angle-left Katsaus Tshekin akkuteollisuuteen – Raaka-aineita ja visioita kohti CO2-päästötöntä liikennettä

Katsaus Tshekin akkuteollisuuteen – Raaka-aineita ja visioita kohti CO2-päästötöntä liikennettä

Akkusektori on keskeisessä asemassa valtioiden siirtyessä päästöttömään liikenteeseen. Euroopan komission arvion mukaan vuonna 2030 joka kolmas ajoneuvo EU:n alueella tulee olemaan CO2-päästötön. Arvioiden mukaan vuonna 2025 Euroopan akkumarkkinoiden vuotuinen arvo tulisi olemaan 250 miljardia euroa. Tällä hetkellä litium-akuista noin 85 prosenttia valmistetaan Aasiassa ja vastaavasti vain kolme prosenttia Euroopassa. Tshekin tulevaisuuden visiona on, että akut valmistetaan eurooppalaisten yritysten toimesta EU-alueella, pohjautuen eurooppalaiseen R&D:hen. Tshekin hallitus on asettanut tavoitteeksi innovaatiostrategiassaan infrastruktuurin rakentamisen ja valmistautumisen laaja-alaiseen ei fossiilisilla polttoaineilla kulkevien autojen käyttöönottoon. Tshekissä sähköautojen ja samalla myös akkuteollisuuden veturina tulee todennäköisesti olemaan Skoda, joka on ilmoittanut valmistavansa täysin akkusähköllä toimivan auton vuonna 2020 ja laajentavansa viiteen automalliin vuonna 2025. Lisäksi Skodan Mlada Boleslavin tehtaalla olisi tarkoitus valmistaa suurin osa Volkswagen-konsernin hybridiautojen sähkökomponenteista vielä vuoden 2019 aikana. Yritysten lisäksi akkusektorilla tarvitaan raaka-aineita. Tshekin Cinovecissa sijaitsee Euroopan suurin litium-esiintymä.

Kaarlensilta, polkupyörä, metro, sähköauton latauspistemerkki
Prahan suosittua turistinähtävyyttä, Kaarlensiltaa, on aikojen saatossa ylitetty muun muassa kävellen, hevosella, raitiovaunulla ja autolla. Nyt Tshekki tähyää tulevaisuuteen ja visioi siirtymistä kohti CO2-päästötöntä liikennettä. Kuvat: Jukka Pesola ja Petri Lepistö.

Akkusektori EU:ssa ja Tshekissä

Euroopan komission arvion mukaan vuonna 2030 joka kolmas ajoneuvo EU:n alueella tulee olemaan CO2-päästötön. Arvioiden mukaan vuonna 2025 Euroopan akkumarkkinoiden vuotuinen arvo tulisi olemaan 250 miljardia euroa. Pelkästään EU alueen kysynnän kattamiseen tarvittaisiin vähintään 10-20 gigafactoryä (nykyisin termiä käytetään massiivisesta litium-akkuja/sähkömoottoreita tuottavasta tehtaasta; alun perin Elon Muskin lanseeraama termi Teslan Nevadan akkutehtaasta, joka on maailman suurin rakennus). Horisontti 2020 –ohjelmassa on budjetoitu 114 miljoonaa euroa akkuihin liittyvän teknologian ja tutkimuksen rahoitukseen. Lisäksi vuonna 2020 akkuihin liittyviä projekteja tullaan rahoittamaan 70 miljoonalla eurolla. Vuonna 2017 perustettu European Battery Alliance (EBA) on nostanut esille akkusektorin kehittämisen pitkäaikaistavoitteet ja –prioriteetit. Strategiana on luoda akuista tärkeä arvoketju EU:n sisällä.

EBA:ssa ovat mukana Tshekistä HE3DA ja Saft Ferak (Saftin tytäryhtiö). Akkuteollisuudessa prioriteetiksi on nostettu myös lisäarvon saaminen kierrätyksen ja uusiokäytön avulla Euroopassa tuotetuista akuista ja pattereista. Asiantuntija-arvioiden mukaan akkujen hinnat tulevat tippumaan noin 70 %:a seuraavan 15 vuoden aikana.

