Podľa najnovšej správy Slovenskej asociácie pre elektromobilitu (SEVA) sa Slovensko v rámci EÚ pri zavádzaní elektrických vozidiel (EV) umiestnilo v roku 2022 na poslednom mieste. Batériové elektromobily mali na celkových registráciách nových vozidiel v kategórii M1 podiel 1,7 % a plug-in hybridy takisto zanedbateľné 2 %. Priemer nových batériových elektromobilov v rámci EÚ pritom tvoril 12 % z nových registrácií.
Elektromobil je pritom technologicky omnoho pokrokovejší automobil, ako „spaľovák“. Ako protihodnotu k vyššej nadobúdacej cene však ponúka lacnejšiu prevádzku (pri domácom nabíjaní dokonca výrazne lacnejšiu). Pridajme k tomu tichú jazdu, vysokú akceleráciu a nižšie náklady na servis vozidla a ľahko pochopíme nadšenie priaznivcov elektromobility.
Umiestnenie Li-ion batérie v novom elektromobile Lexus RZ450e.
ZDROJ / TECHBOX
Ako vznikajú batérie pre elektromobily?
Dnes sa v elektrických autách, ale aj v e-bicykloch, e-kolobežkách a elektrických motorkách najčastejšie používajú lítium-iónové batérie, kvôli svojej vysokej energetickej hustote, hoci niektorí výrobcovia siahajú aj po iných variantoch. Čínske automobilky už vyrábajú autá aj so sodíkovo-ionovými (Na-ion) batériami, ktoré sú lacnejšie, a dosahujú extrémnu životnosť.
Ale ani dnešné Li-ion batérie nie sú tými batériami, ktoré sa vyrábali napríklad pred desaťročím. Roky vývoja priniesli vyššiu energetickú hustotu, vyššiu bezpečnosť, dlhšiu životnosť a viaceré technológie sa zaobídu bez prímesí kobaltu. Ten je považovaný za kontroverznú surovinu vďaka otrockým podmienkam pri jeho ťažbe v Konžskej demokratickej republike, ktorá je jeho najväčším svetovým dodávateľom.
Do istej miery problematickým materiálom je aj samotné lítium. Jeho dostupné zásoby nie sú bezodné a s rozvojom elektromobility, ale aj obnoviteľných zdrojov energie dopyt po Li-ion batériách raketovo stúpa. Problém je, že dominantným dodávateľom lítia na svetových trhoch je Čína, nasledovaná Austráliou, Čile a Argentínou. To znamená, že lítium na výrobu batérií treba väčšinou dovážať cez pol planéty. Takáto logistika má značnú uhlíkovú stopu, nehovoriac o strategickej závislosti od Číny. Čína navyše kontroluje aj väčšinu dodávok vzácnych zemín, potrebných pri výrobe permanentných magnetov pre elektromotory, čo je ďalšie bezpečnostné riziko. Na druhej strane vysoký dopyt po lítiu otvára nové bane aj v Európe (veľké ložisko sa nachádza aj v Česku), čo umožní jeho zdroje diverzifikovať.
Čo platí o ťažbe, týka sa aj výstavby nových výrobných kapacít na výrobu batérií. Samotná Tesla vyrába batérie v spolupráci so spoločnosťou Panasonic, aj keď spolupracuje aj s ďalšími externými dodávateľmi na čele s čínskou spoločnosťou CATL. CATL je najväčším svetovým výrobcom batérií pre elektromobily, s podielom 37 % v roku 2022. V posledných rokoch však aj v Európe vznikajú gigafabriky na výrobu batérií pre elektromobily, aj úložiská. Jedným z najväčších hráčov je švédsky Northvolt, ktorý už dodáva batérie pre BMW Group, VW Group, Volvo Cars, Fluence Energy a Scania Trucks. Buduje tiež fabriku v Nemecku a po jej uvedení do prevádzky v roku 2025 by mala výrobná kapacita Northvolt dosiahnuť 170 GWh batériových článkov ročne.
Demontovaná Li-ion batéria elektromobilu Škoda ENYAQ iV 80.
ZDROJ / TECHBOX
Okrem aktuálne najvýkonnejších batérií NMC (lítium-nikel-mangán-kobalt) sú aj v elektromobiloch rozšírené aj lítium-železo-fosfátové batérie (LFP, LiFePO4). LFP aj NMC batérie má vyrábať aj slovenská spoločnosťInoBat, ktorá pripravuje v spolupráci s čínskou firmou Gotion európsku fabriku na výrobu batérií s kapacitou 40 GWh ročne. Žiaľ, je možné, že továreň nebude stáť na Slovensku, hoci InoBat svoje výskumno-vývojové centrum a pilotnú linku buduje vo Voderadoch.
