Jižní Americe v „lithiovém trojúhelníku“ mezi Chile, Bolívií a Argentinou, kde je podle amerického geologického úřadu je 58 % světových zásob tohoto kovu. S tím jsou ale spojeny problémy, a to jak politické, tak i s obrovskou devastací rozsáhlých území spojených s těžbou.
 
Chile má největší prokázané zásoby lithia na světě a po Austrálii je na druhém místě v jeho produkci. Vzhledem k příznivým geologickým a geografickým podmínkám jsou výrobní náklady v Chile pouze třetinové proti Austrálii. Jenže vysoká spotřeba vody na výrobu lithia v poušti Atacama, jednom z nejsušších míst na světě, je neustálým terčem kritiky. V Chile se v současné době připravuje nová ústava a je možné, že solná jezera, z nichž se lithium získává, budou v budoucnu definována jako vodní nádrže místo minerálních ložisek a speciálně chráněna.
 
Vláda v Buenos Aires vidí rostoucí poptávku jako příležitost k významnému zvýšení výnosů z obchodu s lithiem. Očekává se, že výroba lithia se v Argentině do konce příštího roku téměř ztrojnásobí. Jenže Argentina je velmi problematickou zemí pro zahraniční investice.
 
Bolivijský prezident Luis Arce chce využít trend k elektromobilitě aby dovedl svou zoufale chudou zemi do světlé budoucnosti. Pomoci v tomu mu mají obrovská ložiska lithia v Salar de Uyuni, která minulý president Morales v roce 2018 odmítl prodat zahraničním těžařským společnostem. Do roku 2030 si Bolívie přeje uspokojit přibližně 40 % celosvětové poptávky po lithiu, přičemž chce využívat nejnovější technologie pro jeho těžbu ale plánuje i vybudování závodů pro jeho další zpracování. Velký tlak na bolívijskou vládu aby otevřela své zásoby lithia zahraničním investorům vykonává zejména německá společnost ACI Systems. Přístup k dostatečnému množství lithia hraje pro německý automobilový průmysl zcela zásadní roli.
 
Produkce lithia v roce 2020 (zdroj US Geological Survey)
Austrálie 40 000 t
Chile 18 000 t
Čína 14 000 t
Argentina 6 200 t
Brazílie 1 900 t
Zimbabwe 1 200 t
Portugalsko 900 t
 
Výroba Li-Ion akumulátorů v roce 2020 (Zdroj S&P Global)
Čína 77 %
USA 9 %
Asie bez Číny 8 %
Evropa 6 %