Aasialaiset ja yhdysvaltalaiset yritykset ovat etulyöntiasemassa tällä hetkellä akkujen valmistuksessa. Litium-akuista noin 85 prosenttia valmistetaan Aasiassa ja vastaavasti vain kolme prosenttia Euroopassa. Kiina on akkutuotannon hallitseva maa, sillä se tuottaa 55 %:a kaikista maailman akuista. Aasialaiset yritykset kuten LG Chem (Wroclaw, Puola), SK Innovation (Komárom, Unkari) Samsung SDI (Göd, Unkari), CATL (Erfurt, Saksa), A123 (Ostrava, Tshekki) ja Envision (Sunderland, UK) ovat perustaneet tehtaita Eurooppaan, jotta ne voivat myydä akkuja Euroopan nouseville sähköautomarkkinoille. Toinen nouseva markkina-alue tulee olemaan Yhdysvallat.

Tshekin hallitus on asettanut tavoitteeksi innovaatiostrategiassaan (“Czech Republic the Country for the Future”) infrastruktuurin rakentamisen ja valmistautumisen laaja-alaiseen ei fossiilisilla polttoaineilla kulkevien autojen käyttöönottoon. Strategian mukaisesti perustettiin työryhmä, johon kuuluu asiantuntijoita eri teollisuuden sektoreilta (tärkeimpänä autoteollisuus) sekä politiikan ja julkishallinnon kentältä (mm. CzechInvest & Traden, Czech-Moravia kehityspankin sekä tutkimus-, kehitys- ja innovaatio-neuvoston edustajat). Ryhmä kokoontuu kerran kuukaudessa ja pyrkii poistamaan esteitä autoteollisuuden sekä -infrastruktuurin kehityksen tieltä. Ryhmä pyrkii auttamaan etenkin Skodaa kehittämään ja toteuttamaan innovaatioita, sillä autoteollisuus ja sen arvoketjut nostetaan strategiassa Tshekin talouden kulmakiveksi myös tulevaisuudessa.

Kauppa- ja teollisuusministeriö on innovaatiostrategian nojalla perustanut työryhmän päivittämään vuoden 2019 aikana Tshekin Automotive Action Planin, sekä laatimaan erilaisia tukimahdollisuuksia autoilun sähköistämiseksi. Tällaisia ovat valtion tuki kuluttajille sähköautojen ostoon, tutkimus ja kehitystyön tukeminen itseajavien autojen, julkisen liikenteen sekä vaihtoehtoisten energialähteiden kehittämisessä sekä sektorilla toimivien start-uppien tukeminen. Tärkeimmäksi tehtäväksi Action Planissä asetetaan tiedon tuottaminen hallinnolle, jotta se pystyy kehittämään nollapäästöisten ajoneuvojen ympärille infrastruktuuria, kuten latauspisteitä ja nopeita 5G-yhteyksiä. Uutta lainsäädäntöä tulee myös säätää robottiliikenteelle.

Haaste infrastruktuurin rakentamisen osalta on otettu positiivisesti vastaan erityisesti Prahassa, sillä kaupunki haluaa olla edelläkävijä kestävässä liikenteessä ja liikkumisessa vuoteen 2030 mennessä. Kaupunginvaltuusto on toukokuun lopussa hyväksynyt suunnitelman rajata yksityistä polttomoottoriautoilua keskusta-alueella ja siirtää kaupunkialueella liikkumisen painopiste sähköisiin linja-autoihin. Lisäksi Prahan lähiöalueen joukkoliikennettä pyritään parantamaan ja huomioimaan työmatkaliikkuvuus keskusta-alueelle. Kaupunki on laskenut hankkeen maksavan noin 4,4 miljardia euroa.

Poliittisten ohjelmien toteuttaminen kuuluu kauppa- ja teollisuusministeriölle sekä liikenneministeriölle. Molemmat vastuuministerit vaihtuivat 30.4.2019, kun Karel Havlicek korvasi kauppa- ja teollisuusministeri Marta Novakovan ja Vladimir Kremlik korvasi liikenneministeri Dan Tokin.

