Hogyan lett Kína a világ villanyautós nagyhatalma, és meddig maradhat az?

A dél-koreai SNE Research adatai szerint a világban tavaly több mint 10 millió tisztán elektromos (BEV) autót adtak el. Ez a további 4,2 millió plug in hibriddel (PHEV) együtt bő 300 ezerrel több a fél évvel ezelőtti prognózisnál. Az aktuális – az energiaárak ingadozása, a túlfűtött verseny és a kormányzati támogatási politikák miatti problémák, illetve a töltési infrastruktúra hiányosságai okán meglehetősen visszafogott – modellezés 16,75 millió „konnektoros autó” eladását valószínűsíti 2024-ben. Ebből a kínai autógyárak majdnem 10 millióval részesedhetnek – egymillióval többel, mint tavaly. Pusztán e várható bővülés lefedi az európai elektromosautó-piac tavalyi forgalmának harmadát. A hivatalos adatok szerint az EU 27 tagországában összesen 1 538 621 darab új BEV eladását regisztrálták 2023-ban – ez 37 százalékos bővülés 2022-höz képest. Az EU-ban ezzel mintegy 4,7 millióra nőtt a tisztán elektromos üzemű autók száma. A kínai villanyautók még épp csak felbukkannak az uniós statisztikában. A januári eladások top 10-es listájára egyetlen kínai típus kapaszkodott föl: a valaha brit büszkeségnek számító MG márka villanyautója, a 12 millió forintért Magyarországon is kapható MG4 EV.

Az új autóipari forradalom hajtóereje az akkumulátorgyártás; az akku az új járműkonstrukciók szíve, amely megszabja a járművek tempóját és szívósságát – és ez viszi el a gyártási költség 40 százalékát. Visszatekintve nyilvánvaló: a legnagyobb hibát azzal követte el az európai és az észak-amerikai autóipar, hogy a 2010-es évek elején nem vette komolyan a villanyautók piacra érkezését és azt, hogy az akkumulátorgyártási képesség határozza meg majd a szektor jövőjét. Kevesen gondolták, hogy az akkumulátorgyártás valaha is eljut arra a költségszintre, amellyel az olajipar kihívójává válhat – emlékeztet Akshat Rathi a közelmúltban megjelent könyvében (Climate Capitalism, Greystone Books, 2023). A Bloomberg riportere a zöldgazdaság aktuális példabeszédeihez az akkumulátorgyártás japán, dél-koreai és kínai összefüggéseit is megvizsgálva arra jut, hogy Kína időben kidolgozta és meg is valósította a terveit – és ezért van előnyben a versenytársaihoz képest. Aki nagy biztonsággal tud sok, gyorsan tölthető, erős és könnyű akkucellákat szállítani az autógyáraknak, azé a fele királyság. De talán az egész is.

Elem, akku, Nobel-díj

Az elektromos áramot biztosító elem lényege, hogy a kémiai energiát elektromos energiá­vá alakítja. Ezt az idén éppen 225 éves találmányt az első galvánelemet megépítő olasz Alessandro Voltához kötik, aki után 60 évvel Gaston Planté az első újratölthető akkumulátort is megalkotta. A francia fizikus ólom-savas akkumulátorának máig létező leszármazottai meghódították a világot, s a 19. század végén egy pillanatig úgy tűnt, hogy akár a születő autóipart is meghatározhatják. Azonban Gustave Trouvé 1881-ben bemutatott Siemens-motoros prototípusa, illetve a Flocken Elektrowagen gyártotta elektromos autók (1888), ahogyan a századfordulón az utakra engedett mintegy 30 ezer villanyautó is, végül gyorsan alulmaradtak a robbanómotorokkal szemben. A lítiumionos akkumulátor feltalálásáig kellett várni arra, hogy az autóiparban a kőolajszármazékok uralma meginogjon.

