Onze experts beantwoorden uw vragen met een glimlach
Maandag t/m vrijdag 9.00 - 12.30 - 14.00 - 19.00
Accu's voor elektrische auto's
Om de aanpak van de Europese Unie beter te begrijpen, moeten we terug naar de basis: waar zijn batterijen voor elektrische voertuigen van gemaakt?
Er was eens een elektrische auto
Auto's zijn een grote aanwinst voor de mensheid: ze stellen ons in staat om ons te verplaatsen, en voor miljarden mensen over de hele wereld zijn ze een middel om zich voort te bewegen waarmee ze naar hun werk kunnen gaan, boodschappen kunnen doen en niet afhankelijk zijn van het openbaar vervoer, dat in sommige delen van de wereld vaak niet bestaat. Maar alles heeft een prijs. En de prijs van auto's is tweeledig: ze zijn vaak erg duur in onderhoud, maar bovenal stoten ze broeikasgassen uit die verband houden met de verbrandingsmotor. Onze manier van leven en onze relatie met de auto waren onhoudbaar, en we moesten een alternatief vinden waarmee we ons vrij konden blijven verplaatsen terwijl we minder vervuilden. Dat is waar de elektrische auto om de hoek komt kijken: hiermee kunnen we ons verplaatsen zonder CO2 in de atmosfeer uit te stoten.
In tegenstelling tot een voertuig met verbranding stoot een elektrisch voertuig geen CO2 uit en heeft het veel minder onderdelen, waardoor het veel gemakkelijker te onderhouden is.
Het hart van een elektrische auto is de batterij. In tegenstelling tot de accu's in de meeste auto's, die voornamelijk worden gebruikt om de motor te starten en accessoires zoals de radio of airconditioning te laten werken, zorgt de accu in een elektrische auto voor alles. Belangrijker nog, hij drijft de elektromotor aan - of, nauwkeuriger gezegd, hij drijft een regelaar aan die op zijn beurt de elektromotor aandrijft - dus hij moet krachtig en duurzaam genoeg zijn om bestuurders te brengen waar ze heen willen met een minimum aan opladen. Elektrische auto's, die lang als te duur werden beschouwd, worden steeds betaalbaarder. Elektrische auto's zijn niet alleen betaalbaar geworden voor meer mensen, maar er wordt nu ook meer concurrentie verwacht om de prijzen en kosten te drukken.
Hoe batterijen werken
Een batterij is een apparaat voor het opslaan van chemische energie en het omzetten van deze chemische energie in elektriciteit. Een batterij bestaat uit één of meer elektrochemische cellen die elk uit twee halve cellen of elektroden bestaan. Eén van de halve cellen, de negatieve elektrode genoemd, is overladen met minuscule negatief geladen subatomaire deeltjes genaamd elektronen. De andere helft, de positieve elektrode, heeft een tekort aan elektronen. Wanneer de twee helften met elkaar verbonden zijn door een elektrische draad of kabel, stromen er elektronen van de negatieve elektrode naar de positieve elektrode. Deze elektronenstroom noemen we elektriciteit. De energie van deze bewegende elektronen kan worden gebruikt om een taak uit te voeren - bijvoorbeeld een motor laten draaien. Wanneer de elektronen naar de positieve kant bewegen, vertraagt de stroom geleidelijk en daalt de spanning van de elektriciteit die door de batterij wordt geproduceerd. Uiteindelijk, wanneer er evenveel elektronen aan de positieve als aan de negatieve kant zijn, wordt de batterij als "dood" beschouwd en is deze niet langer in staat om een stroom elektriciteit te produceren.
Elektronen worden gegenereerd door chemische reacties, en er zijn veel verschillende chemische reacties die gebruikt worden in batterijen die op de markt verkrijgbaar zijn. De bekende alkalinebatterijen die in zaklampen en afstandsbedieningen van tv's worden gebruikt, wekken bijvoorbeeld elektriciteit op via een chemische reactie waarbij zink en mangaanoxide betrokken zijn. De meeste alkalinebatterijen worden beschouwd als wegwerpbatterijen. Zodra ze leeg zijn, zijn ze nutteloos en moeten ze gerecycled worden. Autobatterijen daarentegen moeten oplaadbaar zijn, zodat ze niet voortdurend vervangen hoeven te worden. In een oplaadbare batterij wordt elektrische energie gebruikt om de negatieve en positieve helften van de elektrochemische cellen om te keren, waardoor de elektronenstroom opnieuw op gang komt.
Hoe werkt de batterij van een elektrische auto?
Loodbatterijen
Autofabrikanten hebben drie soorten oplaadbare batterijen geïdentificeerd die geschikt zijn voor gebruik in elektrische auto's. Dit zijn loodzuuraccu's, nikkel-metaalhydrideaccu's en lithium-ionaccu's. Lithium-ion-accu's.
