name | autoweek.cz
Zastaví kobalt elektromobilitu?
23.05.2018 | Vladimír Rybecký | Aktuality
Automobilky i nezávislí analytici se předhánějí v tom, kdo vystřelí vyšší počet elektromobilů prodávaných v Evropě i ve světě po roce 2021. Připouštějí problém s chybějící infrastrukturou, ale zcela zapomínají na potřebu základních surovin pro výrobu akumulátorů, především kobaltu.
Vozidla s elektrickým jsou vydávána za budoucnost ekologické dopravy. Takřka všechny automobilky slibují, že už brzy uvedou na trh obrovská množství vozidel s elektrickým pohonem, aby vyhověly požadavkům národní i mezinárodní legislativy.
Elektromobilita - čistý je jen elektromotor
Věc je ale mnohem složitější, než se propagátorům elektromobility zdá. Trakční elektromotory neprodukují žádné škodlivé emise v místě provozu. Pevné částice od brzd a pneumatik, stejně jako zvířený prach ale jsou stejné jako u aut se spalovacími motory. S výrobou elektrické energie je to složitější - záleží na převažujících zdrojích, které se v jednotlivých zemích liší.
Největší problém elektromobilů spočívá v jejich výrobě. Ta vyžaduje podstatně větší množství energie než srovnatelná auta se spalovacími motory. Vše ještě víc zhoršuje složitost recyklace akumulátorů, která rovněž znamená velkou zátěž pro životní prostředí. Podle studie amerického Institute for Energy and Environmental Research je celková uhlíková stopa za celou životnost konvenčního automobilu a elektromobilu přibližně stejná - liší se jen v závislosti na velikosti a způsobu používání. Elektromobily získávají z hlediska uhlíkové stopy navrch až po najetí minimálně 100 000 km.
Achillova pata: suroviny pro akumulátory
Největším problémem pro elektromobilitu jsou suroviny potřebné pro výrobu akumulátorů. Jejich těžba nesmírně zatěžuje životní prostředí. Jenže se tak děje hlavně v Jižní Americe a centrální Africe a tam to evropské environmentalisty moc netrápí.
Baterie běžného smartphonu potřebuje 3 g lithia a 5-10 g kobaltu. Pro laptop to je asi 30 g lithia a 30 g kobaltu. Ovšem pro výrobu Li-Ion akumulátorů vozu BMW i3 je potřeba 6 kg lithia, 35 kg grafitu (z Číny), 11 kg manganu (z Jižní Afriky) a k tomu 12 kg kobaltu. Tesla pro Model S potřebuje 112 kg lithia a 11 kg kobaltu, ale pro Model X a modernizovaný Model S to je jen 7 kg kobaltu.
Etický problém a zavřené oči
Rozvoj elektromobility výraznou měrou zvýší poptávku po lithiu a čistém niklu. Kritickým materiálem ale bude kobalt. Více než polovina světové produkce tohoto kovu pochází z dolů v regionu Katanga v Demokratické republice Kongo. V této jedné z nejchudších zemí světa se k nebezpečné práci ve stísněných podzemních prostorech ve velké míře využívá práce malých dětí. Podle mnoha zdrojů (např. CBS News) zde pracuje 40 000 dětí ve věku kolem 11 let. Toto je druhá strana elektromobility.
Všechny automobilky, ale i výrobci telefonů a počítačů, tvrdí, že při výrobě jejich produktů se dětská práce nevyužívá. Jenže na počátku výrobního řetězce té nejmodernější techniky jsou v drtivé většině bosé konžské děti strkané úzkými děrami pod zem.
Poptávka po kobaltu dramaticky roste, což se projevuje na neméně dramatickém růstu jeho ceny - ta se za poslední dva roky ztrojnásobila na 60 000 dolarů za tunu, byť plat malých horníků v Kongu se nezměnil a i nadále je 1-2 dolary za den. Rostou ale příjmy presidenta Josepha Kabily.
