Intervju: Dr. Robert Dominko - Cilj Evrope je proizvajati najboljše baterije na svetu

Potrebe po baterijah za električna vozila hitro naraščajo, zlasti na stari celini, kjer smo lani zabeležili največjo rast povpraševanja. Na tem področju ima trenutno vodilno vlogo Azija, predvsem Kitajska, ki ima največjega proizvajalca baterij na svetu. Evropa se na drugi strani s skupnimi močmi trudi, da bi se te odvisnosti otresla. Zato je Evropska unija ustanovila zavezništvo European Battery Alliance. Del teh prizadevanj je iniciativa Battery 2030+, pri kateri ima nezanemarljivo vlogo tudi Slovenija. O tem, kakšna je ta vloga, kakšno je trenutno stanje in kaj se bo dogajalo v prihodnje, smo se pogovarjali z dr. Robertom Dominkom, vodjo skupine Moderni baterijski sistemi na Odseku za kemijo materialov na Kemijskem inštitutu v Ljubljani.

Kakšen je glavni cilj iniciative Battery 2030+?
Battery 2030+ iniciative je le en del vse splošnega prizadevanja EU, da bi vzpostavila proizvodnjo sodobnih akumulatorjev, ki bi temeljila na lastni inovativnosti in bi tako dala podjetjem iz EU določeno konkurenčno prednost pred ostalimi. Ta iniciativa je osredotočena na začetne faze razvoja baterij, ki bodo kasneje prehajale na višjo tehnološko raven, ki jo koordinira iniciativa Batteries EUROPE, in nato v industrijo. Vse skupaj je združeno pod okriljem EBA (European Battery Alliance). Smernice tehnološkega preboja, ki ga načrtujemo v iniciativi Battery 2030+, temeljijo na preventivnem pristopu, ker bi z dizajnom materialov lahko preprečili degradacijo in omogočili večje energijske gostote akumulatorjev, ter na kurativnem pristopu, pri katerem nameravamo z uporabo senzorjev, vgrajenih v akumulator, nadzorovati degradacijske procese in po potrebi sprožiti regeneracijske procese, ki bodo omogočili daljšo življenjsko dobo.

Na Kitajskem za proizvodnjo porabijo preveč energije, ker je bilo vse narejeno za prenosno elektroniko, kjer se nihče ne sprašuje o ogljičnem odtisu, reciklaža pa je veliko preveč zahtevna in energijsko potratna.



Kakšna je pri tem vloga Slovenije?
Odsek za kemijo materialov na Kemijskem inštitutu v Ljubljani je polnopravni član konzorcija Battery 2030+ in soustvarja politiko prihodnjih raziskav na področju sodobnih akumulatorskih sistemov. Obenem je to možnost za vse zainteresirane, da že v zgodnji fazi pristopijo k razvoju. Po predvidevanjih bo baterijski trg v prihodnje zelo hitro naraščal, predvsem zaradi elektrifikacije različnih sektorjev, ne samo avtomobilskega.

Kitajska si želi na področju proizvodnje baterij z načrtno proizvodnjo zagotoviti prevlado. Jo lahko Evropa dohiti in prehiti?
Prednost, ki jo imajo trenutno azijski proizvajalci, temelji na izkušnjah, ki jih imajo s proizvodnjo akumulatorjev za prenosne elektronske naprave. Tu je Evropa naredila strateško napako, ko je veliko večino proizvodnje prenosne elektronike prepustila daljnemu vzhodu. S tem se je v tem delu sveta ustvarila proizvodnja litij-ionskih akumulatorjev, ki danes prevladujejo tudi v električnih vozilih (v hibridnih je še vedno zelo velik del nikelj-metal-hidridnih akumulatorjev). Vsi vemo, da delovanje akumulatorjev v prenosni elektroniki ni zadovoljivo in so potrebne izboljšave. To je lahko priložnost za Evropo oziroma evropsko industrijo. Dodatno je mogoče tehnologije v akumulatorjih, ki jih uporabljamo danes, nadgraditi in tako izboljšati njihovo delovanje, moč, energijo, življenjsko dobo. Na Kitajskem za proizvodnjo porabijo preveč energije, ker je bilo vse narejeno za prenosno elektroniko, kjer se nihče ne sprašuje o ogljičnem odtisu, reciklaža pa je veliko preveč zahtevna in energijsko potratna. Vse to so področja, ki odpirajo možnosti drugim.

Kakšne so ob napredku Kitajske na tem področju lahko prednosti Evrope in kako jih lahko izkoristi? 
V planskem gospodarstvu, kot ga ima Kitajska, se vidijo učinki elektrifikacije prometa, saj se je v zadnjem desetletju zelo močno zmanjšalo onesnaževanje. Prednosti Evrope pa zagotovo temeljijo na znanju, ki je zaupanja vredno. Evropska industrija ima tradicijo in kakovost, ki jo mora ohraniti tudi v prihodnje na področju elektrifikacije.

Kakšno vlogo imajo avtomobilski proizvajalci pri iniciativi Battery 2030+ in kako sodelujete na tem področju?
Številni avtomobilski proizvajalci, ki so v združenju EBA, so prisotni tudi v tej iniciativi. Treba je poudariti, da so to raziskave, ki so na začetku celotne verige, zato avtomobilski proizvajalci za zdaj sodelujejo kot svetovalci in opazovalci.

