Batterijproducenten investeren massaal in de verwachte groei

De batterij-industrie is van plan de wereld te veranderen. Ook Vlaanderen kan daar een graantje van meepikken.

In de woestijn van Nevada werkt Elon Musk, de CEO van Tesla, gestaag aan de verwezenlijking van zijn natte droom. Zijn Gigafactory moet tegen volgend jaar voor 35 gigawattuur (GWh) aan autobatterijen uitspuwen. De fabriek is nodig om het plan van Musk – een half miljoen elektrische wagens per jaar – te realiseren. Daar stopt het niet: de serieondernemer wil een Gigafactory 2 in New York, en speelt diverse Europese regeringen tegen elkaar uit voor de vestiging van Gigafactory 3.

Musk is niet de enige die inspeelt op de groeiende vraag naar batterijen. Het Zweedse Northvolt twijfelt nog tussen de steden Vasteras of Skelleftea om er een fabriek van 32 GWh neer te poten. Die moet per jaar 337.000 batterijpakketten afleveren voor de elektrische modellen van Audi, die binnenkort in Brussel worden gebouwd.

Ook China plant in hoog tempo batterijfabrieken. De Chinezen beschouwen batterijen zelfs, net zoals destijds de zonnepanelen, als een strategische sector. Dat leidde destijds tot een dusdanige prijsdruk dat het leeuwendeel van de westerse fabrikanten, inclusief Photovoltech in Tienen, de deuren moest sluiten. Dat scenario lijkt ook nu tot de mogelijkheden te behoren. Volgens het onderzoeksbureau Bloomberg New Energy Finance draagt in 2021 liefst 65 procent van de wereldwijde productie van batterijen het etiket ‘made in China’.

Dat is des te indrukwekkender, omdat Bloomberg ervan uitgaat dat de markt binnen vijf jaar meer dan verdubbelt, van 103 GWh naar 273 GWh in 2021. Europa zal tegen dan 5 procent van de wereldwijde productiecapaciteit bezitten. Waarvan dan nog een deel voor rekening van Aziatische investeerders: in het Poolse Wroclaw bouwt het Koreaanse chemieconcern LG Chem een batterijfabriek; het Zuid-Koreaanse Samsung wil er in het tweede kwartaal van volgend jaar eentje openen in Goed, 30 kilometer ten noorden van de Hongaarse hoofdstad Budapest.

2 miljoen elektrische wagens

Al die investeringen spelen in op de verwachte doorbraak van de elektrische wagen. Het is niet de eerste keer dat die wordt voorspeld. Carlos Ghosn, de topman van de alliantie Renault-Nissan, zei in 2011 dat zijn twee bedrijven er tegen 2016 ongeveer 1,5 miljoen zouden verkopen. Het Internationaal Energie Agentschap becijferde dat de teller wereldwijd bleef steken op 750.000.

Er rijden nu zo’n 2 miljoen elektrische wagens in de wereld rond, amper 0,2 procent van de totale vloot. In Europa ligt het aandeel licht hoger. Van de 14,6 miljoen nieuwe wagens die vorig jaar werden verkocht in de Europese Unie, werden er volgens cijfers van de Europese automobielfederatie ACEA 155.273 door een batterij aangedreven. Inclusief de 278.574 hybride wagens bedroeg het marktaandeel 3,6 procent. Ondanks die bescheiden marktaandelen kunnen de e-wagens mooie groeicijfers voorleggen. In het tweede kwartaal van dit jaar ging de Europese verkoop met 45,8 procent vooruit, waardoor ze 1,2 procent van alle nieuwe wagens uitmaken.

Zowat iedereen in de automobielsector gaat ervan uit dat de elektrische auto’s in de jaren twintig een hoge vlucht nemen, om ergens na 2030 het merendeel van de verkoop voor hun rekening te nemen. China, waar vorig jaar ongeveer de helft van alle elektrische voertuigen verkocht werd, wil tegen 2020 2 miljoen elektrische en oplaadbare hybride wagens in het verkeer hebben. Tien jaar later zouden dat er 7 miljoen moeten zijn.