Igaz, a fosszilis energiahordozók korának végét látható közelségbe hozó technológia is az olajipar szülötte. Az 1970-es évek olajválsága miatt alternatív energiaforrások után kutató cégek közül az Exxonnál dolgozó Stanley Whittingham jutott el az első újratölthető lítiumion akkumulátor elkészítéséig. Az új típusú, a korábbi generációknál könnyebb, jobban formázható, tartósabb, biztonságosabb és nagyobb teljesítményű akkumulátor tervét aztán a fiók mélyére süllyesztették. Utólag elismerték az alapkutatások és a felfedezés jelentőségét, Whittingham 2019-ben Nobel-díjat kapott. Ehhez az is kellett, hogy a Sony 1992-ben a Handycam kamerákkal divatba hozta a „Li-ion akkumulátorok használatát, amelyek ezt követően a háztartási elektronikai eszközöktől a mobiltelefonokig mindenbe beépültek, s a fejlesztések nyomán a kapacitásuk egyre nőtt, az előállításuk pedig egyre olcsóbb lett. Az ipar­ági sztenderdnek tekintett, 18650-as jelölésű, 3,6 voltos „nagy ceruzaelem” 1994-ben 1100 milliamperóra (mAh) kapacitásra volt „képes, a gyártási költsége meghaladta a tíz dollárt. Jelenleg a kapacitás elérheti a 3500 mAh-t, az akkukra már több mint 500 életciklust garantálnak a gyártók, miközben az előállítási ár jóval 3 dollár alatt van. Innen már tényleg csak egylépésnyire van a kínai autóipar első számú akkugyártója, a CATL globális hódítása.

A világ legnagyobb akkucellagyártójának elődje (ATL – Amperex Technology Limited) az okostelefon-piac kielégíthetetlen akkuigényét meglovagolva lett előbb a Samsung és az Apple akkumulátorainak szállítója, majd a 2011-ben az ATL-ből leválasztott vállalat nevének elejére írt C-betű (a Contemporary rövidítése) azt jelezte, hogy a CATL elsősorban az elektromos járművekbe kerülő Li-ion akkumulátorok gyártására specializálódik. Technológiai-gyártási szempontból a fő nehézség ekkor az volt, hogy a kínai akkumulátorgyártás mindaddig a hagyományos galvánelemek formáját követte: sorba és/vagy párhuzamosan kapcsolt sztenderd méretű telepekből állt. Az elektromos autókba viszont műszaki és biztonsági szempontból is a modellek alakjához és formavilágához jobban és hatékonyabban igazítható, formálható cellastruktúrákra volt szükség (Lásd LFP vagy NMC című keretes anyagunkat).

 

 

Alulról szagoljuk

Fotó: Xinhua via AFP 

A leghasznosabb autóipari tapasztalatot ehhez a kínai piacon vigéckedő BMW kínálta. Amikor 2013-ban a bajorok kínai partnercége, a Brilliance piacra dobta az X1 alapjaira épülő Zinorót, a villanyos változatba a CATL akkumulátorait tervezték és építették be. Innen vezetett az út a CATL első európai gyárához is, amelyet Türingiában építettek a BMW kínai beszállítói – s a debreceni tervek is erre mutatnak. Azt a kormányzati igényt, hogy a fokozatosan felértékelődő autóiparban az akkupakkok is kínai gyártásúak legyenek, ekkor emelte stratégiává Peking. A villanyautóipart a kormány ugyanis nem csak az elektromos járművek vásárlásának és használatának támogatásán keresztül jutalmazta: a gyártók legalább 2009 óta közvetlen ösztönzőket is kaptak. Az előző évtized második felében Peking „fehér listára” tette az elektromos járművekbe akkumulátorokat gyártó cégeket, és erős állami támogatást biztosított az egész szektornak. Ez elősegítette a gyors fejlődést, s azt, hogy a gyártók a kritikus alkatrészeket (katódokat, anódokat, szeparátorokat, elektrolitokat stb.) is egyre magasabb színvonalon legyenek képesek előállítani. A kiemelt dotáció megszüntette a versenykényszert a közvetlen konkurenciának számító japán és dél-koreai cégekkel. Magas volt a környezetszennyezéssel szembeni kormányzati tolerancia is: a szigorú környezetvédelmi előírások – ha voltak ilyenek – maradéktalan betartása a gyakorlatban nem volt prioritás. Ennél fontosabb volt, hogy kiépüljön a teljes értéklánc a bányászattól az anyagkutatáson, a fejlesztésen, gyártáson és a végső összeszerelésen át az újrahasznosításig – és hogy minden kínai legyen. Vagy legalább a felügyelete legyen kínai. Ez utóbbira jó példa, hogy bár Kína így is a globális kobaltkészletek 40 százalékát birtokolja, számára kedvező stratégiai partnerséget kötött a nagy lelőhelyekkel rendelkező Ausztráliával, Kanadával és afrikai országokkal.

