Presidentti Bidenin syksyllä 2022 esittelemä Inflation Reduction Act –”ilmastopaketti” pyrkii vauhdittamaan Yhdysvaltojen oman akkumineraalituotannon kasvua. Tavoitteena on pyrkiä eroon riippuvuudesta Kiinasta. Kiina-ahdistus keskittyy usein akuissa käytettävään litiumiin, jonka jalostuskapasiteetista yli 70 prosenttia sijaitsee Kiinassa. Keskivertoakku sisältää kuitenkin huomattavasti enemmän grafiittia, muistuttaa The Washington Post artikkelissaan.
Grafiitti on tärkein anodimateriaali, joka nappaa kiinni litiumioneja latauksen aikana ja vapauttaa niitä, kun energiaa tarvitaan. Tyypillinen 60 kWh sähköautonakku sisältää noin 70 kg grafiittia ja litiumia ehkä noin 10 kg. Vaikka eri akkukemioissa katodimateriaalin koostumus vaihtelee, grafiittia ei juurikaan ole pystytty korvaamaan anodeissa.
Kuva 1. Sähköautojen akuissa on huomattava määrä grafiittia. (Lähde: Visual Capitalist, Feb 2023)
Kiina dominoi grafiittituotantoa
Grafiitti on vielä tiukemmin Kiinan näpeissä kuin litium, muistuttaa lehti.
Litiumin osalta Kiina dominoi jalostusta, ei kaivostuotantoa. Grafiitin osalta Kiinaa ei pääse pakoon millään konstilla.
Kiina vastaa lähes 70 prosentista luonnongrafiitin kaivostuotannosta ja noin 60 prosentista synteettisen grafiitin tuotannosta (öljyn sivutuotteesta valmistettava vaihtoehto luonnongrafiitille). Kiina tuottaa lähes kaiken pinnoitetun suomugrafiitin. Kansainvälisen energiajärjestö IEA:n mukaan lähes 98 prosenttia julkistetuista anodituotannon laajennuksista vuoteen 2030 on suunnitteilla Kiinaan.
Kuva 2. Grafiitti on yksi digivihreän siirtymän keskeisistä metalleista. (Lähde: Visual Capitalist, Dec 2022)
Yhdysvalloilla ei omaa grafiittituotantoa
Yhdysvalloissa ei grafiitintuotantoa ole ollut sitten 1950-luvun. Ja vaikka omaa kaivostuotantoa olisikin, lähetettäisiin raaka-aine kuitenkin Kiinaan jalostettavaksi.
Lehden haastatteleman Benchmark Mineral Intelligencen (BMI) toimitusjohtajan Simon Mooresin mielestä autonvalmistajien hälytyskellojen pitäisi soida tässä tilanteessa.
Bidenin tavoitteet ja autonvalmistajien suunnitelmat tähtäävät miljoonien sähköautojen myyntiin USA:n markkinoille joka vuosi. Ja kuitenkin kaikki tietävät, että miljoona sähköautoa 60 kWh akulla vaatisi lähes 80.000 tonnia grafiittia. Vertailun vuoksi, viime vuonna Yhdysvaltojen koko grafiitin kulutus oli vain 72.000 tonnia.
Akkujen anodimateriaaliksi parhaiten soveltuvan hiutalemaisen luonnongrafiitin kysynnän BMI ennustaa kasvavan nelinkertaiseksi vuoteen 2030 mennessä – eli 4,1 miljoonaan tonniin, kertoo lehti.
Yhdysvaltojen geologian tutkimuslaitos USGS on kartoittanut maan grafiittivarantoja ja päässyt laskuissaan 11,9 miljoonaan tonniin. Mukava lukema, mutta ei riitä tekemään maasta omavaraista grafiitin suhteen.
Geopolitiikan ohella myös ympäristöpolitiikkaa
Pyrkimys eroon Kiina-riippuvuudesta ei ole pelkkää geopolitiikkaa, vaan asiaan liittyy myös ympäristönäkökulma.
Grafiitin jalostaminen anodimateriaaliksi vaatii paljon energiaa. Luonnongrafiitin pinnoittaminen vaatii sen paistamista yli tuhannen asteen kuumuudessa. Synteettinen grafiitti taas tehdään öljystä, lisäksi se käy läpi useita korkean lämpötilan käsittelyvaiheita ennen kuin siitä tulee grafiittipulveria, kertoo The Washington Post.
Jotta päästöt pysyisivät kurissa, pitäisi prosessissa käyttää vähäpäästöistä tai päästötöntä sähköä. Tässä suhteessa Kiina, jonka energiasektori vastaa kolmanneksesta koko maailman hiilen kulutuksesta, ei ole kovinkaan ihanteellinen paikka grafiitin jalostukseen.
Kriittisemateriaalit.fi-sivusto on Huoltovarmuuskeskuksen Teknologiapoolin hallinnoima sivusto, joka seuraa suomalaisen teollisuuden kannalta kriittisten metallien ja mineraalien sekä elektroniikkakomponenttien markkinoiden kehitystä erityisesti jatkuvuudenhallinnan ja huoltovarmuuden näkökulmasta. Lisätietoa Teknologiapoolin toiminnasta: heikki.hernesmaa@teknologiateollisuus.fi
(Julkaistu 15.2.2023)
Lähteet:
- America’s EV Ambitions Need a Graphite Plan. Fast. The Washington Post, 9 Feb 2023. https://www.washingtonpost.com/business/energy/americas-ev-ambitions-need-a-graphite-plan-fast/2023/02/09/3289dad0-a874-11ed-b2a3-edb05ee0e313_story.html
Lisää aiheesta:
Stora Enso ja Northvolt yhteistyöhön biopohjaisen anodimateriaalin kehittämisessä
EU haluaa kaivaa lisää litiumia, kobolttia ja grafiittia vihreän siirtymän vauhdittamiseksi
Northvolt valjastaa Stora Enson vanhan paperitehtaan akkujen ja katodimateriaalien tuotantoon
Jättimäisen grafiittikaivoksen rakentaminen käynnistyy Sisä-Mongoliassa