Wyzwania dla elektromobilności Przemysł i środowisko

Wyzwania dla elektromobilności

Branża motoryzacyjna w sektorze pojazdów elektrycznych boryka się z kilkoma wyzwaniami. Sprostanie im jest kluczowe dla zrównoważonego rozwoju sektora. W naszej ocenie do głównych wyzwań zaliczamy zapotrzebowanie na i sam recykling baterii, wykwalifikowaną kadrę oraz rozbudowę infrastruktury.

 

Zapotrzebowanie na baterie kontra ich recykling

W Europie rocznie pozostaje ponad 1,9 miliona ton zużytych baterii. O ile odzyskujemy od 90 do 100 proc. ołowiu z samochodowych akumulatorów kwasowo-ołowiowych, o tyle około 35 kiloton (35 tys. ton) baterii przenośnych rocznie trafia do odpadów komunalnych. W 2018 roku tylko niespełna połowa (48 proc.) baterii przenośnych sprzedawanych w UE została przekazanych do recyklingu. Ponadto obecnie w UE prawie nie odzyskuje się litu, ponieważ uważa się go za nieopłacalny w porównaniu z dostawami pierwotnymi.

Rozwój elektromobilności i odnawialnych źródeł energii, a także rozkwit gospodarki cyfrowej i zwiększanie się liczby przenośnych urządzeń elektronicznych na rynku sprawią, że do 2030 roku zapotrzebowanie na baterie wzrośnie 14-krotnie. Na UE może przypadać 17 proc. tego zapotrzebowania – prognozuje think tank Parlamentu Europejskiego. Z kolei organizacja Greenpeace szacuje, że w latach 2021-2030 na całym świecie 12,85 mln ton baterii litowo-jonowych wykorzystywanych w pojazdach elektrycznych przestanie się nadawać do użycia. W tym samym czasie z ziemi zostanie wydobytych ponad 10 mln ton litu, kobaltu, niklu i manganu, by wyprodukować z nich nowe baterie.

Polska jest największym producentem baterii w Europie, a więc liderem rynku, który już w połowie obecnej dekady może być wart nawet 250 mld euro. Na produkowanych pod Wrocławiem bateriach jeżdżą samochody takich marek jak Audi, BMW, Fiat, Ford, Porsche czy Volkswagen. Prawdziwym wyzwaniem będzie jednak osiągnięcie również pozycji lidera w obszarze technologii przyjaznego dla środowiska recyklingu baterii.
Polska wystartowała już w tym wyścigu. Między innymi dzięki dotacji Narodowego Centrum Badań i Rozwoju na Śląsku powstaje zakład przetwórczy wraz z zapleczem badawczo-technologicznym, który ma szansę zająć istotną pozycję na polskim i europejskim rynku recyklingu baterii.
Już dziś w Europie ponad 30 tys. ton baterii litowo-jonowych rocznie jest wycofywanych z obrotu i powinno być poddanych recyklingowi, podczas gdy w przypadku baterii kwasowo-ołowiowych liczba ta wynosi ponad 1 mln.

Unijni eksperci prognozują, że na poziomie globalnym i unijnym w 2025 roku nadal będą dominować technologie kwasowo-ołowiowe (z ang. LAB; stosowane głównie w motoryzacji), choć jednocześnie wskazują na systematyczny rozwój rynku litowo-jonowego (z ang. LIB; akumulatory stosowane w elektronicznych urządzeniach przenośnych). W następnej dekadzie popyt na LIB może wzrosnąć o ponad 30 proc. W związku z tym do 2030 roku Unia Europejska będzie potrzebować do 18 razy więcej litu i pięć razy więcej kobaltu, a do roku 2050 prawie 60 razy więcej litu i 15 razy więcej kobaltu w porównaniu z obecnymi dostawami dla całej unijnej gospodarki.

Tymczasem można mieć obawy co do odpowiedzialnego pozyskiwania tych surowców. Niemal połowa dostaw wykorzystywanego do produkcji baterii grafitu naturalnego i niklu do UE pochodzi z Chin. Nie bez znaczenia jest również ślad węglowy wytwarzany podczas produkcji baterii, zwłaszcza że produkcja akumulatorów litowo-jonowych, a przynajmniej ogniw, które zawierają, odbywa się zazwyczaj w krajach azjatyckich.

Wykreowanie sprawnego recyklingu baterii używanych w samochodach elektrycznych pozostaje wciąż dużym wyzwaniem dla elektromobilności. Baterie te są znacznie większe niż akumulatory tradycyjnych samochodów benzynowych i diesli. Zbudowane są z wielu ogniw, zawierają toksyczne substancje i mogą wybuchać w przypadku zwarcia lub przegrzania. Unijni decydenci skłaniają się ku rozwiązaniom prawnym, które mają zmusić producentów do zagwarantowania, że zużyte baterie nie skończą na składowiskach, lecz zostaną wykorzystywane ponownie w innych, mniej wymagających zastosowaniach albo będą poddawane recyklingowi.

