Dominance úzké trojky. Největší výrobci baterií dále posilují své postavení

Asijská dominance ve výrobě baterií pokračuje. Již pátým rokem je největším výrobcem na světě čínská společnost CATL. Ta rostla meziročně naprosto enormně.

Podle údajů, které společnosti pro výzkum trhu SNE Research poskytla korejským médiím, byla v roce 2021 znovu, již pátým rokem po sobě, největším světovým výrobcem baterií pro elektromobily firma Contemporary Amperex Technology (CATL). S instalovanou kapacitou 96,7 gigawatthodin dosáhla v loňském roce na celosvětovém trhu lithium-iontových baterií pro automobily podílu 32,6 %.

I na dalších místech jsou asijské společnoti, ne ovšem čistě čínské. Na druhém místě se podle hodnocení umístila společnost LG Energy Solution s 20,3% podílem na trhu a celkovou kapacitou 60,2 GWh. Třetí je Panasonic s instalovanou kapacitou 36,1 GWh a tržním podílem 12,2 procenta.

To však zároveň znamená, že první tři jmenovaní již mají společný tržní podíl 65,1 procenta s instalovanou kapacitou 193 GWh. Podle společnosti SNE Research činil celkový objem trhu na konci roku 296,8 GWh, což je dvakrát více než před rokem. Konkrétně činil nárůst 102,3 procenta.

Zatímco pořadí na stupních vítězů je různorodé, rostoucí tržní síla čínských výrobců je patrná na místech za nimi: v první desítce se umístilo celkem pět čínských výrobců. Společnost BYD se umístila na 4. místě s 26,3 GWH neboli 8,8procentním podílem na trhu. Do první desítky se dostala také společnost CALB (7. místo), partner VW Gotion High-Tech (8. místo) a SVOLT Energy Technology na desátém místě.

Nejrychlejší růst zaznamenala společnost SVOLT, jejíž obrat se loni zvýšil více než pětinásobně. Největší nárůst kapacity však lze připsat společnostem CATL a BYD, které během jednoho roku zvýšily instalovanou výrobní kapacitu 2,5krát. Společnosti CALB a Gotion ještě zvládly dvojnásobek.

Z korejských výrobců se podle portálu Pulse News podařilo zvýšit kapacitu o 70 % společnosti LGES, a to i díky solidním prodejům vozů Tesla Model Y a VW ID.4. S rychlejším růstem trhu však LGES ztrácí podíl na trhu. Společnost SK On dokázala zdvojnásobit svou kapacitu a s tržním podílem 5,6 procenta přistála na pátém místě žebříčku. Společnost Samsung SDI dokázala „pouze“ navýšit kapacitu o 50 % na 13,2 GWh a umístila se na šestém místě s tržním podílem 4,5 %.

Další japonský výrobce, společnost AESC, se do první desítky dostal na devátém místě s tržním podílem 4,2 GWh neboli 1,4 procenta. Oproti roku 2020 se společnosti AESC podařilo zvýšit výrobní kapacity o 0,3 GWh. Byly však oznámeny velké projekty v Anglii a Francii, které by měly v příštích letech kapacitu zvýšit.

Jak uspokojit poptávku

Tempo růstu kapacity výroby baterií, především pro využití v elektromobilech je již dnes ohromující. Společností CATL a LG Energy Solution v posledních čtyřech letech vyrostly řádově o tisíce procent. A bude v dalších letech rychle pokračovat.

Podle Venkata Srinivasana, ředitele Argonne Collaborative Center for Energy Storage Science, by jen Spojené státy k pokrytí předpokládané poptávky mohly během 15 let potřebovat 20 až 40 gigatováren s celkovou terawattovou kapacitou nových baterií. „Právě teď na to Spojené státy nemají dostatek materiálů, takže klíčem k rozjezdu výroby bude náhrada části dnes používaných materiálů a recyklace,“ řekl Srinivasan pro IEEE Spectrum.

General Motors, který se snaží bojovat s dnes dominantními asijskými výrobci, staví v Ohiu a Tennessee továrny s celkovou kapacitou 70 gigawattů. To je dvojnásobek kapacity nevadské gigatovárny společnosti Tesla. Ford plánuje ve spolupráci s jihokorejskou společností SK Innovation zvýšit do roku 2030 kapacitu v Severní Americe na 140 GW, a celosvětově na 240 GW. Ford odhaduje, že k tomu bude zapotřebí šest továren ve Spojených státech a deset ve zbytku světa.

Stará technika, nové triky

Rychlý nárůst poptávky může vytvořit něco, co banka Goldman Sachs nazývá „komoditním supercyklem“. Ten může dlouhodobě zatížit dodavatelské řetězce a ceny lithia a dalších materiálů (například vzácných kovů). O přijetí elektrických vozidel také rozhodnou do značné míry vlády a spotřebitelé. Růst a vládní signály v souvislosti s klimatickou krizí však naznačují, že přichází období boomu v oblasti baterií.

