Pomyślmy o licie, paliwie przyszłości

Według przygotowanego w resorcie energii projektu Planu Rozwoju Elektromobilności seryjna produkcja aut elektrycznych miałaby się u nas zacząć w 2020 r. Pięć lat później na rodzimych drogach powinno być milion aut z napędem elektrycznym, przy czym „co najmniej 30 proc. wartości dodanej związanej z produkcją pojazdów elektrycznych zarejestrowanych w Polsce w 2025 r. powstanie w naszym kraju”. Krzysztof Tchórzewski, minister energii, zapowiada, że pierwszy polski samochód elektryczny ma być autem typowo miejskim o zasięgu do 250 km. Za umowną datę startu projektu związanego z jego produkcją można uznać 6 marca 2017 r., gdy ogłoszono konkurs na zaprojektowanie jego karoserii. 

Powyższe terminy wpisują się w światowe trendy. A te wyznacza amerykańska Tesla, pierwszy wytwórca aut elektrycznych (EV), o którym można powiedzieć, że osiągnął sukces. Nim do tego doszło, w latach 2012–2013 miała miejsce seria bankructw startupów zaangażowanych w budowę EV. Inwestorzy, w tym fundusze venture capital, wpompowali w nie wcześniej setki milionów dolarów. 

Sukces Tesli skłonił koncerny motoryzacyjne, takie jak Dailmer, BMW, Volkswagen czy Toyota i Mazda, do przyspieszenia planów dotyczących samochodów elektrycznych. Jesienią zeszłego roku zaczęły się licytować, który zamierza przeznaczyć na ten cel większe, idące w miliardy dolarów nakłady inwestycyjne, jak dużą prognozuje produkcję i jaki termin jej uruchomienia. Nie tylko zachodnie koncerny chcą masowo produkować EV, lecz także liczne chińskie firmy jak WM Motor czy NextEV. 

Zgodnie z przewidywaniami badaczy z EV Volumes w końcu tego roku po drogach na świecie będzie jeździło 2,1 mln EV, czyli o 770 tys. więcej niż rok wcześniej. Długoterminowe prognozy analityków Bloomberg New Energy Finance mówią, że w 2040 r. zostanie zakupionych 41 mln EV, co będzie stanowić 35 proc. globalnej sprzedaży samochodów. 

Wielki popyt na lit

Już sam światowy zwrot ku autom elektrycznym oznacza znaczący wzrost popytu na baterie litowe. Jeśli dodamy do tego rozpoczęcie na masową skalę magazynowania w nich energii z wiatru i słońca, coraz ważniejszej w bilansie energetycznym świata, aby zapewniać ciągłość dostaw prądu np. w nocy lub w bezwietrzne dni – pojawi się realny problem dostępu do litu. 

Ten ostatni to najlżejszy metal. Przez lata był wykorzystywany m.in. w ceramice i przemyśle szklarskim oraz jako katalizator w przemyśle gumowym. W latach 70. XX w. na Uniwersytecie Stanforda zaczęto badać możliwość użycia tego pierwiastka do produkcji baterii. Wkrótce potem prowadzący te badania brytyjski naukowiec Michael Stanley Whittingham znalazł pracę w ExxonMobil, gdzie je kontynuował. Exxon pierwszą baterię wykorzystującą lit zaprezentował w 1977 r. W urządzeniach konsumenckich baterie litowo-jonowe pojawiły się jednak dopiero w 1991 r., a na rynek wprowadziła je firma Sony. 

Dziś nie obejdzie się bez nich żaden smartfon i laptop. Używane są też m.in. w samolotach i samochodach o napędzie elektrycznym. Ze względu na swój kolor i wykorzystanie w EV, lit nazywany jest też białą naftą, a rosnący i oczekiwany popyt nań zapewnił mu miano najgorętszego metalu świata. 