Limitované zdroje kobaltu
Podle US Geological Survey se v roce 2017 po světě vytěžilo 110 000 tun kobaltu, z toho 64 000 tun v Kongu, 5600 tun v Rusku a 5000 tun v Austrálii. Pozoruhodné je, že v předchozích letech byla na druhém místě Čína s těžbou přes 6000 tun, nicméně navzdory růstu ceny suroviny zde byla těžba kobaltu snížena! Kolem 42 % kobaltu se v současné době používá pro baterie a 58 % pro různé průmyslové aplikace (speciální slitiny, katalyzátory, magnety) a vojenské účely.
Podle analýzy McKinsey Basic Material Institute do roku 2025 v důsledku růstu produkce akumulátorů potřeba kobaltu vzroste na 210 000 tun, tedy na dvojnásobek současné těžby. Při současném růstu potřeb analytici Dalton Commodities odhadují, že už v roce 2021 zdroje kobaltu nestačí pokrýt poptávku. Kobalt se totiž z 97 % získává jako vedlejší produkt při těžbě niklu a mědi a poptávka po těchto kovech neroste stejným tempem.
Možnosti řešení
Zdrojem kobaltu může být recyklace, ale až poté, co budou zvládnuty potřebné technologie, protože dosud tento proces neúnosně zatěžuje životní prostředí. V současné době je výtěžnost recyklace asi 25 %, ve výjimečných případech se blíží k 50 % a přitom se zpracovává jen asi 15 % akumulátorů. Pokud by se zužitkovaly všechny vyrobené a doslouživší akumulátory, pak kolem roku 2030 by se teoreticky mohlo takto získávat až 10 % celkové poptávky po kobaltu pro elektromobily ročně.
Řešením nedostatku kobaltu by mohl být i přechod na akumulátory vyžadující jeho mnohem menší množství. Například kombinace NMC811 (nikl-mangan-kobalt v poměru 8:1:1) snižuje potřebu kobaltu o 20 %. Tyto akumulátory uvedla čínská společnost BYD, která předpokládá jejich podíl 7 % v roce 2020 a 57 % v roce 2030. Stejnou technologii chce od roku 2021 začít používat i BMW. Tesla už nyní používá nízkokobaltovou směs NMC632 a Elon Musk nedávno ohlásil, že Tesla hodlá přejít na akumulátory kombinující nikl, kobalt a hliník (NCA), snižující potřebu kobaltu dokonce na třetinu.
Akumulátory nevyžadující lithium ani kobalt už se vyvíjejí, ale jejich dostupnost lze očekávat až za mnoho let.
Elektromobilita - čistý je jen elektromotor
Věc je ale mnohem složitější, než se propagátorům elektromobility zdá. Trakční elektromotory neprodukují žádné škodlivé emise v místě provozu. Pevné částice od brzd a pneumatik, stejně jako zvířený prach ale jsou stejné jako u aut se spalovacími motory. S výrobou elektrické energie je to složitější - záleží na převažujících zdrojích, které se v jednotlivých zemích liší.
Největší problém elektromobilů spočívá v jejich výrobě. Ta vyžaduje podstatně větší množství energie než srovnatelná auta se spalovacími motory. Vše ještě víc zhoršuje složitost recyklace akumulátorů, která rovněž znamená velkou zátěž pro životní prostředí. Podle studie amerického Institute for Energy and Environmental Research je celková uhlíková stopa za celou životnost konvenčního automobilu a elektromobilu přibližně stejná - liší se jen v závislosti na velikosti a způsobu používání. Elektromobily získávají z hlediska uhlíkové stopy navrch až po najetí minimálně 100 000 km.
Achillova pata: suroviny pro akumulátory
Největším problémem pro elektromobilitu jsou suroviny potřebné pro výrobu akumulátorů. Jejich těžba nesmírně zatěžuje životní prostředí. Jenže se tak děje hlavně v Jižní Americe a centrální Africe a tam to evropské environmentalisty moc netrápí.
Baterie běžného smartphonu potřebuje 3 g lithia a 5-10 g kobaltu. Pro laptop to je asi 30 g lithia a 30 g kobaltu. Ovšem pro výrobu Li-Ion akumulátorů vozu BMW i3 je potřeba 6 kg lithia, 35 kg grafitu (z Číny), 11 kg manganu (z Jižní Afriky) a k tomu 12 kg kobaltu. Tesla pro Model S potřebuje 112 kg lithia a 11 kg kobaltu, ale pro Model X a modernizovaný Model S to je jen 7 kg kobaltu.