Zelfs de olieproducerende landen van de OPEC verwachten dat 266 miljoen van dergelijke voertuigen tegen 2040 deel zullen uitmaken van het straatbeeld. Groot-Brittannië en Frankrijk hebben gezegd dat tegen die tijd nieuwe auto’s die enkel aangedreven worden met een verbrandingsmotor, illegaal zullen zijn.

Prijsverlaging

Dat zoiets nog maar denkbaar is, is te danken aan de spectaculaire groei van de lithium-ionindustrie, én de overtuiging dat die groei zal aanhouden. Dat soort batterijen werd amper 26 jaar geleden voor het eerst te koop aangeboden, in de CCD-TR1-camcorder van Sony. Het product was een groot succes, maar de batterijen nog veel meer. Ze werden vervolgens ook ingepast in computers, gsm’s, draadloze werktuigen, e-sigaretten, enzovoort.

Hoe meer gadgets, hoe meer lithium-ionbatterijen. Maar Sam Jaffe van de batterijconsultant Cairn ERA verwacht dat de vraag naar voertuigaccu’s volgend jaar al die naar batterijen voor consumentenelektronica zal overstijgen. De grootste vijf fabrikanten – Panasonic in Japan, LG Chem en Samsung SDI in Zuid-Korea en BYD en CATL in China – voeren hun investeringen op, omdat ze het vermogen tegen 2020 bijna willen verdrievoudigen. Volgens Tom Simonts van KBC Asset Management zal de batterijmarkt tegen 2020-2021 groeien van 8 miljard dollar nu naar 20 miljard dollar: “Al maskeert de prijsdaling ietwat de enorme volumegroei.”

Want de schaalvergroting maakt de batterijen fors goedkoper. Lithium-ioncellen, de basisbestanddelen van een accu, kostten in 2010 nog meer dan 1000 dollar per kilowattuur (kWh). Vorig jaar was dat nog 130 tot 200 dollar. Tegelijkertijd kunnen de cellen meer elektriciteit opslaan per kilogram, en is de duurzaamheid verbeterd, waardoor ze meer kunnen op- en ontladen. Daardoor kan GM op de batterij van zijn Chevrolet Bolt nu een garantie van acht jaar geven.

De massale investeringen hebben echter ook geleid tot een substantiële overcapaciteit. Cairn ERA schat dat het vermogen voor lithium-ionaccu’s dat vorig jaar werd geproduceerd, de vraag met ongeveer een derde oversteeg. Dat leidt tot flinterdunne winstmarges. Toch blijven batterijbouwers investeren, in de hoop op een groter marktaandeel. “Dat voelt aan als goudkoorts”, geeft Sam Jaffe aan. “Maar er is geen goud.”

Maar er zijn andere waardevolle metalen. Lithium (voor de accu’s) en kobalt (voor de kathoden) maken zowat 60 procent van de prijs van een cel uit. Voor lithium betaal je nu vier keer meer dan in 2015, voor kobalt twee keer. Voor lithium lijkt het een tijdelijk probleem: er wordt geschat dat de wereldvoorraad minstens 210 miljoen ton bedraagt, terwijl er vorig jaar 180.000 ton werd verbruikt. Voor kobalt zijn de voorraden schaarser, én vooral afkomstig uit de Democratische Republiek Congo. Daarom wordt gestreefd naar een vermindering van de kobaltbestanddelen in accu’s. Ook kan de industrie duurzamer worden door de metalen uit oude batterijen te recycleren.

Recyclage

“Als er ergens een gat in die markt is voor Vlaanderen, dan is het in het tweede leven van die batterijen: de recyclage en de grondstofwinning daaruit”, meent Stef Denayer, algemeen directeur van i-Cleantech Vlaanderen. “Ontdekken hoe we nikkel, kobalt, lithium en andere materialen een tweede leven geven, dat kan voor onze regio een belangrijke stap zijn.”