Karel Havlicek on Tshekin innovaatiostrategian laatija, sekä tutkimus-, kehitys- ja innovaatio-neuvoston varapuheenjohtaja. Hän on korostanut haluavansa nostaa Tshekin EU:n innovaatio valtioiden top 7-8 joukkoon (European Innovation Scoreboard). Tshekin sijoitus on laskenut 2010-luvulla ja tällä hetkellä se on 13:sta, mikä on alle EU:n keskiarvon. Havlicekin mukaan laskeva sijoitus on haitallinen Tshekin yrityksille sekä valtion itsetunnolle (”Tshekki ei saa olla maailmalla tunnettu vain halpatyövoimasta, oluesta ja jääkiekosta”), mistä johtuu, ettei Tshekkiin synny tulevaisuuden innovaatioita. Havlicek arvioi Tshekin innovaatiokehityksen olevan tiukasti sidottu autoteollisuussektoriin.

HE3DA – Tshekin ja maailman akkuteollisuuden mullistaja?

Jan Procházkan perustaman HE3DA (High Energy 3D Accumulator) on saanut paljon huomiota ja sen on arvioitu mahdollisesti mullistavan akunvalmistuksen. Yrityksen tarkoituksena on nanoteknologian avulla suurentaa akun elektronien kokoa ja pintaa. Näin ne imevät itseensä enemmän energiaa. Akkuun on rakennettu sisäinen viilennysjärjestelmä, jonka arvioidaan olevan markkinaetu, kun ulkoiseen viilennykseen ei tarvitse panostaa.

HE3DA akkujen käyttötarkoitus on toimia varavirtalähteenä, johon voi varastoida suuren määrän energiaa mahdollisimman halvalla, tai nopeaan energian kulutukseen tarvittavana voimanlähteenä. Konkreettiseksi käyttötarkoitukseksi on nostettu mm. sairaaloiden, tehtaiden sekä sellaisten laitosten varavirtageneraattorina toimiminen, joiden sähköverkkoon ei saisi tulla häiriötä. Akku on myös tarkoitus lanseerata sähköautoihin, sekä mahdollisesti raskaan teollisuuden laitteiden ja työkoneiden käyttövoimaksi.

Yhtiö on investoinut yli 250 miljoonaa CZK akkuteknologian kehittämiseen. Yhtiöllä oli ulkopuolinen kiinalainen investoija vuosina 2016 – 2017. Yhteistyö kuitenkin loppui, kun investoija yritti varastaa akkuteknologiaa.

Akkuja on tähän mennessä testattu Prahan Czech Technical University:ssä sekä varavirtalähteenä ääriolosuhteissa Black Rock Desertin autiomaassa olevassa aurinkopuistossa yhteistyössä Nevadan yliopiston kanssa. Nämä testit onnistuivat yhtiön mukaan hyvin, mutta se teetättää viralliset testit saksalaisella TÜV:llä sertifikaatteja varten. Ensimmäisten tulosten piti olla yhtiön mukaan saatavilla maalis-huhtikuussa 2019, mutta toistaiseksi tuloksia ei ole tuotu julkisuuteen.

HE3DA:n akkuja on tarkoitus valmistaa Magna Energy Storage (MES) nimeä kantavassa tehtaassa, joka avataan syksyllä 2019 Horni Suchaan noin 20 km Ostravasta itään. Tehtaaseen on investoitu 1,3 miljardia CZK. Tuotanto on täysin automatisoitu. Akkujen tuottokapasiteetti tulee ensimmäisessä vaiheessa olemaan 170 megawattituntia, mutta sitä on tarkoitus nostaa 1.2 gigawattituntiin. Nostoon tosin tarvitaan tuotannon laajentamista, jonka on arvioitu maksavan noin 5,6 miljardia CZK. Tehdas tulee olemaan aluksi olemaan kooltaan 4000m2, mutta sen kokoa on toisessa vaiheessa tarkoitus laajentaa 40 000m2. Ensimmäisten akkujen on tarkoitus valmistua markkinoille vuonna 2020.

