Nyhetsbrev med senaste nytt. Problem att visa det? Se det i webbläsaren.

OmEV

finansierad av Energimyndighetenoch värd är Swedish Electromobility Centre

24 april 2018


Helena Berg fortsätter sammanfatta konferensen Advanced Battery Power, som var i Münster 10-11 april. Dagens nyhetsbrev handlar om vad som diskuterades under konferensen om batterimarknaden globalt och den kinesiska marknaden.

En utmanande framtid för batterier

Skrivet av Helena Berg 

Franska Avicenne presenterade en ny uppdatering om batteribehovet generellt och specifikt för elfordon. Fokus för presentationen var Li-jonbatterier: behoven, kostnaderna och kritiska aspekter. Sedan presenterade taiwanesiska Industrial Economics & Knowledge center (IEKC) en gedigen genomlysning av den kinesiska elfordonsmarknaden: försäljning, produktionskapaciteter, batteristrategier och -mål.

Dagens nyhetsbrev sammanfattar föredragen med fokus på batterier: behov, kostnad och produktion.

Kraftigt ökad batterimarknad: Li-jon ökar mest, men blysyra dominerar

Mellan 2010 och 2017 ökade Li-jonmarknaden årligen med 26%, och är den batteriteknologi som ökar kraftigast. Men bly-syrabatterier är den klart viktigaste teknologin och står för 75% av marknaden med ca. 400 GWh producerade under 2017. Totalt har batterimarknaden ökat med 9% per år och till ett värde på mer än 75 miljarder USD 2017.

2017 var Li-jonmarknaden lite drygt 120 GWh och där fordonsbatterier till den kinesiska marknaden utgjorde största delen (37%). Batterier till konsumentelektronik var näst störst (26%), följt av övriga elbilsmarknader (20%).

Behovet av elfordonsbatterier till bilar och bussar var 2017 ca. 70 GWh och Avicenne beräknar att 2025 är marknaden 370 GWh, där mer än hälften (200 GWh) utgör batterier till PHEV och BEV till enbart den kinesiska elbilsmarknaden. Marknaden tros växa från ca. 18 miljarder USD till ca. 65 miljarder USD. Den totala marknaden för Li-jonbatterier 2025 beräknas vara 490 GWh, eller 94 miljarder USD. 

Det totala batteribehovet 2025 beräknas vara 1000 GWh, motsvarande 150 miljarder USD. Energimässigt är det blybatterier som dominerar med drygt 50%, men till ett värde av ’enbart’ 52 miljarder USD.

Made in China: mer än 300 Wh/kg gäller för alla

Drygt 800.000 BEVs såldes under 2017 där de flesta (63%) återfinns i Kina, följt av Europa (20%). Batteripacken hade i medel en energi på 40 kWh. Avicenne tror att 2025 säljs 4,9 miljoner BEVs (70% i Kina) och att batteripacken i medel ökar till 60 kWh. Drygt 105.000 elbussar såldes ifjol i Kina, och mer än 90% hade LFP-batterier.

De största celltillverkarna i Kina är CATL, BYD och Optimum, som tillsammans producerade 27 GWh under 2017, vilket är en ökning med 58% jämfört med året innan. De flesta celltillverkare i Kina har prismatiska LFP-celler, men andelen NMC-celler ökar stadigt. Även BYD verkar skifta mot NMC. 

Målet för 2020, som är satt av regeringen, är att cellerna ska ha en energitäthet på minst 300 Wh/kg och kosta mindre än 120 $/kWh. Ett batteripack får inte kosta mer än 220 $/kWh. Målet gäller inhemska så väl som utländska tillverkare och om man vill åtnjuta fördelarna med ’Made in China’. 2025 är kravet 400 Wh/kg…

För att nå 300 Wh/kg jobbar man med Ni-rika katodmaterial för att öka cellspänningen och kapaciteten hos materialen, samt Si-innehållande anoder. Men lika viktigt är materialbearbetningen: partikelstorlek, morfologi, strukturer, ytbehandling, partikelfördelning, etc.