Övék a legnagyobb

A Kínai Kommunista Párt által az ország számára megszabott, a 2016–2020 közötti időszakra szóló 13. ötéves tervben már az szerepel, hogy az ipari beruházások fókuszában az akkumulátorgyártás és az elektromos járművek ellátási láncainak kontrollja áll, beleértve ebbe a kritikus ritkaföldfém ásványok feletti ellenőrzést is. Azt, hogy ez mennyire fontos, nem csak a kínaiak ismerték föl. A Nemzetközi Energia Ügynökség (IEA) 2021 tavaszán adott ki jelentést a kritikus ásványok szerepéről a tiszta energia előállításában, s ebben leszögezi, hogy mivel a villanyautó-gyártás ásványianyag-szükséglete a hatszorosa lehet a fosszilis üzemű autók gyártásáénak, a növekvő kereslet miatt a kritikus ásványok és lelőhelyeik birtoklása döntő fontosságú lesz. A berlini Mercator Institute for China Studies (Merics) friss tanulmánya szerint

ma azért Kína diktálja az iramot, mert elérte, hogy az övé legyen a legnagyobb piac. A globális akkumulátorgyártási kapacitás mintegy 70 százaléka található ma Kínában,

és Kína az elektromos autók gyártásához szükséges hét fő ásványi anyag (réz, lítium, nikkel, mangán, kobalt, grafit, cink) terén is világhatalom. A múlt év végén az SNE Research a világ akkumulátorgyártó kapacitásának top 10-es listáját is közzétette: ezen hat kínai cég van, s a rangsor elején a CATL és a BYD áll. E két cég az elektromos járművekbe kerülő akkumulátorok globális piacán 2024 januárjában a keresletnek már több mint felét (55,2 százalékát) biztosította.

A Volkswagennel és az ABB-vel is együttműködő kínai Gotion High-tech egyik vezető tisztviselője nemrég így magyarázta a kínai piaci fölényt: ha valaki ma modern akkumulátorgyárat akarna építeni, a Jangce deltájában működő cégeknél, félórányi távolságon belül mindent megtalálna hozzá – a szükséges alapanyagokat és minden félkész árut (az elektródák anyagaitól a szigetelő fóliákon át a csomagolásig). Ez a koncentráltság tetemes üzleti előnyt biztosít: a Bloomberg kiszámolta, hogy az egységárra számolt általános gyártási költségeknek a kínaiak az amerikai piacon 24, az európain akár 33 százalékkal is képesek aláígérni.

A Bloomberg befektetői tanácsadó platformja, a BNEF legutóbbi becslései szerint 2025-re Kína akkumulátorgyártási kapacitása a triplája lesz a világ többi részének. Így jelenleg sem az Egyesült Államok, sem az Európai Unió nem érheti utol Kínát. „Európát balról a Tesla nyomja, jobbról meg a BYD és más kínai­ak” – magyarázta a Narancsnak Kaderják Péter, a Magyar Akkumulátorszövetség ügyvezetője. De az akkumulátoripar valójában azért vált mindennél dinamikusabban fejlődő ágazattá, „mert Európában eldőlt, hogy a zöld átállásnak meg kell történnie”. A legerősebb trend ebben az energetikai zöld átállás, „amiről nem csak a politikai, de a nagyvállalati döntések is megszülettek, s azok meghatározzák a jövőbeli beruházások, fejlesztések irányát” – tette hozzá Kaderják. A korábban a magyar energiapolitikát is befolyásoló szakember szerint döntő jelentőségű, hogy az autógyártók a pénzüket nem a belső égésű motorok fejlesztésére fordítják, hanem valamilyen zéró kibocsátású megoldásra – akár szeretik ezt, akár nem. „A zöld átállás azt jelenti, hogy lényegében minden fosszilis nyersanyagot megpróbálunk tiszta árammal kiváltani. Ez azonban új típusú, tömeges méretű és hétköznapivá váló energiatárolási technológiák és megoldások nélkül nem tud működni.”

Az akkumulátorgyártás jelenleg túlnyomó részben az autóipar igényeinek kielégítésére összpontosít, ez köti le a gyártási kapacitások mintegy 90 százalékát – minden más belefér a maradék 10-be. Ha a gyártókapacitások bővítése az igen merész forgatókönyvet valósítja is meg, iparági elemzők szerint ezek az arányok sokáig nem fognak változni érdemben. De a növekedés határai sem az autógyártásban, sem a hálózati és lakossági energiatárolási piacon nem látszanak.