Čoraz viac sa však používajú Li-ion batérie s pevným elektrolytom (solid-state battery, SSD). Sú odolné voči skratu medzi elektródami a zaručujú vysokú požiarnu bezpečnosť. Ich výhodou je aj prakticky „večná“ životnosť, keďže sú schopné v pohode dosiahnuť aj 5 000 nabíjacích/vybíjacích cyklov. Premenené na dojazd by to pri elektrickom automobile s akčným rádiusom 400 km umožnilo najazdiť dva milióny kilometrov!
Aj keď ku koncu životnosti klesne kapacita batérie „možno“ o 20 %, trvalo by desiatky rokov, kým by ste dokázali takúto batériu opotrebovať. Takéto „milión míľové“ (1,6 mil. km) batérie chce do svojich modelov montovať napríklad Tesla, ktorá zároveň preferuje články s nízkym, alebo nulovým obsahom kobaltu.
Začiatkom januára 2023 uzatvoril slovenský InoBat s čínskou spoločnosťou Hefei Gotion High-Tech Power Energy Co., Ltd Memorandum o porozumení s cieľom preskúmať možnosti spoločného podniku na výrobu a vývoj batérií.
ZDROJ / INOBAT
Nízky dojazd elektromobilov bude minulosťou
Nový variant Tesla Model 3 Standard Range ponúka dojazd podľa WLTP približne 513 km a verzia Long Range má dojazd až 629 kilometrov. S takouto zásobou energie hravo absolvujete napríklad trasu Bratislava-Košice, alebo Bratislava-Zvolen a späť (v oboch prípadoch cca 400 km) bez nabíjacej prestávky. Samozrejme, dojazd sa u rôznych elektromobilov líši, a to dokonca aj u toho istého modelu, kde je možná rôzna veľkosť batérie. Závisí aj na vonkajšej teplote – v mrazoch dojazd klesá nielen kvôli kúreniu, ktoré spotrebováva elektrickú energiu. To isté platí o klimatizácii počas horúcich dní. Vplyv na dojazd má aj veľkosť diskov či spätných zrkadiel.
Mimochodom s poklesom cien batérií bude možné montovať aj do súčasných elektromobilov batérie s vyššou kapacitou, a tak čoskoro úplne skončí éra elektromobilov, ktorých dojazd je na úrovni 200 – 300 km, resp. takýto dojazd zostane len v kategórii lacných a malých mestských elektromobilov.
Výroba novej Li-ion batérie v závode ŠKODA AUTO v Mladej Boleslavi.
ZDROJ / TECHBOX
Vybitá batéria však nemusí byť strašiakom, ak je k dispozícii dostatočne hustá nabíjacia infraštruktúra. Tá slovenská dnes pohodlne pokrýva potreby počtu elektromobilov na našich cestách. Aktuálne (k 30. júnu 2023) je k dispozícii na Slovensku 1 660 verejných nabíjacích bodov a do konca roku 2026 má pribudnúť viac ako 3 000 nabíjacích staníc. Tento plán má finančnú podporu aj z Plánu obnovy a odolnosti SR.
Ak by ste sa ale z akýchkoľvek dôvodov s elektromobilom predsa len ocitli „na suchu“, nemusí to byť stále dôvod na paniku. Napríklad naše poistenie elektromobilu poskytuje vo všetkých poistných balíkoch pri vybití batérie elektromobilu jeho dopravenie k najbližšej nabíjacej stanici, alebo v rámci asistenčných služieb zabezpečí nabitie priamo na mieste prostredníctvom mobilnej nabíjačky.
Ak si poviete, že vo väčšine značiek elektromobilov sa ešte stále používajú menej progresívne typy batérií, máte pravdu, aj keď vývoj je rýchly. Životnosť batérie v bežnom EV je v súčasnosti viac ako 1 000 plných nabití, čo umožní nájazd okolo 500 000 km a viac. Analýza Tesly pri jej súčasných modeloch S a X ukázala, že degradácia batérií po najazdení 200-tisíc míľ (320-tisíc km) je minimálna a ich kapacita dosahovala v priemere okolo 90 % pôvodnej hodnoty bez ohľadu na spôsob nabíjania.
Ceny batérií neustále klesajú
Ceny batérií neustále klesajú, aj keď kvôli ekonomickej kríze a rôznym sankciám za posledný rok ceny surovín na ich výrobu prechodne vzrástli. Analytici odhadujú, že nové chemické a konštrukčné technológie stlačia cenu Li-ion batérií na konci tohto desaťročia až na 50 USD/kWh. Keď bol v roku 2008 uvedený Tesla Roadster, cena sa pohybovala na úrovni 240 USD/kWh.