Raaka-aineet Tshekissä

Yritysten lisäksi akkusektorilla tarvitaan raaka-aineita. Cinovecissa (Tshekin ja Saksan rajalla, n. 110 kilometriä Prahasta pohjoiseen) sijaitsee Euroopan suurin litium-esiintymä (maailman 4 suurin) sekä yksi maailman suurimmista toistaiseksi hyödyntämättömistä tina-esiintymistä. Lisäksi alueella on pienempiä volframi, rubidium, skandium, niobium ja tantaali esiintymiä. Etsintäoikeudet näihin esiintymiin omistaa australialainen European Metals Holdings Ltd.

European Metals päivittää esiselvitystä toteuttamiskelpoisuudesta lopputuotteen osalta akkutuotantoon käytettäväksi litiumhydroksidiksi, jota voitaisi potentiaalisesti tuottaa vuosittain 25 000 tonnia Cinovecin kaivoksesta. Yhtiöllä on lisäksi optio litiumkarbonaatin valmistukseen, jota voitaisi vuosittain 22 800 tonnia ensimmäisen 20 vuoden aikana.  European Metals:in suunnitelmana on saada valmiiksi lopullinen toteutettavuusselvitys/kannattavuusselvitys vuoden loppuun mennessä. Kaivoksen ja litiumin käsittelylaitoksen rakentamisen arvioidaan kestävän noin kaksi vuotta ja hinnan on arvioitu olevan 450-500 miljoonaa USD.

Malmireservin arvioidaan olevan 34,5 miljoonaa tonnia, jossa mineraaliarvot ovat 0,65 % litiumoksidia ja 0,09 % tinaa.  European Metals on tehnyt tappiota 1.1 milj. GBP verran kesä-joulukuussa 2018, mikä on saanut tshekkiläisen Krupa Global Investment yhtiön tekemään yhtiöstä tarjouksen maaliskuussa 2019. Tarjoussummaa ei tuotu julkisuuteen, eikä European Metals hyväksynyt sitä. Tarjouksella Krupa Globalin katsotaan hakeneen julkisuutta, sillä se perusteli tarjousta Tshekin maaperästä löytyvien raaka-aineiden ja niistä saatavien voittojen menettämisellä monikansallisille tahoille.  

Cinovecilla on keskeinen sijainti suuriin autotehtaisiin nähden, sillä 800 kilometrin säteellä kaivoksesta valmistetaan vuosittain 7 miljoonaa autoa. Alueella on kohtuullisesti tarvittavaa infrastruktuuria kaivostoiminnan aloittamiseen. Junaradat sijaitsevat pohjoisessa 5 kilometrin ja etelässä 8 kilometrin päässä. Kaivosalueella kulkee jo käytössä oleva 22 kV kantaverkko. Cinovec on vanha kaivospaikkakunta, jonka alkujuuret ulottuvat 1300-luvulle. 1940-luvulta aina vuoteen 1993 asti alueella tuotettiin laajamittaisesti tinaa ja volframia. Markkinahintojen laskun ja kommunistisen järjestelmän kaatumisen seurauksena kaivos suljettiin ja toimintalaitokset purettiin lopullisesti vuonna 2000. Alueella on Tshekin korkeimmat työttömyysluvut ja etenkin nuorten työttömyys on noin 10 % luokkaa. Euroopan komissio ja OECD ovat antaneet suosituksia alueen elvyttämiseksi. Selvä enemmistö alueen väestöstä tukee uuden litiumkaivoksen avaamista. Lisäksi louhinnan on arvioitu olevan halpaa ja Litiumin sekä tinan kysyntä kasvaa enenevässä määrin markkinoilla.