Już teraz producenci samochodów elektrycznych podejmują działania zmierzające do zminimalizowania śladu środowiskowego zarówno na etapie produkcji, jak i utylizacji lub recyclingu akumulatorów litowo-jonowych. Ogranicza się m.in. udział metali ziem rzadkich w składzie chemicznym ogniw. Ogniwa litowo-jonowe, jak i akumulatory wysokonapięciowe coraz częściej powstają w fabrykach zasilanych wyłącznie energią z OZE.
Przykład może stanowić tu m.in. zakład Mercedes-Benz Manufacturing Poland w Jaworze. Koncerny inicjują również projekty mające zapewnić częściowo zużytym akumulatorom „drugie życie” w takich zastosowaniach jak na przykład wózki widłowe czy stacjonarne magazyny energii, mogące zasilać stacje ładowania, stadiony czy całe osiedla mieszkaniowe.
Przeszkodą dla bardziej powszechnego i efektywniejszego recyklingu baterii jest fakt, że wyroby poszczególnych producentów baterii różnią
się od siebie budową i składem chemicznym. Na standaryzację jest jednak jeszcze za wcześnie, ponieważ technologia baterii litowo-jonowych
jest jeszcze stosunkowo młoda i cały czas trwają prace nad jej ulepszeniem zarówno pod kątem oddziaływania środowiskowego, jak i efektywności.


Bodźcem do rozwoju rynku recyklingu baterii będzie oczekiwana zmiana tzw. dyrektywy bateryjnej [1]. Dyrektywa straci moc 1 lipca 2023 r. W projekcie zmian tego dokumentu ujęto m.in. regulacje dotyczące śladu węglowego (deklaracja śladu węglowego ma obowiązywać od 1 lipca 2024 roku), rozszerzonej odpowiedzialności producenta, wymogów jakościowych dla baterii i ich recyklingu czy zapewnienie informacji przez odpowiednie etykietowanie i stworzenie bazy danych (wymóg ma obowiązywać od 1 stycznia 2027 roku). Unijni ustawodawcy dążą do uwzględnienia najnowszych zmian technologicznych i rynkowych. Zaostrzenie wymagań dotyczących możliwości usunięcia i wymiany baterii przenośnych w urządzeniach ma wpłynąć na ich jakość oraz ilość akumulatorów trafiających do recyklingu. Do 2030 roku poziom zbiórki baterii i akumulatorów ma wynieść
70 proc. Oprócz znanego już recyklerom parametru wydajności recyklingu Komisja Europejska zdefiniowała dwa nowe: odzysk materiałów oraz zawartość materiałów z recyklingu m.in. w bateriach i akumulatorach dla pojazdów elektrycznych. To ważny krok w kierunku gospodarki obiegu zamkniętego. Trzeba jednak zastanowić się nad wykonalnością techniczną wspomnianych przepisów – akumulatory wprowadzone na rynek dziś trafią do recyklerów za 10-15 lat i nie wiadomo czy odzyskany z nich materiał będzie miał zastosowanie w akumulatorach przyszłości.
Kolejnym zagadnieniem jest jakość odzyskanego materiału. Prawdopodobnie zanim trafi on do nowych baterii i akumulatorów będzie musiał zostać poddany dodatkowym procesom technologicznym. Polscy recyklerzy sygnalizują również, że w projektowanych przepisach brakuje ujednolicenia kwalifikacji niektórych typów baterii jako niebezpiecznych, co może stanowić dość duże wyzwanie szczególnie podczas ich transgranicznego przemieszczania odpadów.
Według Centrum Badań i Analiz Polskiego Stowarzyszenia Paliw Alternatywnych niezależnie od wyzwań związanych z utylizacją czy recyklingiem akumulatorów litowo-jonowych, samochody elektryczne wciąż są zdecydowanie bardziej ekologiczne od swoich spalinowych odpowiedników.
Według ostatniego raportu Międzynarodowej Rady ds. Czystego Transportu (ICCT) w całym cyklu życia pojazdu, samochody całkowicie elektryczne w Europie pozwalają na redukcję emisji CO2 nawet o 69 proc.

 

Potrzeba wykwalifikowanych pracowników

Na przestrzeni ostatnich dwóch lat zapotrzebowanie na specjalistów z zakresu elektromobilności wzrosło o ponad 200 proc. i wciąż będzie rosło [2]. Powstają nowe fabryki, a zapotrzebowanie na pracowników przyspiesza. Zwykle, gdy proces rekrutacyjny zostaje otwarty, przedsiębiorstwo zatrudnia od kilkunastu do kilkudziesięciu pracowników – inżynierów i specjalistów, odpowiadających za wszystkie procesy związane z elektromobilnością. Oprócz osób pracujących w fabrykach rośnie zapotrzebowanie na specjalistów związanych z całą infrastrukturą e-mobility: specjalistów zajmujących się systemami do rozliczeń usług ładowania samochodów, rezerwacji miejsc na stacjach ładowania, serwisantów baterii elektrycznych.
Tymczasem problemem nadal jest zbyt mała liczba specjalistów na rynku pracy. Zapotrzebowanie na pracowników od elektromobilności występuje praktycznie na każdym szczeblu. Począwszy od montażu i uruchomieniu maszyn, przez pracowników produkcyjnych, po kierowników produkcji.
Najbardziej poszukiwani są inżynierowie jakości, inżynierowie procesów, inżynierowie utrzymania ruchu, technicy jakości.

