Kína két legnagyobb energiatároló-gyártója akár 50 százalékkal is csökkentheti az árakat, miközben fokozódik a globális verseny az új tárolórendszerek kifejlesztéséért. 

Az elektromos jármű (EV) fő költsége az energiatároló rendszere. Minél nagyobb e tárolók energiasűrűsége, az nemcsak a felhasználók kényelmét, hanem az autó magasabb árát is jelenti. Némi reményre adhat okot, hogy a kínai CATL állítása szerint idén akár 50 százalékkal is csökkenti a tárolói árát. Úgy tűnik, kitört az árháború Kína második legnagyobb gyártójával, a BYD leányvállalatával, a FinDreamsszel szemben. 

Miután 2022-ben az elektromosjármű-iparban hatalmas felfutás volt tapasztalható, a kínai gyártók erőfeszítéseket tettek a költségek csökkentésére. Emellett a kutatók nagy lépésekkel haladtak az új elektrokémiai rendszerek irányába: a CATL és a BYD ma már kobalt nélkül gyártja a járművek energiatárolóit, ugyanis ez az átmenetifém drága, a beszerzése pedig a Kongói Demokratikus Köztársaságban végeztetett gyerekmunka és a veszélyes bányászati gyakorlat miatt igen problémás. 

Jelenleg ugyan Kína az elektromos és plug-in hibrid járművek legnagyobb piaca, azonban már nem olyan kirobbanó az ezek iránti kereslet: éves összehasonlításban a 2022-es 96 százalékos keresletnövekedés tavalyra 36 százalékosra esett. 

Ennek eredményeként a CATL rekordnyeresége majdnem két év után először csökkent. A kereslet növelésének egyik legjobb módja az, ha olcsóbbá teszik a termékeket, e miatt is logikusak a CATL és a BYD költségmérséklési ígéretei. 

Az olcsóbb árakat a méretgazdaságosság és az új lítiumkészletek teszik lehetővé.

Az elektromos autókra való átállás egyik legfontosabb kihívása az, hogy honnan szerezzék be az energiatárolókhoz a nyersanyagokat. Az EV-k jövője a kritikus ásványok, például a lítium, a nikkel, a réz, a kobalt és a ritkaföldfémek életképes ellátási láncaitól függ.  

A közelmúltig ezen járművek energiatárolóinak kémiája a lítiumra, a nikkelre, a mangánra és a kobaltra épült: ezeket nevezik együtt NMC-nek is. Amennyiben sikerül kikerülni, vagy legalább mérsékelni a drága vagy ellentmondásos ásványok használatát, csökkenhetnek a költségek. Ezt tették a kínai vállalatok, mint például a CATL, amikor átálltak, és monopolizálták a lítium-vas-foszfát- (LFP) energiatárolók piacát. Ezek olcsóbbak, mivel nem tartalmaznak kobaltot, helyette olcsóbb vasat és foszfátot használnak. Hosszabb az élettartamuk, és kisebb a tűzveszély, mint a hagyományos lítiumosnál. Hátránya viszont, hogy kisebb a kapacitásuk és a feszültségük. 

Az elmúlt időszakban az energiatárolók ára folyamatosan csökkent, annak ellenére, hogy a lítium-karbonát, a fém sóformájának az ára 2020 és 2022 között hatszorosára nőtt Kínában, és csak tavaly kezdett csökkenni. Hatalmas kereslet mutatkozott a lítium iránt, amire a bányászok új lelőhelyeket kezdtek feltárni, így a kínálat is erőteljes növekedni kezdett. Csak maga a CATL 1,4 milliárd dollárt költ lítiumkitermelő üzemekre Bolíviában. 

A lítiumkínálat növekedése az előrejelzések szerint idén és jövőre is 34 százalékkal fogja meghaladni a keresletet, ami hozzájárulhat az energiatárolók árának stabilizálásához. 

