[eMIT]: W produkcji pojazdów w technologii bateryjnej wykorzystuje się metale ziem rzadkich, więc dywersyfikacja podaży surowców nie jest możliwa

Metale ziem rzadkich (REE) często bywają mylone z tzw. surowcami strategicznymi. W procesie produkcji pojazdów elektrycznych, w tym ich baterii i stacji ładowania, nie wykorzystuje się REE. Jednak wymagane jest użycie wielu surowców strategicznych, takich jak lit, nikiel, kobalt czy miedź. Dywersyfikacja podaży tych surowców oraz efektywne ich wykorzystanie jest istotnym zagadnieniem, zarówno pod kątem zrównoważonego rozwoju, jak i z geopolitycznego punktu widzenia. 

• Transformacja sektora transportu drogowego w kierunku zerowej emisyjności wiąże się ze stale wzrastającym zapotrzebowaniem na surowce strategiczne wykorzystywane do produkcji pojazdów w technologii bateryjnej. 
• Surowce strategiczne to grupa 34 surowców, w skład której wchodzi 17 metali ziem rzadkich. Część surowców z tej grupy jest wykorzystywana do produkcji baterii pojazdów elektrycznych, jednak metale ziem rzadkich do nich nie należą.
• Najważniejszymi dla produkcji BEV surowcami strategicznymi są nikiel, miedź, lit, kobalt, grafit, mangan. 
• Do końca 2025 r. zapotrzebowanie na nikiel wzrośnie nawet 10-krotnie w stosunku do stanu z 2018 r., z 60 000 do 600 000 ton. Przewiduje się, że ten trend się utrzyma.
• International Copper Association (ICA) przewiduje, że do 2027 r. nastąpi wzrost zapotrzebowania na miedź w pojazdach elektrycznych z 185 000 ton w 2017 roku do 1,74 miliona ton w 2027 roku.
• Z kolei Raport Bloomberga z 2023 r. przewiduje, że do 2040 roku popyt na miedź wzrośnie o 53%, ale podaż tylko o 16%. 
• Akt o surowcach krytycznych (CRMA) Rady Europy zakłada zmiany na rynku surowców strategicznych do 2030 r., m.in.: wydobycie min. 10% rocznego zapotrzebowania na surowce strategiczne na terenie Unii Europejskiej, min. 20% tych surowców ma pochodzić z recyklingu oraz min. 50% rocznego zużycia ma być przetwarzana na terenie wspólnoty.
• Wszystkie te działania mają wzmacniać autonomię Unii Europejskiej i uniezależniać ją od uwarunkowań geopolitycznych, które mogą powodować kryzysy podażowe i idące za nimi szoki cenowe. 

Przyszłość sektora transportu drogowego w UE jest bezemisyjna

Kamienie milowe drogi do zerowej emisyjności transportu drogowego w Unii Europejskiej zostały określone w pakiecie Fit for 55. Jednym z najistotniejszych jest przyjęcie 100% celu redukcji emisji CO2 z nowych  pojazdów osobowych i dostawczych od 2035 r., który został ogłoszony w Rozporządzeniu Parlamentu i Rady UE ws. celów redukcji emisji CO2 z pojazdów osobowych i dostawczych.

Oznacza to, że wszystkie samochody osobowe i dostawcze wyprodukowane po tej dacie nie będą emitować CO2 i innych zanieczyszczeń. Jednocześnie z roku na rok zmniejszać się będzie liczba używanych pojazdów spalinowych osobowych i dostawczych, które pozostaną w obiegu handlowym i na europejskich drogach.

Szacuje się, że do 2040 r. udział samochodów elektrycznych w sektorze motoryzacyjnym może wzrosnąć aż do 60% (obecnie 2%). Pojazdy elektryczne najszybciej zyskują na popularności w Europie, aż ⅓ wszystkich sprzedanych EV na świecie trafia na europejskie drogi. 

Transformacja sektora w kierunku zerowej emisyjności wiąże się z koniecznością wprowadzenia zmian na rynku surowców wykorzystywanych do produkcji baterii zasilających pojazdy w tej  technologii.