Behovet av Co, Ni och Li ökar kraftigt

Idag är de vanligaste Li-jonkemierna LFP (38%), NMC (31%) och LCO (14%) räknat som % av ton producerat. Avicenne beräknar att NMC dominerar 2025 (68%). Mer än 2/3 av allt katodmaterial kommer tillverkas i Kina 2025 (jmf 5% för 15 år sedan). Totalt behövas 850 kton katodmaterial 2025: en ökning med över 310 % jämfört med 2017.

Avicenne belyste tre viktiga metaller för framtidens: kobolt, nickel och litium. Behovet av Co till batterier var 2017 40 kton, vilket motsvarar ca. 20% av den globala produktionen. 2025 beräknas behovet av Co öka till 115 kton, eller ca. 57% av den globala produktionen. Problemet är att ingen vill satsa på nya gruvor.

Mellan 2017 och 2025 väntas Ni-behovet öka från 55 till 255 kton, vilket motsvarar 11% av världsproduktionen. Största problemet med nickel till batterier är att man utgår från NiSO4 för att göra NMC och NCA, men att detta är en kostsam process och inte många är intresserade av denna produktion.

Till 2025 väntas behovet av litium öka 3,7 gånger till drygt 370 kton (ca. 75% av den globala produktionen). Avicenne menar att det saknas investeringar i litiumfyndigheter för att realisera behovet. De anser dock att det i nuläget inte finns en brist på litium och att t.ex. Bolivias fyndigheter är långt ifrån fullt exploaterat.

Avicenne ser inte att det kommer finnas någon ny teknologi på marknaden innan 2025. ”No revolution, just evolution” var budskapet. De förbättringar som de ser är ökat Si-innehåll i anoden, nya additiver i elektrolyten för ökad säkerhet och katodmaterial som möjliggör högre cellspänning (4,7-5,0 V). 

Produktionskapaciteten i balans 2020, säkrade leverantörskedjor viktigare än labour cost

Ifjol var produktionskapaciteten av Li-jonbatterier 70-75% högre (208 GWh) än försäljningen. Med alla nyinvesteringar i batterifabriker kommer produktionskapaciteten 2020 vara 380 GWh – dvs. ungefär det behov som Avicenne räknar med till år 2025. I Kina satsar staten 50% om en celltillverkare vill bygga ut. De fem största kinesiska celltillverkarna kommer 2020 att tillsammans ha en produktionskapacitet på 139 GWh.

Kostnaden för Li-jonceller har sjunkit. Som referenscell använder Avicenne en 40 Ah-cell baserad på NMC-kemin. 2010 kostade denna cell närmare 400 $/kWh och 2017 sjönk kostnaden till ca. 180 $/kWh. Avicenne har räknat på att 2025 skulle kostnaden för cellen vara nere på ca. 120 $/kWh. Till detta kommer kostnaden för att göra kompletta batteripack till fordon: 2017 var den kostnaden ca. 50 $/kWh och 2025 tros den vara 30 $/kWh. 

Idag utgör produktionskostnaderna 35-40% av cellkostnaden. Avicenne räknar med att produktionskostnaderna 2025 har sjunkit till ca. 30%, eller ca. 40 $/kWh. Tyska M+W, som bl.a. hjälpt Tesla att bygga Gigafactory, säger att produktionsanläggningen för celler utgör 22% av cellkostnaden, samt att ”labour cost” inte är det viktiga – säkrade leverantörskedjor är betydligt viktigare. Produktionen bör göras i multiplar av 6-8 GWh (dvs. 12-16, 18-24 osv) för att anläggningskostnaderna ska vara som lägst per GWh, enligt M+W. De räknar med att det kommer behövas mer än 20 nya fabriker inom de närmsta 5-10 åren och M+W ställer sig tveksamma om Gigafactories är tillåtet att bygga i Europa med tanke på lagstiftning, men att det kommer vara viktigt att det finns produktion i Europa då det kommer vara ett problem att skeppa så stora kvantiteter som med största sannolikhet kommer krävas.

Pinterest
LinkedIn
Copy link
Copied!