Szaporodó opciók 

A kínaiak előretörtek a lítium-vas-foszfát energiatárolók piacán. A Tesla elektromos autóit régóta a japán Panasonic és a dél-koreai LG akkumulátorai hajtják. Ezek az energiatárolók a régebbi, de jól bevált NMC és lítium-nikkel-kobalt-aluminát-oxid (NCA)-kémiára épülnek. Viszont az amerikai autógyártó most az olcsóbb autóiban a CATL LFP energiatárolóit kezdte használni.  

A Toyota, a világ legnagyobb autógyártója régóta szkeptikus a lítiumion-energiatárolókkal szemben, ehelyett a hibrid és hidrogén-üzemanyagcellás járművekre összpontosított, illetve most nagy hangsúlyt fektet a szilárdtest-energiatárolók kifejlesztésére. Tavaly szeptemberi bejelentése szerint gyorsabb újratöltési időt és 1200 kilométeres hatótávot ígért. Ha ezek az állítások igazak, akkor ez a rendszer gyakorlatilag megduplázná a mai csúcskategóriás elektromos járművek hatótávolságát. 

Persze a kínai energiatárolók gyártói és a kormány is dolgozik azon, hogy utolérjék a Toyotát a szilárdtest-technológiában.  

Hogy melyik energiatárolási koncepció nyer, arról még korai nyilatkozni de a zöldátmenetre már most is több ígéretes módszer mutatkozik. Az már biztos, hogy a többfajta megoldásra szükség is lesz: egy teherautó energiaigénye nyilvánvalóan más, mint egy személygépjárműé, és az elektromos repülőgépek is komoly kihívást jelentenek, amihez hatalmas teljesítményű energiatárolók kellenek. A CATL tavaly jelentett be egy úttörő „sűrített anyagú” technológiát az elektromos repülőgépekhez, amely akár háromszor akkora kapacitású, mint egy átlagos elektromos autóé. 

Ma egy jó EV-t 150-250 wattóra/kg energiasűrűségű tárolóval szerelnek fel, de a laboratóriumi rekord már meghaladja a 700 wattóra/kg-t. 

Egy biztos: az energiatárolók forradalmának még mindig csak az elején járunk, a kutatások pedig minden irányba folynak a nátriumiontól a vas-levegőn át a folyékony fém rendszerekig.  

 A nanorészecskék legyőzhetik a lítiumot? 

Talán az egyik legérdekesebb koncepció a flow energiatárolóé, amit azért kezdtek fejleszteni, hogy megkönnyítsék a teljesen elektromos szállítójárművek alkalmazását az amerikai hadseregben. 

Előnye az, hogy nemcsak a hagyományos energiatárolóknál már bevett módon, ellentétes irányú árammal is tölthető, de az elhasznált nanofluid akár pár perc alatt kicserélhető energiával telített frissebbre: mintha benzint tankolnánk. Emellett azt ígérik, hogy a hagyományos energiatárolókhoz képest 15-25-szörös kapacitású, ami közvetetten csökkentheti a jármű összsúlyát.  

A szerkezet két tartályból és egy reakcióedényből áll. A tartályokban két, ionokat tartalmazó kémiai oldat van: az egyik anolitként működik (az anód mellett), a másik katolitként (a katód közelében). A két oldat elektrokémiai reakciójában az elektronok egy áramkörön áramlanak.   

Ha többet szeretnénk tárolni, csak növelni kell a tartályok méretét vagy az oldatok koncentrációját, ha pedig nagyobb teljesítményt biztosítanánk, egyszerűen több cellát kell egymásra helyezni.  

Az is lényeges, hogy a rendszer sokkal jobban reciklálható: az üzemanyagot ugyanúgy ki lehet szállítani a raktárakba, mint a benzint. A nanoelektro-üzemanyagos rendszerek tűzállók: ha a nanofluid kifolyik, akkor pasztaszerű anyaggá alakul, amelyet egyszerűen fel kell söpörni. 

Jelenleg a lítiumion-energiatárolók ára körülbelül 138 dollár/kWh, a fejlesztőcég, az Influit arra számít, hogy a következő generációs nanoelektro-üzemanyaggal ez 50-80 dollár/kWh körülire csökkenthető. Persze ők is azzal számolnak, hogy a kutatás még két évig is eltarthat.