Loodzuuraccu's werden in 1859 uitgevonden en zijn de oudste vorm van oplaadbare accu's die nog steeds in gebruik zijn. Ze worden sinds de 19e eeuw in alle soorten auto's gebruikt, inclusief elektrische auto's. Loodzuuraccu's bevatten meestal een milde oplossing van zwavelzuur in een open vat. De naam komt van de combinatie van loodelektroden en zuur die in deze accu's gebruikt wordt om elektriciteit te produceren. Het belangrijkste voordeel van loodzuuraccu's is dat ze, na jarenlang gebruikt te zijn, goed begrepen en goedkoop te produceren zijn. Ze produceren echter gevaarlijke gassen tijdens het gebruik en als de batterij overladen wordt, bestaat er explosiegevaar.
Nikkel-cadmium-batterijen
Nikkelbatterijen werden eind jaren 1980 commercieel gebruikt. Ze hebben een hoge energiedichtheid - wat betekent dat een grote hoeveelheid energie in een relatief kleine batterij kan worden verpakt - en bevatten geen giftige metalen, zodat ze gemakkelijk te recyclen zijn.
Lithium-ion batterijen
Lithium-ion batterijen, die begin jaren '90 op de markt kwamen, hebben een zeer hoge energiedichtheid en zullen minder snel hun lading verliezen als ze niet gebruikt worden - een eigenschap die bekend staat als zelfontlading. Vanwege hun lichte gewicht en geringe onderhoud worden lithium-ion batterijen veel gebruikt in elektronische apparaten zoals laptops. Sommige experts geloven dat lithium-ion-batterijen de perfecte oplaadbare batterij zijn, en dat dit type batterij momenteel de beste oplossing is om de markt voor elektrische voertuigen te stimuleren. Vrijwel alle nieuwe voertuigen op de markt worden aangedreven door lithium-ionbatterijen: Renault Zoé, Kia Niro EV, Nissan Leaf...
Een variant van lithium-ion-accu's, bekend als de lithium-ion polymeerzou ook waardevol kunnen zijn voor de toekomst van elektrische voertuigen. Deze accu's zouden mogelijk goedkoper te produceren zijn dan lithium-ion-accu's; lithium-ion-polymeer-accu's zijn momenteel echter onbetaalbaar duur.
Nu we weten hoe accu's voor elektrische auto's werken, laten we eens kijken waar de materialen waaruit deze accu's bestaan vandaan komen en hoe ze worden gemaakt.
De markt voor batterijen voor elektrische auto's wereldwijd
Om de doelstellingen van Battery Airbus beter te begrijpen, moeten we naar de wereldwijde batterijmarkt kijken. De wereldwijde batterijmarkt voor elektrische voertuigen (EV's) werd in 2017 geschat op $ 23 miljard en zal tegen 2025 naar verwachting $ 84 miljard bedragen.
Een snelgroeiende markt
De laatste jaren zijn consumenten meer geneigd om voor elektrische voertuigen of plug-in hybrides te kiezen. Daar zijn een aantal redenen voor: elektrische voertuigen hebben geen brandstof (benzine of diesel) nodig en hebben lagere onderhoudskosten, wat de uitgaven van de consument kan drukken. Bovendien worden consumenten zich meer bewust van de noodzaak om minder vervuilende voertuigen te gebruiken.
Volgens Averegroeit de markt voor elektrische voertuigen gestaag: in juni 2019 steeg het aantal inschrijvingen in Frankrijk met 46%.
De groei van de batterijmarkt voor elektrische voertuigen (EV) wordt gestimuleerd door de toenemende vraag naar emissievrije voertuigen, de dalende productiekosten van batterijen en het groeiende wereldwijde bewustzijn van klimaatverandering.
Deze markt vertegenwoordigt een aanzienlijk, maar tot nu toe onaangeboord potentieel voor Europese batterijfabrikanten en autofabrikanten, en voor de Europese economie in het algemeen. Momenteel wordt de markt voor EV-batterijen gedomineerd door spelers uit slechts drie landen, allemaal in Azië: China, Japan en Korea. In 2018 was minder dan 3% van de totale wereldwijde vraag naar EV-batterijen afkomstig van bedrijven buiten deze drie landen, en slechts 1% van Europese bedrijven.
China domineert de grondstoffenmarkt
In China lijken lithiumproductiefabrieken op olieraffinaderijen. In slechts een paar jaar tijd zijn Chinese bedrijven uitgegroeid tot enkele van 's werelds grootste producenten van lithium, een licht metaal dat een essentiële grondstof is voor batterijen. Ze hebben mijnen opgekocht van Australië tot Zuid-Amerika en bouwen fabrieken in China om lithiumchemicaliën en batterijen te produceren.
Als het meest recente voorbeeld van het vermogen van China om enorme hoeveelheden kapitaal in snelgroeiende industrieën te pompen, produceerde het land in april meer dan 60% van het lithium in de wereld, vergeleken met minder dan 1% voor de Verenigde Staten, volgens Benchmark Mineral Intelligence.