Zvláště patrné je v to ve výrobě výkonných článků. Všichni výrobci automobilů se rádi chlubí nejlepším dojezdem nebo výkonem ve své třídě. Navíc mohou zákazníky oslnit rychlým nárůstem těchto parametrů. Energetická hustota bateriových článků se za posledních deset let téměř ztrojnásobila a přední chemické články nyní dosahují mohou obsahovat 300 watthodin na kilogram.

Ale zároveň musí výrobci myslet na to, co do svých baterií dávají. Některé materiály budou nedostatkovější, a tedy dražší než jiné. Příkladem může být kobalt. Ten se z velké části těží v podmínkách, které by do 21. století neměly patřit. A firmy pak samozřejmě slyší i na to, že vzhledem k rozsahu nabídky může jeho cena rychle stoupat.

Rizikový kobalt tak v bateriích nahrazují jiné prvky, především nikl. Závod o zvýšení obsahu tohoto kovu v bateriích vede dnes společnost LG Energy Solution. Výkonné NCMA články (nikl, kobalt, hořčík, hliník) této jihokorejské společnosti budou brzy pohánět Tesly vyráběné v Číně a řadu elektromobilů General Motors. Mají také nejvyšší zastoupení niklu v odvětví: elektrolyt ho obsahuje 88 %.

Přitom kapacita je vyšší než u starších modelů s vyšším obsahem kobaltu. Výrobci tak mohou do daného prostoru vtěsnat více energie a dojezdové vzdálenosti, aniž by museli zásadně měnit konstrukci baterií. O krůček níže jsou články NCM811 od hráčů, jako je CATL, LG a SK Innovation, s poměrem niklu, kobaltu a manganu zhruba 8:1:1. Castilloux říká, že jedním z triků je přidat nikl a omezit kobalt a zároveň zajistit tepelnou stabilitu, protože požáry škodí obchodu.

Adamas Intelligence uvádí, že 60 % všech baterií osobních elektromobilů nasazených v roce 2020 bude obsahovat články s vysokým obsahem niklu, jako jsou články NCA nebo NCM řady 6 až 8. Zkušebnou nové a zatím ve velkém nenasazované technologie NCMA je dnes Čína. Ale výrobci s nimi nechtějí v Číně zůstat, chtějí prorazit na západní trhy.

Na technologii však je ještě co zlepšovat. Například ještě v roce 2021 se uvádělo, že výroba špičkových článků společnosti CATL je velmi neefektivní. V polovině loňského roku se uvádělo, že na každý vyrobený článek CATL s vysokým obsahem niklu připadá zhruba jeden vadný článek, který jde na recyklaci. Společnost však i tak rychle navyšovala výrobu a procesy ladila teprve postupně.

Baterie pro masy?

Určitě to nebude jen neustálý pochod směrem k lepším a výkonnějším bateriím. Na výsluní se například vrací lithium-železo-fosfátové (LFP) baterie, které byly kdysi považovány za zastaralé. A to zejména v Číně, kde společnost Contemporary Amperex Technology Co. (CATL), která je nyní největší světovou bateriovou společností, dodává LFP pro standardní model 3 společnosti Tesla.

Elon Musk nedávno vyvoval značnou pozornost, když naznačil, že Tesla dlouhodobě přechází na levnější, bezkobaltové baterie LFP. „To je vlastně dobře, protože železa je na světě dost,“ řekl v červenci 2021 před novináři.

LFP stále tvoří méně než 10 % všech li-ion článků. Ovšem podle analytiků se množství do výrobků článků v druhé polovině roku 2020 meziročně zvýšilo o 600 %. LFP má menší energetickou hustotu než na nikl bohaté litihum-iontové články, ale jejich katodové materiály jsou levnější.

K řešení nevýhod v oblasti účinnosti přispívá konstrukce „cell-to-pack“, která upouští od použití nesčetných válcových článků uspořádaných do modulů. Větší hranolové články se integrují přímo do balení, což šetří místo, snižuje počet součástek a zjednodušuje chlazení a připojení. „Balení je v podstatě jeden velký modul,“ říká Castilloux.

Nejprodávanější čínský elektromobil, Wuling Mini za 4 500 dolarů, používá balíčky LFP od výrobců, jako je Hefei. Srinivasan říká, že LFP se pro některé aplikace jeví jako ideální. „Levnější auto s LFP, které vydrží dlouho a ujede kolem 250 kilometrů, není špatné,“ říká.

Objevuje se nový, v podstatě celosvětový trend: výrobci automobilů – včetně General Motors, Tesly a Volkswagenu – používají baterie s vyšším obsahem niklu (a případně dalších dražších surovin) pro vozy s delším dojezdem nebo vozy sportovní. Baterie LFP se pak používají pro levnější, základní modely.