Toinen akkuteollisuuden kannalta merkittävä hanke Tshekissä on Chvaletice mangaaniesiintymä. Chaveletice sijaitsee noin 90 kilometriä Prahasta itään. Kanadalainen Euro Manganese Inc omistaa etsintäoikeudet esiintymään. Hankkeen toteutettavuustutkimuksen on arvioitu olevan valmis vuoden 2019 loppuun mennessä. Alueelta saatavasta mangaanista voidaan valmistaa nikkeli-koboltti-mangaani sekoitteista litium-akkua. Akkua on kehitelty kilpailemaan litium-akkujen kanssa, koska niiden on katsottu pystyvät varastoimaan enemmän energiaa, sekä olevan nopeammin ladattavissa ja turvallisempia kuin tavalliset litium-akut.

Tutkimus, kehitys ja tulevaisuus sektorilla

Euroopassa isot auto- ja tekniikka-alan yritykset miettivät kuumeisesti investointeja. Tosin kynnys investointeihin on korkea ilman valtion antamaa tukea tai yhteistyötä toisen yrityksen kanssa.

Saksassa suuret autotehtaat seuraavat yliopistojen ja start-uppejen sähköautoteknologiaan liittyviä projekteja ja tutkimusta, sillä ne ovat ottaneet varaslähdön sähköautotekniikan kehityksessä perinteisiin autotehtaisiin nähden. Trendi on yleinen koko autosektorilla; tunnettavuus ja näkyvyys voi ratkaista rahoituksen saannin suhteen ja samalla firmoja syntyy sekä poistuu nopeasti.

Suurimmat tukipaketit akkusektorille ovat tehneet Saksa (miljardi euroa) ja Ranska (700 miljoonaa). Saksan tukipaketin ehtoina oli, että yrityksen kiinteän toimipaikan tulee sijaita Saksassa, mutta tuotanto voi tapahtua yhteistyössä toisesta EU valtiosta olevan yrityksen kanssa. Saksan hallitus sai yli 30 hakemusta pääsiäisenä olleeseen viimeiseen hakupäivään mennessä. Rahoituksen saavat tahot pitäisi olla selvillä kesäkuussa 2019. Lisäksi Saksa ja Ranska sopivat toukokuun 2019 alussa investoivansa 5,6-6,7 miljardia euroa yhteishankkeeseen, jossa molemmat tulevat seuraavan neljän vuoden aikana rakentamaan omat akkutehtaat.

Akkuteknologiasektorilla kilpailu on kovaa, mm. Daimler/Mercedes Benz investoi yli miljardi euroa Puolaan akkutuotantoon, BMW investoi 200 miljoonaa oman Münchenin sähköautotehtaan laajennukseen sekä Volkswagen investoi hulppeat 1,1 miljardia euroa omaan akkutehtaaseen Saksan Ala-Saksin osavaltioon. Kuitenkaan autotehtaiden omat, saman katon alta löytyvät, akkutehtaat eivät aluksi tule yksinään riittämään massiiviseen sähköautotuotantoon. Siksi mm. Volkswagen virittelee ruotsalaisen Northvoltin kanssa pitkäaikaista yhteistyötä (akkujen toimitus VW:lle, tehdas Salzgitteriin ja VW:llä aikomus tulla vähemmistöosakkaaksi Northvoltiin) alkavaksi maaliskuussa 2020. VW:n on arvioinut tarvitsevansa yli 150 GWh vuosikohtaisen akkutuotannon vuonna 2025, jotta se pystyy toteuttamaan Roadmap E –hankeensa 50 uuden sähköautomallin osalta. Tämä tarkoittaisi ainakin neljän ns. ”Tesla-luokan” gigafactoryn rakentamista. Volvo on ryhtynyt vastaavanlaiseen hankintasopimukseen kiinalaisen CATL ja korealaisen LG Chemin kanssa. Volvo rakentaa samalla omaa akkutehdasta Belgiassa Ghentin tehtaan yhteyteen.