Metale ziem rzadkich w pojazdach elektrycznych?

Metale ziem rzadkich (REE) to rodzina 17 metali, które współwystępują w minerałach jako niewielkie domieszki. Pozyskanie ich do celów przemysłowych wymaga przetworzenia dużej ilości wyjściowego materiału mineralnego. 

Dzieli się je na dwie grupy: skandowce (itr, skand) oraz lantanowce (lantan, promet, samar, europ, gadolin, terb, dysproz, holm, erb, tul, cer, prazeodym, neodym iterb, lutet). Wszystkie wykazują podobne właściwości chemiczne, które poszukiwane są w różnych sektorach przemysłu, np. energetycznym i technologicznym.

Metale ziem rzadkich wydobywane i przetwarzane są przede wszystkim w Chinach (aż 68,6% światowego wydobycia w 2023 r.), Stanach Zjednoczonych (12,3%), Birma (11%), Australia (5,1%) i Tajlandii, Indiach i Rosji (2% i mniej). Dostęp do nich, szczególnie w kontekście rosnącego zapotrzebowania, staje się kwestią o znaczeniu geopolitycznym. 

Wbrew obiegowym opiniom, jakoby REE były wykorzystywane na masową skalę w produkcji pojazdów w technologii bateryjnej, nie używa się ich tutaj właściwie wcale, poza neodymem stosowanym w silniku elektrycznym, a i tutaj potrzebne są jedynie niewielkie ilości surowca.

Surowce strategiczne dla transformacji sektora transportu drogowego w Europie

W produkcji pojazdów w technologii bateryjnej wykorzystuje się natomiast duże ilości tzw. surowców strategicznych, czyli takich, których występowanie nie jest powszechne, a jednocześnie ich znaczenie dla gospodarki czy celów strategicznych państw i wspólnot jest duże. 

W Europejskim Akcie o surowcach krytycznych wymienia się ich 34, z czego 17 to surowce strategiczne. Szczególnie istotne dla produkcji pojazdów w technologii bateryjnej są: nikiel, miedź, lit, mangan i grafit. W związku z transformacją w kierunku zerowej emisyjności transportu drogowego, zapotrzebowanie na te surowce będzie rosnąć. Dla zobrazowania tematu omawiamy szczegółowo dwa z tych surowców: nikiel i miedź. 

Nikiel w branży automotive i produkcja pojazdów w technologii bateryjnej 

Już teraz nikiel jest jednym z kluczowych surowców dla przemysłu samochodowego. Jego zastosowania są różnorodne, używa się go m.in. w: procesie wytwarzania stali nierdzewnej czy produkcji katalizatorów. 

Nikiel ma również bardzo ważne zastosowanie w procesie produkcji samochodów elektrycznych i hybrydowych – służy za podstawę dla baterii jonowo-litowych, będących popularnych źródłem energii w BEV. 

Szczególnie sprawdza się w bateriach o większej mocy, można się w związku z tym spodziewać, że jego rola będzie rosła wraz z zasięgiem produkcji pojazdów elektrycznych osobowych, dostawczych i ciężarowych.

Do końca 2025 r. zapotrzebowanie na nikiel wzrośnie nawet 10-krotnie w stosunku do stanu z 2018 r., z 60 000 do 600 000 ton. 

Jak dotąd, najważniejszym eksporterem niklu była Indonezja, jednak władze wprowadziły zakaz zagranicznej sprzedaży rudy tego metalu, umożliwiając jedynie sprzedaż produktów przetworzonego surowca. Z punktu widzenia gospodarki Indonezji jest to mądry ruch, pozwalający na wzmocnienie sektora produkcji pojazdów elektrycznych w tym regionie. 

Rola miedzi w produkcji pojazdów w technologii bateryjnej

Miedź jest ważnym surowcem dla technologii związanych z magazynowania energii. Poza produkcją bateryjnych samochodów, wykorzystywana jest powszechnie m.in. w produkcji paneli fotowoltaicznych i energetyce wiatrowej. 

