skrivet av Helena Berg
Tyskland har planer på att starta cellproduktion för elbilar. Staten har drivit ett projekt med deltagare från myndigheter, företag, institut och universitet för att förstå och analysera vad Tyskland behöver göra, vilken tid det kommer att ta och vad det kommer att kosta. Allt finns sammanfattat i en roadmap som går att ladda hem, dock finns den bara på tyska [1].
Dagens nyhetsbrev handlar om denna roadmap, samt vad P3 Group presenterade på konferensen Advanced Battery Power i slutet av april i Münster.
Anledningen till att man diskuterar celltillverkning i Tyskland är att man ser att värdet i en elbil till stor del härrör från batteriet. Därför vill man agera för att behålla konkurrenskraft och kunnande i Tyskland och inte bara bli en ihopsättningsfabrik av bilar baserade på utländskt kunnande. Batteriet utgör 30-40 % av elbilens värde, och cellerna 60-70 % av batteriet. För att behålla värdet i Tyskland behövs en cell- (och batteri-)fabrik, samt en målinriktad forskning och utveckling.
Det finns dock redan viss cellproduktion i Tyskland av fordonsanpassade celler. Det är Litarion som tillsammans med kanadensiska Electrovaya tillverkar celler i Kanenz.
Asiatisk dominans för dagens Li-jonbatterier
Idag dominerar de asiatiska batteritillverkarna produktionen av celler för elfordon: Panasonic, LG Chem, Samsung, SK Innovation, BYD, m.fl. I stort sett alla på asiatisk eller amerikansk mark. Men på europeisk mark då?
Samsung har redan annonserat att de ska producera celler i Ungern [2] och de har sedan ifjol batteriproduktion i Österrike i och med övertagandet av Magna Steyrs verksamhet i Graz [3].
Reuters snappade upp att LG Chem kommer starta produktion i Wroclaw, Polen, i anslutning till LG Displays anläggning [4]. En representant från LG Chem bekräftade vid konferensen i Münster att något slags MoU diskuteras.
P3 Group menar att det enda sättet att starta cellproduktion av dagens batterigeneration är tillsammans med en asiatisk partner, då asiatiska företag har ett enormt försprång. Och dagens batterigeneration kommer att vara den teknik som består åtminstone fram till 2025. De menar även att alla OEMer som har designfrys före 2025 har bara ett spår att gå på - dagens batterigeneration.
I höstas skrev vi om att det finns en överproduktion av fordonsanpassade celler och att endast 22 % av den globala kapaciteten utnyttjades. I den tyska rapporten har man identifierat att det finns en årlig produktion av 27,2 GWh/ år av fordonsanpassade celler och att endast 6 % produceras inom EU. Vidare har man räknat med att 2025 är batteribehovet i medeltal 155 GWh/år, från 100 GWh/år i ett konservativt scenario till 300 GWh/år i ett aggressivt.
Nästa generations Li-jonbatterier
I den roadmap man nu tagit fram är en av slutsatserna att det inte är ekonomiskt försvarbart att ta upp kampen med de asiatiska jättarna med produktion av dagens Li-jonbatterier. Om inte även nästa generations Li-jonceller ska tillverkas i Asien krävs det ett beslut för Tyskland senast 2017 för att kunna möta framtidens batteribehov. Produktionen kan då starta 2021, och vara fullt utbyggd 2025. Cellerna ska kunna användas i fordon så väl som i stationära anläggningar.
Definitionen av nästa generations Li-jonceller är celler med kiselbaserade anoder och katoder som antingen är en nickel-rik NMC eller ett hög-voltsmaterial av spineltyp (upp mot 5 V, kräver dock en ny typ av elektrolyt).
För att öka kompetensen bör det satsas på olika utbildningar; behovet är stort av tekniska experter inom kemi, styrning, elektronik och produktionsteknik, m.fl. Riktade satsningar bör göras mot produktionsteknik för Li-jonceller, cellmaterial och framtida koncept. Materialforskningen bör bl.a. riktas mot stabila elektrolyter vid högre spänningar, hög-voltskatoder, Li-metallanoder, polymerelektrolyter och material för all solid-state Li-jonbatterier. Ett annat forskningsområde som nämns är användning av Li-jonbatterier i fordon och stationära tillämpningar (anm.: livslängdsförståelse).