Kakšno je torej trenutno stanje proizvodnje baterij v Evropi (kdo so glavni igralci, katere tovarne že imamo) in kaj si lahko obetamo v prihodnosti? 
Industrija litij-ionskih akumulatorjev je v preteklosti temeljila na nekaj posameznih podjetjih (SAFT, VARTA in druga manjša podjetja), kar svetovno gledano predstavlja majhen delež proizvodnje. Se pa v zadnjem času postavljajo nova podjetja, ki so izpostave velikih azijskih proizvajalcev ali plod lastnega znanja in vlaganj (lep primer je Northvolt, ki je od vseh najbližje začetku proizvodnje). V prihodnje je mogoče pričakovati še več novih proizvodnih kapacitet, ki se merijo v obliki GWh/leto proizvodnje.

Prednosti Evrope zagotovo temeljijo na znanju, ki je zaupanja vredno. Evropska industrija ima tradicijo in kakovost, ki jo mora ohraniti tudi v prihodnje na področju elektrifikacije.



Kateri so glavni pogoji, ki morajo biti izpolnjeni za vzpostavitev proizvodnje?
Potrebno je znanje, ki ga imamo zaradi odličnih raziskovalnih dosežkov, a to, seveda, ne zagotavlja proizvodnje. Na tam področju kronično primanjkuje kadra in že prej omenjeni Northvolt je v ta namen pripeljal japonske inženirje. EU se zaveda problema in zaganja obsežne izobraževalne projekte, ki bodo poskusili zadovoljiti potrebe.

Ali je res, da so litijeve baterije dosegle svoj največji potencial, kakšna tehnologija jih bo po vašem mnenju nadomestila in kdaj?
Na področju sodobnih akumulatorskih sistemov je kot v športu, kjer se rekordi konstantno premikajo. Lep primer je litij-ionski akumulator, ki mu je energijska gostota v zadnjih dveh letih narasla za skoraj 300 odstotkov. Še vedno je nekaj možnosti za nadaljnje izboljšave. Če se vrnem nazaj na šport, en atlet ne more pobrati vseh medalj v atletiki, tako lahko tudi pričakujemo različne akumulatorske tehnologije, ki bodo krojile različne segmente aplikacij. Časovnica razvoja je navadno povezana z več stopnjami, vendar okvirno traja od 10 do 15 let.

Na kakšni stopnji razvoja so baterije s trdim elektrolitom? Kdaj jih lahko pričakujemo v serijski proizvodnji in za kakšno uporabo so najbolj primerne?
Akumulatorji s trdnim elektrolitom pomenijo nadaljnji premik k višjim energijskim gostotam in bolj varnim akumulatorjem z daljšo življenjsko dobo. Večina prvotnih raziskav je že zapustila raziskovalne laboratorije in je v rokah industrije, ki bi morala to tehnologijo v nekem doglednem času komercializirati. Pričakujem, da se bo to zgodilo v naslednjih petih letih, razvoj pa je trenutno usmerjen v elektromobilnost.

Največji proizvajalci baterij za avtomobile

KDO SO GLAVNI IGRALCI
Po podatkih Adamas Intelligence je povpraševanje na svetovni ravni s 95,6 GWh lani naraslo za 30 odstotkov v primerjavi z letom 2018, v Evropi pa kar za 89 odstotkov. Kdo lahko te baterije zagotovi oziroma kdo so trenutno glavni igralci? Leta 2019 je vodstvo med glavnimi proizvajalci baterij prevzel kitajski CATL. Sledjo mu LG-Chem, ki deluje v sodelovanju s Teslo, Panasonicom, BYD-om in Samsungom. Tu velja poudariti, da gre za proizvajalce, ki delujejo na različnih področjih. BYD in Samsung, denimo, izdelujeta tako baterije za avtomobile kot za potrošniško elektroniko, Panasonic pa izdeluje različne baterije, ne samo litijeve, za najrazličnejše namene. CATL je na drugi strani specializiran za proizvodnjo baterij za električna vozila in je trenutno največji proizvajalec na svetu, čeprav je bil ustanovljen šele leta 2011.

V IGRO VSTOPAJO TUDI AVTOMOBILISTI
Menedžerji avtomobilskih proizvajalcev se še pred nekaj leti sploh niso resno ukvarjali z možnostjo, da bi njihova podjetja proizvajala baterije za električna vozila. Toda danes načrti glavnih igralcev v avtomobilski industriji temeljijo predvsem na prilagodljivih platformah, električnih in hibridnih pogonskih skopih ter baterijah. Pri Tesli že od nekdaj snujejo lastno, avtomatizirano proizvodnjo baterij, s katero se želijo otresti odvisnosti od Panasonica. Po Tesli so se začeli zgledovati Daimler, Volkswagen, Volvo, Toyota in Honda, ki trenutno sodelujejo z glavnimi proizvajalci baterij za električna vozila. Volvo, denimo, je napovedal izgradnjo tovarne za proizvodnjo baterij v ZDA, Volkswagnov tovrstni obrat pa že deluje v nemškem Salzgitterju.

Številni proizvajalci se bodo ukvarjali predvsem s sestavljanjem liti-ionskih celic in bodo proizvajalcem celic prepustili postopek, ki se začne s pridobivanjem potrebnih surovin zanje. Med te sodi kobalt, ki je, kot vemo, v Kongu povezan z izkoriščanjem otroškega dela.