Tesla yllätti sähköautoteollisuuden viime vuonna kertoessaan, että sen Shanghaissa valmistettava karvalakkimalli Model 3 tulee liikkumaan litium-rautafostaatti (LFP) –akkujen voimalla. LFP-akkujen nopea kehitys on tehnyt niistä varteenotettavan haastajan nykyisille nikkeliin ja kobolttiin pohjautuville akuille. Tesla on kasvattamassa LFP-kapasiteettiaan ja LFP-akut ovat mukana myös Volkswagenin akkustrategiassa.
LPF-akut ovat huomattavasti halvempia ja yksinkertaisempia valmistaa kuin nykyistä valtavirtaa edustavat NCA (nikkeli-koboltti-alumiini) – ja NCM (nikkeli-koboltti-mangaani) –akut, mutta LFP akut häviävät NCx-akuille energiatiheydessä ja sen myötä myös toimintasäteessä, joka on edelleen tärkein valintakriteeri sähköauton ostajalle, kirjoittaa Mining.com artikkelissaan.
Vauhdikas lähtö LFP-Teslalle
Vain kahdeksassa kuukaudessa myynnin käynnistymisestä tämä koboltti- ja nikkelivapaa versio Tesla Model 3 –autosta nappasi 7,2 prosentin siivun globaaleista täyssähköautojen markkinoista. Se vastaa myös 45,7 prosentin osuudesta Teslan suosituimman Model 3 -mallin myynnistä akkukapasiteetilla mitattuna, kertoo Mining.com artikkelissaan markkinatutkimuslaitos Adamas Intelligencen datan pohjalta.
Adamas Intelligence seuraa sähkö- ja hybridiautojen akkujen markkinoita eri kemioiden, kennovalmistajien ja kapasiteetin tasolla yli 100 maassa.
LFP-akuilla vahva alkuvuosi
Tämän vuoden ensimmäisellä neljänneksellä LFP-akuilla varustetut autot, kuten Tesla Model 3, BYD Han ja Hongguan Mini nappasivat 15,7 prosentin osuuden täyssähköisten henkilöautojen kokonaismarkkinoista. Kova suoritus ottaen huomioon, että vastaavana ajankohtana vuonna 2020 markkinaosuus oli tasan 0 %, muistuttaa Mining.com artikkelissaan.
Vaikka absoluuttisesti mitattuna nikkelin ja koboltin käyttö kasvaa nopeasti sähkö- ja hybridiautojen myynnin tuplaannuttua vuoden takaiseen verrattuna, on LFP-akkujen meno häkellyttävää, arvioi Mining.com.
Nikkelin käyttö per ladattava auto laski vuoden 2020 ensimmäisestä neljänneksestä vuoden 2021 ensimmäiseen neljännekseen 17,3 prosenttia. Samalla ajanjaksolla koboltin kulutus per auto laski 21,5 prosenttia. Mangaanille vastaava lukema on 15,1 prosentti, listaa lehti. Kuvassa 1 markkinatutkimuslaitos Adamas Intelligencen vertailu akkumetallien kulutuksesta vuosina 2020 – 2021.
Kuva 1. Akkumetallien kulutus vuosina 2020 – 2021. (Lähde: Adamas Intelligence / Mining.com)
Litiumin määrän lasku johtuu artikkelin mukaan pienten autojen suhteellisen osuuden kasvusta, mutta myös siirtymisestä enemmän nikkeliä sisältäviin akkukemioihin. Tämä näkyy myös litiumkarbonaatin kulutuksen kasvusta suhteessa litiumhydroksidiin.
Kiinassa LFP-akkujen menestystä vauhditti myös akkupaloihin liittyvä uusi sääntely, kertoo Mining.com. Kiinassa nikkelin, koboltin ja mangaanin myyntimäärillä painotetut keskimääräiset määrät per ajoneuvo laskivat 38,3 – 45,3 prosenttia.
Invaasio Eurooppaan
NMC-akkumetallien keskimääräinen käyttö per ajoneuvo on ollut laskussa myös Europaassa vain noin 2 prosenttia edellisvuoteen verrattuna. Mining.comin mukaan tähän on syynä yksinkertaisesti se, että Euroopassa ei LFP-akuilla varustettua autoja ole ollut myynnissä. Tähän voi tulla muutos nopeastikin, sillä Volkswagen on valinnut LFP-akut suurivolyymisiin halvempiin malleihinsa.
