Lítiumbánya Nyugat-Ausztráliában

A frankfurti vásártársaság sajtóközleménye szerint a legfontosabb nyersanyagokért folyó harc már javában zajlik. A hajtásforduló egyik legfontosabb nyersanyaga a lítium. Az alkálifém kiváló elektrokémiai tulajdonságai elsősorban a nagy energiasűrűségű újratölthető akkumulátorokat teszik lehetővé.

"Egy tipikus elektromos autó körülbelül nyolc-kilenc kilogramm lítiumot tartalmaz a katódanyag különböző összetételében" - magyarázza Dr. Matthias Buchert, az Öko-Institut e. V. független kutatóintézet erőforrás- és mobilitási részlegének munkatársa, aki többek között az Európai Unió (EU) főigazgatóságainak tanácsadója. "A lítium-ion akkumulátor a modern elektromos meghajtás szíve, és ez belátható időn belül nem fog változni."

70 kilogramm réz a járműben

A lítium azonban nem az elektromobilitás egyetlen fontos nyersanyaga. A réz például szintén keresett az elektromos autókban kiváló elektromos vezetőképessége miatt. Az autónkénti 70 kilogramm körüli mennyiséggel egy elektromos autóhoz körülbelül háromszor annyi kell, mint egy belső égésű motorral hajtott autóhoz. Kobaltot, nikkelt, mangánt, grafitot és más ritkaföldfémeket is használnak az elektromos meghajtási technológiákban.

A lítiumra nagy a kereslet, a kobalt tizenegy év alatt elfogy.

A legnagyobb ismert lítiumkészlet Chilében található, mintegy kilencmillió tonna, ezt követik az ausztráliai, argentin és kínai tartalékok. Ha az ellátási lánc jól működik, világszerte elegendő lítium áll rendelkezésre a globális hajtáslánc-átálláshoz. Egy másik nyersanyag azonban még nagyobb aggodalomra ad okot - a kobalt. A jelenlegi globális fogyasztási szint mellett a kobaltkészletek csak körülbelül tizenegy évre elegendőek.

"Az ismert tartalékok mintegy fele Kongóban található, ahol az emberi jogok szempontjából olykor problémás körülmények között bányásszák" - mondja Dr. Karl Lichtblau, a Német Gazdaság Intézetének (IW Consult) ügyvezető igazgatója, aki rendszeresen készít tanulmányokat a témában vállalatok és politikai szervek számára.

A nehézfém régóta fontos szerepet játszik számos ipari alkalmazásban, például a fémek keményítésében és a mágnesek gyártásában. A belsőégésű motorral felszerelt autók általában csak néhány gramm kobaltot tartalmaznak. Az elektromos autók viszont kétszámjegyű kilogrammos mennyiséget tartalmaznak, mivel a kobalt a lítium-ion akkumulátorok fontos összetevője. Különösen nagy energiasűrűséget, nagy hatótávolságot, gyors töltési időt és kisebb méretű akkumulátorokat biztosít.

A kutatók nyersanyag-optimalizált akkumulátorokon dolgoznak

Az elektromobilitás növekvő jelentőségével a kobalt iránti kereslet is növekszik, mondja Lichtblau. Így az ismert hétmillió tonnás készletek már kevesebb mint tizenegy év alatt kimerülhetnek.

"A lítium-ion akkumulátorok katódanyagának (lítium-ion mangán-kobalt-oxid) fajlagos kobalt-tartalma, amely az európai autóipari piacot uralja, már jelentősen csökkent. Ezeknek az akkumulátoroknak az energiasűrűsége valamivel alacsonyabb. Feltételezzük azonban, hogy a kisautók szegmensében az elektromos autók futásteljesítményével szemben alacsonyabbak lesznek az igények" - magyarázza viszont Buchert, az Öko-Institut szakértője. Hozzáteszi, hogy kutatások folynak a kobalt-tartalom további csökkentésére, sőt, olyan energiatároló rendszerekre is, amelyek nem használnak kobaltot, mint például a lítiumvas-foszfát akkumulátorok új generációja.

Az újrahasznosítás a nyersanyagigény felét fedezheti

Buchert reméli, hogy az EU hamarosan új akkumulátor-irányelvet vezet be, amely mind a 27 tagállamban érvényes lesz. Számos európai ország már hozott olyan iparpolitikai döntéseket, amelyek figyelembe veszik az akkumulátorok gyártásának, kutatásának és nyersanyag-újrahasznosításának fontosságát. Az akkumulátor-újrahasznosító üzemek fellendülést fognak tapasztalni. A belga Umicore kohászati konszern például azt tervezi, hogy 2026-ig megépíti a világ legnagyobb akkumulátor-újrahasznosító üzemét Európában, amelynek becsült költsége 500 millió euró lesz. Ez évi 150 000 tonna kapacitásnak felel meg. A mai nagy üzemek mindössze 12 000 tonnát tudnak kezelni.