Jego ceny pną się w górę. Producenci baterii kupują go przede wszystkim na podstawie kontraktów długoterminowych. Stąd, jeśli któryś z nich – jak np. w ubiegłym roku w Chinach – niespodziewanie dostaje nowe duże zamówienie, ceny litu potrafią poszybować w górę. Według serwisu Industrial Minerals między czerwcem 2015 r. a kwietniem 2016 r. cena kilograma węglanu litu (LCE) w transakcjach natychmiastowych w Chinach skoczyła z 7,7 dol. do 26,6 dol., by potem spaść. Obecnie LCE w transakcjach spotowych kosztuje 18–21 dol. W transakcjach długoterminowych lit jest wyraźnie tańszy. W końcu minionego roku transakcje na 2017 r. zawierano na poziomie 10–16 dol. za kg, co oznacza, że w porównaniu z 2016 r. podrożał mniej więcej dwukrotnie. 

Eksperci oczekują, że w najbliższych latach ceny litu będą stabilne, z co najwyżej niewielką tendencją wzrostową, a twierdzą tak, bo spodziewają się, że podaż tego metalu będzie zaspokajała nasilający się popyt. Jeśli jednak dostawy będą mniejsze niż potrzeby, należy liczyć się ze skokiem cen. 

Według Deutsche Banku światowy popyt na lit – w przeliczeniu na LCE – wzrośnie z 209 tys. ton w 2016 r. do 534 tys. ton w 2025 r. Goldman Sachs szacuje podobnie: w 2025 r. zapotrzebowanie sięgnie 525 tys. ton i będzie trzy razy większe niż w 2015 r. 

Będzie niedobór?

Analitycy Sanford C. Bernstein Ltd. przewidują, że do 2025 r. moce produkcyjne istniejących, budowanych i planowanych kopalń będą w stanie zaspokoić popyt. Są jednak tacy, którzy sądzą, że będzie on rósł znacznie szybciej i już w 2023 r. przekroczy podaż. Niedoborów litu spodziewają się m.in. bank inwestycyjny Investec i firma doradcza Stormcrow Capital. 

Kto ma rację, trudno rozstrzygnąć. Zdecyduje o tym kilka czynników. Po stronie popytu będą to rzeczywista produkcja baterii oraz postęp technologiczny w ich konstrukcji, zaś po stronie podaży moce produkcyjne już istniejących i planowanych kopalń. 

Dziś, żeby wyprodukować jedną baterię do Tesli S, zużywa się ok. 54 kg litu, czyli tyle, ile potrzeba do 8–10 tys. baterii do smartfonów. Zużycie tego pierwiastka w bateriach spada z roku na rok, bo co chwila pojawiają się nowe, bardziej wydajne ich rodzaje. Pochodną zmian w technologii ich produkcji jest spadek cen, który – jak oczekuje Bloomberg New Energy Finance – doprowadzi do tego, że od 2022 r. koszt zakupu i używania samochodu elektrycznego będzie porównywalny z całkowitym kosztem posiadania auta z silnikiem spalinowym. 

Nad nowymi typami baterii pracują nie tylko działy R&D ich wielkich producentów i naukowcy na uczelniach, ale także startupy takie jak czeski HE3DA. Od 2014 r. opracował on 250 prototypów i od grudnia 2016 r. zaczął produkcję baterii, które mogą być wykorzystywane w samochodach elektrycznych. 

Według United States Geological Survey rozpoznane światowe złoża litu wynoszą 75 mln ton LCE. Połowa z nich znajduje się na pograniczu Chile, Boliwii i Argentyny. Z tych trzech krajów pierwsze skrzypce gra Chile, na które przypada 37 proc. światowej produkcji (na Argentynę 11 proc.). Złoża litu eksploatowane są też w Australii (33 proc. światowej produkcji), Chinach (w tym w Tybecie) oraz USA. Trwają przygotowania do uruchomienia wydobycia tego metalu m.in. w Meksyku, Kanadzie i Boliwii, a także do zwiększenia produkcji w Argentynie (do 2020 r. oczekiwane jest jej potrojenie) i w USA. 