Zároveň s poklesom ceny a zvyšovaním energetickej hustoty sa predlžuje aj životnosť batérií. Nie je to teda o tom, že drahú batériu budete musieť v aute po pár rokoch meniť, ale naopak, batéria auto prežije. Keďže stále bude mať pravdepodobne 80 %, alebo viac z pôvodnej kapacity, čaká ju „druhý život“. Viacero automobiliek takéto „ojazdené“ batérie využíva v energetických úložiskách na stabilizáciu energetickej siete a v iných záložných zdrojoch. Najnovšie japonský Nissan ohlásil spoluprácu so spoločnosťou JVCKenwood pri výrobe prenosných záložných zdrojov, v ktorých budú využívané batériové moduly vyradené z 1. generácie elektromobilov Nissan Leaf.
Rozoberanie batérie elektromobilu vo fabrike Renault v poľskom Zabrze.
ZDROJ / TECHBOX
Ale ani po skončení životnosti tieto batérie neskončia na skládkach. Na to obsahujú priveľa cenných surovín, kvôli ktorým sa ich aj z ekonomických dôvodov oplatí recyklovať. Získa sa tak cenné lítium, meď, kobalt, mangán a ďalšie prvky, ktoré sa vrátia do výroby nových batérií.
V Európe aj vo svete už vznikli špecializované firmy, ktoré na recyklácii batérií založili svoj biznis a dokážu z nich získať viac ako 90 percent surovín! Viete čo to znamená? De facto, batérie a cenné kovy v nich sú takmer nekonečne recyklovateľné, čo je nielen pre priemysel, ale i planétu skvelá správa. Jednu z najväčších takýchto fabrík – Revolt Ett – buduje spoločnosť Northvolt vo švédskom meste Skellefteå. Po dokončení v roku 2026 má recyklovať 125 000 ton batérií ročne, z ktorých získa materiály na výrobu batérií s celkovou kapacitou 30 GWh. Tie postačia pre 500 000 elektromobilov.
Nebezpečný elektromobil? Zabudnite!
Medzi tradičné mýty patrí aj predstava, že elektromobily sú menej bezpečné ako autá so spaľovacím motorom. Opäť je opak pravdou. Elektrické autá sú na tom z hľadiska celkovej bezpečnosti lepšie ako „spaľováky“. Dôvody? Tých je viacero. Keďže vpredu nemajú masívny motor a ďalšie komponenty ako klasické vozidlá, majú oveľa lepšie deformačné zóny a bezpečnostné prvky, čo zlepšuje bezpečnosť pri čelnom náraze. Vďaka batérii umiestnenej v dolnej časti, či dokonca v podvozku, majú nižšie ťažisko, preto sú stabilnejšie. Riziko prevrátenia je u elektromobilov podstatne nižšie, ako u áut so spaľovacím motorom.
Ďalšie obavy sú spojené s rizikom požiaru batérie, čo je téma, ktorej sa média radi venujú, keď sa takýto prípad niekde objaví. Isteže, mechanické poškodenie pri ťažkej havárii môže spôsobiť skrat vysokonapäťovej batérie a tým aj následný požiar, ktorý sa ťažko hasí. Ale samotná batéria je mechanicky a elektricky dobre chránená, takže je ťažké ju poškodiť. Ak by k tomu ale došlo, špeciálna izolácia zaistí dostatok času, aby sa dalo z auta uniknúť pred vznikom požiaru.
Štúdie potvrdzujú, že riziko fatálnych nehôd spôsobených požiarom je mnohonásobne vyššie u áut na spaľovací pohon. Tie bývajú najčastejšie spôsobené vzplanutím palivovej nádrže, oleja v motore, či v prevodovke. Podľa štúdie, ktorá porovnáva dáta od National Transportation Safety Board (NTSB), Bureau of Transportation Statistics (BTS) a vládne údaje USA z portálu Recalls.gov majú autá so spaľovacím motorom rádovo až 100x vyššiu pravdepodobnosť vzniku požiaru, ako batériové elektromobily. Tie navyše nemajú, na rozdiel od benzínových áut, pri požiari tendenciu explodovať.
Aj v málo pravdepodobnom prípade, že by došlo z akéhokoľvek dôvodu k vznieteniu batérie, môžu byť majitelia elektromobilov pokojní. Proti týmto rizikám sa dá takisto poistiť. Napríklad poistenie MAX kryje škody na nabíjacej výbave a vysokonapäťovej batérii v dôsledku požiaru, explózie alebo implózie a takisto v prípade havárie.
Elektrický pohon je pokrokovou technológiou a v cestnej doprave bude o niekoľko rokov dominovať. Navyše stále sa zlepšujúce batérie, ich efektivita, vysoká recyklovateľnosť, dokonca rýchle nabíjanie, robia elektromobilitu čoraz praktickejšou a užívateľsky príjemnejšou. A to je dobre. Pretože z čistejšieho ovzdušia, nižšej hladiny hluku a menej zaťaženého životného prostredia budeme profitovať všetci. Dokonca aj ekonomicky.