Hatás késleltetéssel

Az újrahasznosítási hatás azonban némileg késleltetve jelentkezik. Az első néhány évben csak néhány százalékos lesz, mivel az akkumulátorok sokáig a járművekben maradnak, majd esetleg egy második életet is élnek a helyhez kötött akkumulátortárolókban. De 2035 után a lefedettség aránya meghaladhatja a 10%-ot, és egy bizonyos ponton az újrahasznosítás fogja biztosítani az e-mobilitáshoz szükséges nyersanyagok felét - és mindezt kizárólag hazai termelésből, azaz az utakon már meglévő elektromos autókból.

"Az újrahasznosításra már a kezdetektől fogva gondolni kell, ez már az akkumulátorok és a hajtáselemek tervezésénél és gyártásánál kezdődik, hogy a nyersanyagok a lehető legkönnyebben visszanyerhetők legyenek" - hangsúlyozza Lichtblau. "Jelenleg ez még nem kifizetődő a vállalatok számára."

A nyersanyagok elérhetősége egyben geopolitika is

Lichtblau szerint azonban az újrahasznosítás és a kutatás önmagában nem lesz elég. Az okos geopolitika és a diplomácia kulcsfontosságú ahhoz, hogy az energiaátállás az adott időkereten belül megvalósuljon. Ez alatt azt érti, amit a közelmúltban a nikkel esetében tapasztaltunk, amely ezüstszínű fém, és amely a kobalthoz hasonlóan az akkumulátorok katódjaihoz (negatív pólusához) szükséges. Miután Oroszország megtámadta Ukrajnát, a nikkel ára rövid időn belül a magasba szökött, sőt a londoni fémtőzsdén átmenetileg fel kellett függeszteni a kereskedést. Ennek oka, hogy Oroszország a világ egyik legnagyobb nikkelexportőre. A nyugati szankciók és az orosz ellenszankciók miatti ellátási hiány miatt nagy volt az aggodalom.

"Még nagyobb problémánk lesz, ha geopolitikai konfliktus alakul ki a Nyugat és Kína között. Amennyiben ez bekövetkezik, kétségeim vannak afelől, hogy a tervezett időkeretben sikerülhet-e a hajtásforduló Európában" - figyelmeztet Lichtblau.

Kína az első számú nyersanyagszállító

A Német Nyersanyag Ügynökség (DERA) szerint ugyanis Kína az EU legfontosabb nyersanyagszállítója a fémek és ércek terén, megelőzve Oroszországot. Az elektromobilitás szempontjából különösen fontosak az olyan ritkaföldfémek, mint a neodímium és a diszprózium. Kína itt világelső, mind a készletek, mind a feldolgozás tekintetében. Az Európai Nyersanyag Szövetség (ERMA) adatai különösen világossá teszik a Kínától való függőséget: bár az EU az elektromotorok világelső gyártója, a motorokhoz szükséges ritkaföldfém-alapú állandó mágnesek 90 százalékát Kínából importálja. Ha a kínai kormány politikai célokra stratégiailag kihasználja a nyersanyagok terén meglévő erőfölényét, az szűk keresztmetszetekhez vezethet Európában.

Nyersanyagok az űrből?

Végső soron Európa lehetőségei a geopolitikai fejlemények befolyásolására korlátozottak. És még a legintenzívebb kutatási erőfeszítések sem garantálhatják, hogy elegendő nyersanyag áll majd rendelkezésre. Az űrben - például aszteroidákon - ritka nyersanyagok kitermelésére vonatkozó terveket a nyersanyagszakértők most elutasítják.

"Néhány évvel ezelőtt ugyanezt a vitát folytattuk a ritkaföldfémek tengerek mélyéről történő bányászatáról" - emlékszik vissza Buchert. "Ebből nem lett semmi, mert az erőfeszítés és a költségek nem álltak arányban az előnyökkel. Az óceánfenék még mindig valószínűbb jelölt, mint az űr. Még ha technikailag lehetséges is lenne valamikor, gazdaságilag nem lenne értelme. Sokkal jobb lenne hatékonyan felhasználni és újrahasznosítani a bolygónkon található nyersanyagokat." Különösen Európa számára a válasz csak egy hatékony újrahasznosítási program lehet.

Cs.A.-Ő.P.

Cikkünk megírását az InterCars támogatta.