Samochody z napędem elektrycznym polegają na dobrej przewodności elektrycznej miedzy, zarówno na etapie produkcji pojazdu, w którym jest ok. 2,5 raza więcej miedzi niż w pojeździe spalinowych, jak i na etapie produkcji stacji ładowania. W “elektrykach” miedź używana jest do produkcji przewodów zasilania, falowników i cewki silnika, akumulatorach i przewodach. 

Popyt na miedź w branży automotive, podobnie jak w przypadku niktu i litu, sukcesywnie rośnie. International Copper Association (ICA) przewiduje, że do 2027 r. nastąpi wzrost zapotrzebowania na miedź w pojazdach elektrycznych z 185 000 ton w 2017 roku do 1,74 miliona ton w 2027 roku. Każda stacja ładowania pojazdów elektrycznych to dodatkowe zapotrzebowanie na miedź. 

Z kolei Raport Bloomberga z 2023 r. przewiduje, że do 2040 roku popyt na miedź wzrośnie o 53%, ale podaż tylko o 16%. Znalezienie sposobu na zaspokojenie tego zapotrzebowania jest ogromnym wyzwaniem. 

Autorzy raportu Bloomberga podkreślają, że odpowiedzią na niedobór podaży powinna być inwestycja w rozwój technologii i innowacyjnych rozwiązań, które pozwoliłyby na bardziej efektywne wykorzystanie tego surowca. 

Potrzebne zmiany na rynku surowców strategicznych

Takie założenia stoją za rozwiązaniami ujętymi w Akcie o surowcach krytycznych (CRMA) Rady Europy. 

Wyzwaniem, na które stara się odpowiedzieć CRMA jest dywersyfikacja źródeł surowca. Najczęściej obszary wydobycia surowców strategicznych nie pokrywają się z obszarami ich przetwarzania i wzbogacania. Przykładowo, złoża litu i grafitu znajdują się na wszystkich kontynentach, jednak potentatem w zakresie ich przetwarzania do postaci wymaganej w procesie produkcji elektrycznych pojazdów są Chiny. 

Akt o surowcach krytycznych ma, z jednej strony, rozwiązywać kwestię uzależnienia Unii od zewnętrznych dostaw i zapobiegać monopolizacji rynku surowców strategicznych, z drugiej – wytyczać ścieżkę zrównoważonego pozyskiwania, efektywnego wykorzystania oraz odzyskiwania materiałów zawierających pożądane surowce. Kolejnym aspektem uwzględnionym w CRMA jest wspomniana w raporcie Bloomberga potrzeba badań naukowych i innowacyjności w tym zakresie.

Cele wprowadzane przez CRMA na 2030 r. to m.in.:

• wydobycie min. 10% rocznego zapotrzebowania na surowce strategiczne na terenie Unii Europejskiej,
• min. 20% tych surowców ma pochodzić z recyklingu (rozporządzenie bateryjne),
• min. 50% rocznego zużycia ma być przetwarzana na terenie wspólnoty,

Wszystkie te działania mają wzmacniać autonomię Unii Europejskiej i uniezależniać ją od uwarunkowań geopolitycznych, które mogą powodować kryzysy podażowe i idące za nimi szoki cenowe. Bardziej samowystarczalna w zakresie surowców strategicznych Europa byłaby bardziej odporna gospodarczo i politycznie na niespodziewane wydarzenia. 

Zarówno Unia Europejska, jak i Stany Zjednoczone starają się obecnie inwestować w budowę gigafabryk, które pozwolą przenieść produkcję baterii na rodzime rynki. Jednak wysiłki zmierzające do uniezależnienia się od importu surowców potrzebnych do wytwarzania baterii są wciąż niewystarczające. 

Bez szerokich i konsekwentnych działań na rzecz dywersyfikacji procesu wzbogacania i produkcji surowców strategicznych, łańcuch dostaw będzie narażony na duże ryzyka związane z sytuacją geopolityczną na świecie. Fakt, że w produkcji BEV nie chodzi o metale ziem rzadkich, a inne, bardziej dostępne surowce strategiczne, nie zmienia tej sytuacji. 

Źródła: [1][2][3][4][5][6][7][8]