Kanada, a titkos esély

Néhány hónapja Szingapúr legolvasottabb kínai nyelvű újságja, a Lianhe Zaobao arra kereste a választ, hogy Kína megnyerte-e az akkumulátorgyártásban zajló globális versenyt. A konklúziója a feltételes igen volt: a lap szerint bár a trónra lépés megtörtént, Kínának ezzel nem szabad megelégednie, mert a helyzet gyorsan megváltozhat. A biztonságos, megbízható és fenntartható Li-ion akkumulátor ellátási láncokat vizsgálva a BNEF februárban kiadott jelentése például meglepő eredményt közölt: a 30 országot évente rangsoroló listát már nem Kína vezette. Bár a BNEF elemzői szerint továbbra is az övék a legerősebb kiépített ellátási lánc, Kanada a gyártási-gyártásfejlesztési és az ESG (ez gyakorlatilag a fenntarthatósági mutató) területen az eddigi listavezető fölé kerekedett. Amennyiben ez tartós marad, az Egyesült Államok autóiparában zajló rendszerváltás tempója nem Kínától fog függeni. A trónfosztás másik hozadéka inkább politikai jelentőségű: a kínai–amerikai ellentéteknek a kínai akkumulátorok lehetnek a kárvallottjai – hasonlóan ahhoz, ahogyan az amerikaiak az infokommunikációban zátonyra futtatták a Huaweit.

Az első áldozat már meg is van. Miután egy éve a Biden-kormányzat bejelentette, hogy 2030-ra az amerikai autók fele villanyautó lesz és ehhez egy 500 ezer EV-töltőből álló nemzeti hálózatot terveznek, tavaly decemberben nyilvánosságra került az az elképzelés is, amely minden külföldi érdekeltségű céget távol kíván tartani majd ettől a piactól. A végül a Bipartisan Infrastructure Law-ban jogerőre is emelt elképzelés lehetetlenné teszi, hogy az Egyesült Államok villanyautós piacának ellátási láncába kínai cégek beszálljanak. A Ford emiatt már szívja a fogát: a törvény miatt kútba esett a tavaly februárban éppen a CATL-lel kötött azon ügylet, amely alapján a kínai cég Michiganben komplett akkugyárat épített volna – így segítve az átalakuló piacon lemaradt Fordot a lépéshátrány csökkentésében. A projektet tavaly ősszel leállították.

Fordulat előtt

A napokban a Financial Times belsős iparági információkra épülő cikke arra jutott, hogy a következő években megfordulhat a ki kit követ a fejlesztésben verseny sorrendje. A jelenleg komoly lemaradásban lévő japán autógyártók (Toyota, Honda, Nissan) azzal számolnak, hogy az akkumulátorgyártásban a következő mérföldkőnek tekinthető szilárdtest-akkumulátorok érkezésével ők veszik át a kezdeményezést a kínai CATL-tól és BYD-től. (A szilárdtest és a lítiumos akkuk közötti különbségekről lásd A maholnap akkuja c. keretes anyagunkat.) „A Toyota ígérete szerint 2027/2028-ra az új­generációs energiatároló rendszerrel a villanyautók már 1200 kilométeres hatótávra elegendő celláit tíz perc alatt lehet majd tölteni. Az éles innovációs versenyben ráadásul a Honda és a Nissan mellett a VW is megjelent.

A németek egy amerikai fejlesztésbe szálltak be, amelyben a mesterséges intelligenciát (AI) és a Microsoftot is segítségül hívják. (A VW saját akkuspecialista cége, a PowerCo már 2012 óta együttműködik a QuantumScape start-uppal, amelybe 2018-ban százmillió, 2020-ban további 200 millió dollárt pumpálva vált fő részvényessé.) A sokat sejtetően „a játszma menetét megváltoztató innováció” formulával hivatkozott fejlesztőmunka lényege, hogy az AI gyorsabb és pontosabb anyagvizsgálatokat tesz lehetővé, és ez olcsóbb új akkumulátorokat eredményezhet. Egy-egy kísérleti konstrukciót nem hónapok vagy évek, hanem hetek vagy akár napok alatt kielemeznek, és így belátható időn belül több mint 32 millió olyan anyagot, ötvözetet, vegyületet vizsgálhatnak meg, amelyekből végeredményben jobb (olcsóbb, erősebb, gyorsabban tölthető stb.) akkumulátorokat lehet majd készíteni. Ám mindez a tömeggyártástól egyelőre messze van még akkor is, ha januárban a PowerCo bejelentette, hogy a mintacellák igen jól teljesítettek a salzgitteri laborban.