Jeśli dalsze badania potwierdzą wyniki dotychczasowych wierceń, to eksploatacja może zacząć się także m.in. w Mali i Tajlandii. Niewykluczone, że wydobycie litu ruszy również w Wielkiej Brytanii w Kornwalii. Jak donoszą brytyjskie media, startup Cornish Lithium stara się zdobyć pieniądze na rozpoczęcie poszukiwań. 

Znalezienie złóż to jedno. Istotniejsza jest opłacalność wydobycia i przetwarzania. Najtańsza jest produkcja w Chile, gdzie lit pozyskiwany jest ze słonych jezior na pustyni Atacama. Słone jeziora są też jego źródłem w Argentynie i Boliwii. W Australii i Chinach wydobywa się go metodami górniczymi, co podnosi koszty jego wytwarzania. 

85–90 proc. produkcji litu przypada na cztery firmy: chilijskie Sociedad Química y Minera de Chile (SQM), amerykańskie Albemarle i FMC Lithium oraz australijską Talison. Tę ostatnią kontrolują Albemarle i chińska Tianqi Lithium. Z kolei akcje SQM skupował kanadyjski koncern Potash Corporation of Saskatchewan. Kanadyjczycy kontrolują 32 proc. kapitału SQM i jeśli planują kolejne zakupy, będą musieli ogłosić wezwanie na wszystkie pozostałe akcje. Apetyt na akcje SQM ma też Tianqi Lithium. 

Zdaniem ekspertów przez najbliższe 10, 15, a może nawet 20 lat pozycja „białej nafty” w bateriach jest niezagrożona. Konkurencyjna technologia to przede wszystkim ogniwa paliwowe, która zapewne jednak wcześniej się wystarczająco nie rozwinie. Na ogniwa te stawia m.in. Toyota. Firma chce zaprezentować ich możliwości przy okazji igrzysk olimpijskich w Tokio w 2020 r. Planuje, że wówczas będzie sprzedawać rocznie 30 tys. EV z tego rodzaju napędem. Trwają też prace badawcze nad bateriami litowo-powietrznymi, aluminiowo-grafitowymi, a także np. nad wykorzystywaniem w nich bakterii. Na razie jednak dominować będzie lit. 

Ryzyko związane z zaspokojeniem oczekiwanego popytu na lit widzą nie tylko analitycy banków inwestycyjnych i firm doradczych, ale także przedstawiciele przemysłu. 

Aby uniknąć ewentualnych problemów, Tesla, która w Nevadzie stawia wielką fabrykę baterii litowych (Gigafactory) i ma w 2020 r. produkować je dla pół miliona aut rocznie (potrzebując ok. 27 tys. ton litu), już zawczasu podpisała umowy z planującym uruchomienie produkcji litu w Nevadzie Pure Energy Minerals i właścicielami budowanej w północnym Meksyku kopalni Sonora Lithium Project. 

Budowę własnej fabryki baterii sygnalizuje Volkswagen. – Jeśli w przewidywalnej przyszłości ponad jedna czwartą produkowanych przez nas aut stanowić będą samochody elektryczne, to oznacza, że będziemy potrzebowali ok. 3 mln baterii rocznie. W takiej sytuacji ma sens budowa własnej fabryki – wyjaśnił pod koniec zeszłego roku Matthias Müller, prezes niemieckiego koncernu, w rozmowie z „Frankfurter Allgemeine Sonntagszeitung”. 

Skala produkcji EV w Polsce – 100 tys. rocznie – będzie mniejsza niż w przypadku Tesli czy Volkswagena i raczej nie będzie nam się opłacało postawienie własnej fabryki baterii. Za to na pewno już dziś musimy zacząć szukać gdzie indziej takich fabryk, które w przyszłości – na podstawie przynajmniej średnioterminowych umów – zaspokoją potrzeby producentów naszych elektrycznych aut.