Hållbarhetsperspektivet är viktigt och man har även analyserat olika risker. Förutom bristen på utbildad personal i stor skala är det materialtillgångar som identifierats; tillgång på grafit, kobolt och litium.
Kôstar de nå't, eller?
Kapaciteten de ser är en fabrik på ca. 13 GWh/år och detta kräver en investering på 1,3 miljarder euro. 2025 når man 'break even' och 2030 går fabriken med vinst; en utnyttjandegrad på 80 % är kravet. Investeringsbehovet är i princip oförändrat mellan 9 och 13 GWh/år. P3 Group säger att siffran är minst 15 GWh/år för att få 'economy of scale'.
Det finns några som har räknat på vad det kostar att bygga batterifabrik och alla verkar komma fram till olika siffror. P3 Group har sammanställt data, som presenterades vid konferensen; de säger själva 166, franska Avicenne 131, och Tesla 124 M€/GWh. Vem som har rätt och vad man räknar in i kostnaderna må vara osagt.
3,5-4 år beräknas det ta att bygga en ny fabrik. Om man däremot gör en 'copy-paste' av en asiatisk cellfabrik tar det något kortare tid - ca. 2,5 år.
Fabriken tros skapa 1050-1300 direkta arbetstillfällen: 750-900 i produktion, 150-200 för administration och försäljning, och 150-200 inom forskning och utveckling. P3 Group räknar dock med att det behövs ytterligare ca. 500 anställda för att driva fabriken fullt ut. Även indirekta arbetstillfällen skapas av en cellfabrik och beroende på i vilken region i Tyskland den etableras skapas ytterligare 1400-3100 arbetstillfällen, främst inom leverantörskedjan, logistik och utrustning.
Hur produktionskostnaderna ser ut för olika länder har även det analyserats i den tyska studien - Korea och Kina har jämförts med Tyskland. Det som främst skiljer är kostnaderna för löner, energi och transport (inklusive tullkostnader). En kritisk aspekt är kostnaden för el, då cellproduktionen är energikrävande. Kostnaderna för material, kvalitet och inventarier är desamma för de tre länderna.
Kina har lägst lönekostnader; ca. 25-35% av kostnaderna i Korea eller Tyskland. Energikostnaden är dock ca. 20 % högre i Kina än i Tyskland. Celler producerade i Korea har lägst transportkostnader, medan celler producerade i Kina är 25 % dyrare i transport (och tull). Totalt blir cellerna marginellt dyrare att producera i Tyskland. Men med ökade lönekostnader i Kina kan detta snabbt ändras till Tysklands fördel.
P3 Group har även analyserat kostnaderna för ett batteripack 2025. De förutsätter standardiserade moduler och gränssnitt vilket ger 145-165 €/kWh och grovt räknat utgör 75 % cellkostnad, 10 % modulkostnad, och 15 % kostnader ”från modul till pack”.
Egna kommentarer
Tyskland vill inte primärt bygga en cellfabrik för att skapa arbetstillfällen - de vill bibehålla och säkerställa kompetens och attraktionskraft för Tyskland och tyska produkter.
Tyska OEMer kommer nog inte välja celler enbart för att de är producerade i Tyskland, utan de kommer köpa de celler som passar fordonen, till bästa pris. Att cellerna sedan är producerade i Tyskland får väl ses som en bonus. Logistiska hinder kan dock göra det attraktivt att ha cellproduktion på hemmaplan.
Av de personer som jag pratade med under konferensen i Münster var det ingen som var uttalat helt säker på att det blir en fabrik, snarare mer skeptiska… Men vad blir kvar av värdet och uniciteten i en elbil om alla köper samma celler?
Håller helt med P3 Group - är designfrys för en OEM före 2025 så ska man inte leta efter något annat än den batterigeneration som finns nu.
Om Tyskland satsar lär vi få veta inom 1,5 år… som alltid med batterier är det spännande :-)
[1] Roadmap integrierte Zellund Batterieproduktion Deutschland länk (pdf)
[2] LG Chem, Samsung SDI to build new battery plants in Europe amid growing demand for electric vehicles. länk
[3] Samsung SDI to acquire Magna International’s battery pack business länk
[4] LG Chem plans to build electric car battery factory in Poland - source. Reuters. 14 april 2016. länk