Obecnie główni pracodawcy na terenie Polski to LG Energy (woj. dolnośląskie), Umicore (woj. opolskie), Volvo (woj. mazowieckie) czy MAN (woj. świętokrzyskie). Ponadto w pobliżu polskiej granicy powstają fabryki największych firm działających w branży elektromobility w Niemczech. Koncerny międzynarodowe (głównie produkujące baterie do samochodów elektrycznych) coraz więcej inwestują na naszym rynku i coraz mocniej są zainteresowane pozyskaniem polskich inżynierów i pracowników produkcyjnych. Zdaniem Bergman Engineering do końca 2022 w sektorze elektromobilności może powstać nawet 10 000 nowych miejsc pracy.

 

Niewystarczająca infrastruktura ładowania

Transport odpowiada za 12 proc. emisji gazów cieplarnianych w UE, nic więc dziwnego, że unijny pakiet Fit for 55 wśród założeń zawiera m.in. wzrost publicznej i prywatnej infrastruktury ładowania pojazdów zeroemisyjnych w tym wymóg instalacji punktów ładowania i tankowania na głównych autostradach w regularnych odstępach – co 60 km w przypadku ładowania energią elektryczną i co 150 km w przypadku tankowania wodoru.
Nowe inwestycje w infrastrukturę ładowania mają wyeliminować szereg wyzwań, z którymi elektromobilność boryka się obecnie.

Tymczasem, jak wynika ze sprawozdań Europejskiego Trybunału Obrachunkowego [3], Państwa UE są wciąż daleko od realizacji celu wytyczonego w ramach Zielonego Ładu, który zakłada utworzenie 1 mln punktów ładowania pojazdów elektrycznych do 2025 r. Unia Europejska nie posiada także ogólnego strategicznego planu działania dotyczącego elektromobilności. Pomimo odniesionych sukcesów, na przykład upowszechnienia wspólnego unijnego standardu wtyczek do ładowania pojazdów elektrycznych oraz poprawy dostępu do różnych sieci ładowania nadal istnieją przeszkody w podróżowaniu pojazdami elektrycznymi po terytorium UE wynikające m.in. z nierównomiernego rozmieszczenia punktów ładowania w poszczególnych krajach, braku zharmonizowania systemów płatności oraz braku informacji dostępnych dla użytkowników w czasie rzeczywistym.

 

Do wspierania budowy interoperacyjnych stacji ładowania w całej UE szeroko wykorzystywane jest Unijne wsparcie finansowe pochodzące z instrumentu „Łącząc Europę” [4]. Jednak wobec braku kompleksowej analizy luk w infrastrukturze Komisja nie jest w stanie zagwarantować, by dofinansowanie unijne trafiało tam, gdzie jest najbardziej potrzebne. Ponadto przyznanie przez Komisję dofinansowania na rzecz stacji ładowania nie jest uwarunkowane zapewnieniem minimalnego okresu ich funkcjonowania czy równego dostępu dla wszystkich użytkowników pojazdów elektrycznych. Bieżący poziom wykorzystania współfinansowanych stacji jest zasadniczo niski, co zwiększa zagrożenia dla trwałości tych inwestycji.

Dla rozwoju elektromobilności będą dwa czynniki. Jednym jest cena baterii, a drugim dostępność punktów ładowania. Gdybyśmy byli w stanie obniżyć cenę ogniw do około 100 dolarów za kilogram, a z drugiej strony zagęścili ilość stacji ładowania, to elektromobilna rewolucja zadziałaby się bardzo szybko, ponieważ jest napędzana przez rynek i potrzeby klientów.


[1] Dyrektywa 2006/66/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 6 września 2006 r. w sprawie baterii i akumulatorów oraz zużytych baterii i akumulatorów – https://eur-lex.europa.eu/legalcontent/PL/TXT/PDF/?uri=CELEX:32006L0066&from=PL  [dostęp: 2022-02-01]

[2] Raport „Elektromobilność w Polsce” opracowany przez Expert Indicator oraz BERGMAN Engeenering https://polskiprzemysl.com.pl/raporty/rynek-elektromobilnosci-w-polsce/   [dostęp: 2022-02-01]

[3] Sprawozdanie specjalne Europejskiego Trybunału Obrachunkowego „Infrastruktura ładowania pojazdów elektrycznych https://www.eca.europa.eu/Lists/ECADocuments/SR21_05/SR_Electrical_charging_infrastructure_PL.pdf     [dostęp: 2022-02-01]

[4] Instrument „Łącząc Europę” (CEF) https://www.funduszeeuropejskie.gov.pl/strony/o-funduszach/zasady-dzialania-funduszy/program-laczac-europe/cef-2021-2027/  [dostęp: 2022-02-01]

 

 

 

 

 

 

 

Podziel się:

Napisz komentarz

Your email address will not be published. Required fields are marked *