Teslan LFP-akuilla varustettu Model 3 on myynnissä vain Kiinassa, josta pieniä määriä LFP-Teslaa on päätynyt myös Euroopan markkinoille. Ennakkotietojen mukaan Tesla on tuplaamassa panostukset LFP-teknologiaan, sillä yhtiö on tuomassa toisen LFP-akkutoimittajan Shanghain tehtaalleen ja laajentamassa mallistoaan LFP-pohjaisella Model Y –mallilla, kertoo Mining.com uutisessaan.
Adamas Intelligencen mukaan odotettavissa on, että lähitulevaisuudessa nähdään enemmänkin Kiinassa valmistettuja Model 3 –mallin LFP-versioita rantautuvan Eurooppaan sekä tärkeimmille oikean puolen liikenteen maihin globaalisti, kuten Iso-Britannia, Irlanti, Australia ja Uusi-Seelanti.
Myös muutama muu kiinalainen autovalmistaja pyrkii länsimaisille markkinoille LFP-kennojen voimalla, esimerkkeinä Maxus, JAC, BYD ja Seres, listaa Adamasin asiantuntija Mining.comin artikkelissa.
Myös muutamat Teslan kilpailijat Kiinan markkinoilla, kuten Xpeng ja Nio, ovat tuomassa mallistoonsa LFP-versioita. Adamas pitää mahdollisena, että nämä valmistajat seuraavat Teslan esimerkkiä ja rantautuvat aikanaan myös Eurooppaan.
LFP-akkujen energiatiheys kasvaa
Tammikuun alussa 2021 Guaxuan Hightech julkisti uuden sukupolven LFP-akkukennon, joka energiatiheys on 210 Wh/kg. Tämä on samaa tasoa NCM523-akkukennojen kanssa. NCM523-kennossa on 5 osaa nikkeliä, 2 osaa kobolttia ja 3 osaa mangaania.
Uudet akkupaketit, joissa ei käytetä akkumoduleita, ovat mahdollistaneet sen, että akkupakettiin mahtuu enemmän LFP-kennoja kuin aiemmissa ratkaisuissa, kertoo Roskill artikkelissaan.
Kuva 2. Litiumioniakuissa käytetään hyvin erilaisia kemioita. (Kuva: Nickel Institute)
Kuva 3. Keskeisiä LFP-akkujen ja -katodimateriaalien valmistajia Kiinassa. (Kuva: Roskill, 2021)
Kuva 4. Benchmark Mineral Intelligence uskoo NCM- ja NCA-akkukemioiden olevan valtavirtaa tällä vuosikymmenellä. (Kuva: Benchmark Mineral Intelligence, toukokuu 2021)
Toim.huom. Rauta ja fosfori kuulostavat huomattavasti helpommalta yhtälöltä kuin nikkeli ja koboltti, kun mietitään nopeasti kasvavan akkuteollisuuden raaka-aineiden saatavuutta ja kriittisiä toimitusketjuja. Kun Suomen kansallista akkustrategiaa alettiin noin vuosi sitten valmistelemaan, tehtiin strategiatyön pohjaksi akkukemioiden suhteen linjaus, että strategian lähtökohtana ja perusoletuksena on, että seuraavat 5 – 10 vuotta akkuteollisuus kehittyy nikkelin ja koboltin pohjalta. Myös Suomessa käynnissä olevat ja tulevat kaivos-, metallinjalostus- ja akkukemiainvestoinnit rakentuvat vahvasti NCM/NCA-skenaarion pohjalle. Ehkä ensi syksynä kannattaisi tehdä nopea ja ketterä päivitys akkustrategian perusoletuksiin ainakin LFP- ja solid state -akkujen kehityksen osalta.
(Julkaistu 31.5.2021)
Lähteet:
- Cobalt, nickel price: Rapid LFP uptake dents EV bull case. Mining.com, 28 May 2021.
- Lithium-ion batteries: LFP cathode materials market share forecast to increase in 2021. Roskill, 21 Jan 2021.