De dominantie van China in de toeleveringsketen van elektrische auto's heeft geleid tot groeiende bezorgdheid in een handelsoorlog die Washington en Brussel in zijn greep houdt, omdat beide landen vrezen dat ze worden weggedrukt uit de volgende industriële revolutie. Begin mei stelden twee Amerikaanse senatoren, Lisa Murkowski en Joe Manchin, een tweepartijdig wetsvoorstel voor om de Amerikaanse productie van belangrijke mineralen zoals lithium te stimuleren.
Maar dit is niet altijd het geval geweest
Het grootste deel van de twintigste eeuw waren de Verenigde Staten echter de grootste producent van lithium, maar de mijn Kings Mountain in North Carolina sloot in de jaren tachtig vanwege de concurrentie uit Chili. Daarna werd de markt gedomineerd door een paar spelers die bekend staan als de "Grote Drie": het Chileense SQM, dat gecontroleerd werd door de schoonzoon van de voormalige dictator van het land, Augusto Pinochet, en de Amerikaanse producenten Albemarle en FMC. In 2015 nam Albemarle de rivaliserende Amerikaanse producent Rockwood over en vorig jaar splitste FMC zijn lithiumactiviteiten af in een aparte entiteit, Liventgenoteerd aan de New York Stock Exchange.
Dit vormt een probleem voor Europese fabrikanten
Aangezien het aanbod van batterijen in Europa beperkt is, hebben de Europese autofabrikanten hun bevoorrading tot nu toe grotendeels veiliggesteld door langetermijnovereenkomsten te sluiten met Aziatische producenten. Sommige toonaangevende Europese OEM's hebben tot nu toe bijvoorbeeld verdere investeringen in de celproductie uitgesloten en concentreren zich alleen op O&O en verpakking. Nissan heeft momenteel een fabriek in Sunderland, VK, maar wil die van de hand doen. Volkswagen heeft onlangs aangekondigd dat het €1 miljard investeert in een fabriek voor de productie van batterijcellen die het samen met SK Innovation in Duitsland ontwikkelt, terwijl het ook grote leveringscontracten heeft met LG Chem, Samsung en de Chinese batterijfabrikant CATL.
Als Europese autofabrikanten ervoor kiezen om zelf geen batterijen te produceren en er niet in slagen om de bevoorrading in de buurt van hun Europese fabrieken veilig te stellen, kunnen ze in een nadelige positie komen te verkeren ten opzichte van concurrerende fabrikanten die dichterbij zitten en beter in staat zijn om de bevoorrading van batterijen veilig te stellen naarmate de vraag naar elektrische voertuigen toeneemt. Als gevolg hiervan kunnen er lucratieve kansen ontstaan voor batterijfabrikanten die op het juiste moment op de juiste plaats faciliteiten opzetten.
Dit is waar het Battery Airbus-project echt van pas komt: om concurrerend te blijven op de markt voor elektrische voertuigen, moet Europa zijn eigen batterijen voor elektrische auto's ontwikkelen.
De EU wil een "batterij-Airbus" om de technologie voor elektrische auto's vooruit te helpen
En om de grote invloed van China in deze sector tegen te gaan.
In 2017, op het 30e International Electric Vehicle Symposium & Exhibition in Stuttgart, zei de vicevoorzitter van de Europese Commissie die verantwoordelijk is voor energie, Maros Sefcovic: "Europa als geheel heeft vooropgelopen bij alle grote transportrevoluties uit het verleden - spoorwegen, verbrandingsmotoren, luchtvaart. Ik ben ervan overtuigd dat de Europese auto-industrie het voortouw kan nemen in de wereldwijde overgang naar schone, verbonden mobiliteit. Ik ben ervan overtuigd dat Europa het continent van intelligente en schone auto-infrastructuren kan worden. We zijn beter uitgerust dan welk ander deel van de wereld dan ook om deze reuzensprong te maken. We moeten samenwerken om dit mogelijk te maken.
Deze wens werd eind 2019 vervuld met een overheidsfinanciering van 3,2 miljard euro voor de ontwikkeling van een "batterij Airbus".
Het doel van Battery Airbus is duidelijk: de Aziatische landen inhalen en Europa een concurrentievoordeel geven in deze nieuwe mobiliteitsrevolutie.
De Europese Commissie heeft groen licht gegeven voor de Airbus van batterijen. Het project zal worden geleid door zeven EU-lidstaten - België, Finland, Frankrijk, Duitsland, Italië, Polen en Zweden - met als algemene deadline 2031. Er wordt verwacht dat het project nog eens €5 miljard aan privé-investeringen zal aantrekken.
Het "belangrijke project van gemeenschappelijk Europees belang" (Piiec) zal het resultaat zijn van samenwerking tussen verschillende sectoren: de auto-industrie (BMW), de chemische industrie (BASF en Solvay) en een aantal kleine Europese bedrijven.
Toekomstige batterijen zullen veiliger en milieuvriendelijker zijn. Er zal ook grondig werk worden verricht om de levensduur te verlengen en de oplaadtijd te verkorten.
Dat was het, u weet alles over de Battery Airbus. Als u nog vragen hebt, aarzel dan niet om contact met ons op te nemen via [email protected].