Suurten investointien kääntöpuolella on mahdollisesti koko sähköauton rakentamiseen tarvittavan tekniikan siirtyminen saman katon alle ilman pitkiä alihankkijaketjuja (sähköauton rakentamiseen tarvittaisiin arviolta n. 7 000 osaa, kun polttomoottoriautossa niitä on n. 20 000). Akku olisi sähköauton arvokkain komponentti eli noin 50 % auton valmistuskuluista. Volkswagen on laskenut, että ID3 sähköauto pystyttäisiin valmistamaan 16 tunnissa, kun Golfin valmistamiseen menee 26 tuntia. Sähköauton valmistus olisi mahdollisesti pitkällä tähtäimellä halvempaa kuin polttomoottorisen. Tämä voisi merkitä Volkswagenille että 200 000 työntekijää 640 000 työntekijästä jää tarpeettomaksi. Lisäksi EU:n autoteollisuudelle asettamat päästötavoitteet sekä katumaasturien kysynnän lasku vaikuttavat työntekijöiden määrän vähentämiseen. Volkswagen lomauttaa Slovakiassa 3 000 työntekijää Touareg, Audi Q7 ja Q8 sekä Porsche Cayenne katumaastureiden valmistamisesta kesäkuussa 2019. Osa kyseisistä työntekijöistä siirretään ns. lähialueen Volkswagen-konsernin tehtaisiin, kuten 400 ”lainassa ollutta” työntekijää palaa takaisin Audi Unkarille.

Tshekki on aiemmin kallistunut USA:han ja Kiinaan akkusektorin kehittämisessä. Vuodesta 2016 alkaen se on yrittänyt saada Teslaa rakentamaan Euroopan gigafactoryn Tshekkiin. Hanke ei ole edennyt, vaan Tesla on rakennuttanut uudet gigafactorynsä Buffaloon (2017) ja Shanghaihin (2019) ja tällä hetkellä todennäköisimpänä paikkana Euroopan gigafactorylle on pidetty Saksaa. Lisäksi vuonna 2017 Ostravassa aloitti toimintansa kiinalainen A123 akkutehdas, joka valmistaa vuodessa yli 600 000 kappaletta 12V ja 48V litium-akkuja. Tshekin tulevaisuuden visiona on, että akut valmistetaan eurooppalaisten yritysten toimesta EU-alueella, pohjautuen eurooppalaiseen R&D:hen.

Tshekissä sähköautojen ja samalla myös akkuteollisuuden veturina tulee todennäköisesti olemaan Skoda, joka on ilmoittanut valmistavansa täysin akkusähköllä toimivan auton vuonna 2020 ja laajentavansa viiteen automalliin vuonna 2025. Lisäksi Skodan Mlada Boleslavin tehtaalla on tarkoitus alkaa valmistaa suurin osa Volkswagen-konsernin hybridiautojen sähkökomponenteista vielä vuoden 2019 aikana. Skodan sähköautotuotannon suunnitelmat kuuluvat tiukasti Volkswagen konsernin tavoitteeseen valmistaa vuonna 2025 vuosikohtaisesti 3 miljoonaa sähköautoa.

Autoteollisuuden ja siihen liittyvien oheistoimijoiden tutkimus on sidottu tiukasti yliopistoihin Tshekissä. Brno teknologinen yliopiston autotekniikan instituutti ja Central European Institute of Technology (CEITEC) ovat tutkimuksessa keskittyneet ekologisen autoilun innovaatioihin mukaan lukien akkujen kehittäminen. Brnon yliopistossa järjestetään vuosittain mm. akkuteknologian kansainvälinen seminaari. Tänä vuonna seminaari järjestetään 25. – 28.8.2019 ja teemana on “Advanced Batteries, Accumulators and Fuel Cells [ABAF 20th]”. Tutkimuslaitokset tekevät yhteistyötä Skodan, Bosch Dieselin, Tedomin, FEV:n ja Zetorin kanssa. Muita keskeisiä autotekniikan tutkimuslaitoksia ovat Liberechin teknillinen yliopisto, University of West Bohemia Pilsenissä, Ostravan teknillinen yliopisto, Tomas Bata University Zlinissä sekä Skodan yliopisto Mlada Boleslavissa (autotehtaan yhteydessä).

The one who conquers batteries will conquer the electrification of cars
Shigeki Terashi, Executive Vice President, Toyota

Petri Lepistö
Suomen Prahan suurlähetystö