Kína emiatt nem mutatja az ijedtség jeleit. „A jelenlegi ötéves terv szerint az akkumulátorgyártásban és az energiatárolásban el kell érni a teljes áttörést – azt, hogy e terület „a kínai „tudomány és technológia erőműve” legyen. „A CATL és a BYD nagy erőforrásokat csoportosít át a villanyautós töltőhálózatok fejlesztésére és építésére, illetve az ipari és közműves igények és méretek akkumulátoros energiatároló rendszereinek (battery energy storage systems – BESS) fejlesztésére. Az akkumulátorgyártás túlnyomó részben az autóipar igényeinek kielégítésére összpontosít, ami a gyártási kapacitások mintegy 90 százalékát köti le. Ám Kínában felismerték a rájuk leselkedő fenyegetést a szilárdtest-technológiában, és készülnek is arra, hogy megváltozhatnak a jelenlegi erőviszonyok. A megszerzett előnyt azonban megőriznék, ezért Peking feltett szándéka, hogy 2030-ra a szilárdtest-akkumulátorok ellátási láncát is kiépíti. Erre hozták létre a China All-Solid-State Battery Collaborative Innovation Platform (CASIP) nevű konzorciumot, amelynek célja, hogy központi irányítás alatt a tudomány és az ipar (utóbbiba beleértve a CATL-t és a BYD-et is) globális versenyre is képes szilárdtest-akkumulátorokat fejlesszen és gyártson nagy tömegben – az egész világ autóiparának. A CATL – 2023 áprilisában, csak úgy mellékesen – bejelentette, hogy készen áll a nátrium- és lítiumcellás, vegyes akkumulátorcsomagok tömeggyártására, a gyártás helyét is megnevezték – a Ningdében épült összeszerelő üzemből azonban azóta sem érkezett hír arról, hogy ilyen energiatárolók autókba kerülnének.

A háttérben azonban már körvonalazódni kezdett valami más is. Azután, hogy Hszi Csin-ping 2021-ben először jelentette ki, hogy Kína 2060-ig eléri a karbonsemlegességet, a Goldman Sachs beárazta ezt az ígéretet. Úgy számoltak, hogy 2040-ig ez nagyjából 7000 milliárd dolláros energiainfrastruktúra-beruházási kötelmet generál az ázsiai országban. Tavaly októberben egy oxfordi elemzői jelentésbe már az került, hogy a kínai energiatárolási szektor drasztikus átalakulásba fordult. A Tamarindo tanulmánya azt írta, hogy miután 2022-ben a kínai villamosenergia-piacon a megújulók között 80 százalék alá bukott a szivattyús-tározós (szet) erőművek áramtermelési aránya, tavaly ez már 70 százalék alá csökkent. Kínában működik a világ legnagyobb szet-erőműves kapacitása (2022-ben ez 45,7 gigawatt volt); az arányváltozás így azt jelzi, hogy az energiatárolásban a szet mellett „minden más” energiatárolási technológia (a Li-ion akkumulátorok, az ólom-savas akkumulátorok, az áramlási energiatárolás, a lendkerekes, a sűrített levegős és a gravitációs energiatárolás) is gyors terjedésnek indult. A Goldman Sachs prognózisa alapján erre Kínának legalább 520 gigawattnyi energiatároló kapacitásra lesz szüksége – ami a 2021-ben működő mennyiség hetvenszerese. A szakértők úgy számolnak, hogy az újonnan beépített kapacitások háromnegyede akkumulátorokból származhat. Erről forgatókönyvet még nem publikáltak, egy céges statisztikából az viszont már kiderült, hogy rövid idő alatt több mint száz­ezer, energiatárolásra szakosodott társaság jelent meg a kínai gazdaságban.

E cikk az Európai Unió finanszírozásával készült. Az itt szereplő vélemények és állítások a szerző álláspontját tükrözik, és nem feltétlenül egyeznek meg az Európai Unió vagy az Európai Oktatási és Kulturális Végrehajtó Ügynökség (EACEA) hivatalos álláspontjával. Sem az Európai Unió, sem az EACEA nem vonható felelősségre miattuk.