Etický problém a zavřené oči
Rozvoj elektromobility výraznou měrou zvýší poptávku po lithiu a čistém niklu. Kritickým materiálem ale bude kobalt. Více než polovina světové produkce tohoto kovu pochází z dolů v regionu Katanga v Demokratické republice Kongo. V této jedné z nejchudších zemí světa se k nebezpečné práci ve stísněných podzemních prostorech ve velké míře využívá práce malých dětí. Podle mnoha zdrojů (např. CBS News) zde pracuje 40 000 dětí ve věku kolem 11 let. Toto je druhá strana elektromobility.
Všechny automobilky, ale i výrobci telefonů a počítačů, tvrdí, že při výrobě jejich produktů se dětská práce nevyužívá. Jenže na počátku výrobního řetězce té nejmodernější techniky jsou v drtivé většině bosé konžské děti strkané úzkými děrami pod zem.
Poptávka po kobaltu dramaticky roste, což se projevuje na neméně dramatickém růstu jeho ceny - ta se za poslední dva roky ztrojnásobila na 60 000 dolarů za tunu, byť plat malých horníků v Kongu se nezměnil a i nadále je 1-2 dolary za den. Rostou ale příjmy presidenta Josepha Kabily.
Limitované zdroje kobaltu
Podle US Geological Survey se v roce 2017 po světě vytěžilo 110 000 tun kobaltu, z toho 64 000 tun v Kongu, 5600 tun v Rusku a 5000 tun v Austrálii. Pozoruhodné je, že v předchozích letech byla na druhém místě Čína s těžbou přes 6000 tun, nicméně navzdory růstu ceny suroviny zde byla těžba kobaltu snížena! Kolem 42 % kobaltu se v současné době používá pro baterie a 58 % pro různé průmyslové aplikace (speciální slitiny, katalyzátory, magnety) a vojenské účely.
Podle analýzy McKinsey Basic Material Institute do roku 2025 v důsledku růstu produkce akumulátorů potřeba kobaltu vzroste na 210 000 tun, tedy na dvojnásobek současné těžby. Při současném růstu potřeb analytici Dalton Commodities odhadují, že už v roce 2021 zdroje kobaltu nestačí pokrýt poptávku. Kobalt se totiž z 97 % získává jako vedlejší produkt při těžbě niklu a mědi a poptávka po těchto kovech neroste stejným tempem.
Možnosti řešení
Zdrojem kobaltu může být recyklace, ale až poté, co budou zvládnuty potřebné technologie, protože dosud tento proces neúnosně zatěžuje životní prostředí. V současné době je výtěžnost recyklace asi 25 %, ve výjimečných případech se blíží k 50 % a přitom se zpracovává jen asi 15 % akumulátorů. Pokud by se zužitkovaly všechny vyrobené a doslouživší akumulátory, pak kolem roku 2030 by se teoreticky mohlo takto získávat až 10 % celkové poptávky po kobaltu pro elektromobily ročně.
Řešením nedostatku kobaltu by mohl být i přechod na akumulátory vyžadující jeho mnohem menší množství. Například kombinace NMC811 (nikl-mangan-kobalt v poměru 8:1:1) snižuje potřebu kobaltu o 20 %. Tyto akumulátory uvedla čínská společnost BYD, která předpokládá jejich podíl 7 % v roce 2020 a 57 % v roce 2030. Stejnou technologii chce od roku 2021 začít používat i BMW. Tesla už nyní používá nízkokobaltovou směs NMC632 a Elon Musk nedávno ohlásil, že Tesla hodlá přejít na akumulátory kombinující nikl, kobalt a hliník (NCA), snižující potřebu kobaltu dokonce na třetinu.
Akumulátory nevyžadující lithium ani kobalt už se vyvíjejí, ale jejich dostupnost lze očekávat až za mnoho let.
Další články
© 2024 autoweek.cz. Veškerá práva vyhrazena | O autoweek.cz