Daar kan het Belgische Umicore een vooraanstaande rol in spelen. Het bedrijf heeft in Hoboken een fabriek die 7000 ton elektrische batterijen kan recycleren. “Een proeflijn”, zegt woordvoerder Christopher Smith. “Er zijn nog niet veel elektrische wagens aan het einde van hun levensduur. Dat komt na 2020. We recycleren wel al batterijen uit consumentengoederen, zoals computers en gsm’s. Daar is het probleem vooral de inzameling: amper 12 tot 15 procent van de in West-Europa verkochte gsm’s wordt ingezameld voor recyclage. Ik denk dat er in elk huis wel tien oude gsm’s rondslingeren.”

In mei kondigde Umicore nog een investering aan van 300 miljoen euro in China en Zuid-Korea. “Daar is nu eenmaal de markt, en daar zitten de autoproducenten. Maar het is allemaal nog nieuw, we staan nog maar aan het begin van de groeicurve.”

Toch is de race nog niet gelopen. De batterijproducenten moeten nog enkele problemen oplossen in hun basismarkt, het elektrisch vervoer. In het Verenigd Koninkrijk kan 43 procent van de auto-eigenaars zijn voertuig niet in de buurt parkeren, en dus ook niet opladen. Zeker in oudere huizen is de elektriciteitsinstallatie niet gebouwd om een wagenbatterij op te laden. De oplossing zijn snelle laadpalen, maar het blijft de vraag of die snel genoeg kunnen uitbreiden om tegemoet te komen aan de ambities van de industrie.

Toch blijven de batterijbedrijven massaal hun productiecapaciteit opschroeven. Andere technologie staat immers nog niet dadelijk op punt. Tom Simonts van KBC Asset Management houdt het onderzoek van het Amerikaanse SolidEnergy en van bedrijven als Swatch, Bosch, Google en Apple in de gaten. Zij willen voor het elektrolytmateriaal een gel gebruiken die de lithium-ionbatterijen kan bedreigen, doordat ze een veel hogere energiedensiteit oplevert. “Maar het duurt tien tot vijftien jaar vooraleer zulke nieuwe ontwikkelingen op de markt komen.”

Alleen voor de massaopslag van energie uit hernieuwbare-energiebronnen zou de Flow-batterij, een kruising tussen een accu en een brandstofcel, een spelbreker kunnen zijn. De technologie begint op punt te staan, en zou voor statische toepassingen goedkoper zijn dan lithium-ionbatterijen.

Energie

Want de batterijproducenten mikken niet alleen op autoproducenten als afnemers. Ook energiebedrijven en -netwerken komen in het vizier. Elon Musk hoorde in maart over stroompannes in het zuiden van Australië, en twitterde dat hij tegen het einde van het jaar voldoende batterijopslag kon leveren, waardoor het elektriciteitsnet nooit meer zou uitvallen. Menige energie-expert noemt dat grootspraak, maar intussen zijn de ingenieurs in Nevada hard aan het werk om een vermogen van 129 megawattuur (MWh) in een installatie te proppen die ontworpen werd opdat hun baas zich aan zijn woord zou kunnen houden.

Packs van lithium-ionaccu’s op industriële schaal – een hoop accupacks die in auto’s gebruikt worden en die met elkaar verbonden worden, waardoor hun chemie en elektronica opgedreven worden om sneller te kunnen opladen en ontladen – zijn steeds meer in trek bij netwerkbeheerders.

Die zijn op zoek naar een manier om de fluctuerende stroomproductie van zonne- en windenergie optimaal te gebruiken. San Diego Gas & Electric (SDGE) heeft in de buitenwijken van het Californische San Diego een autoaccu gebouwd met 384.000 cellen. De installatie van 120 MW fungeert als een piekcentrale, die wordt gebruikt om plotse pieken in de vraag naar stroom op te vangen. Dichter bij huis bouwt Engie Electrabel in Drogenbos een installatie met lithium-ionbatterijen om 6 MW elektriciteit te kunnen opslaan.

Maar er is ook vraag naar batterijen die ‘achter de meter’ gaan, in de gezinnen en op de werkvloer. Tesla bedient die markt met zijn Powerwall-thuisbatterij. Nissan werkt dan weer samen met Eaton, een Amerikaans bedrijf dat elektriciteit beheert, om gebruikte autobatterijen in packs te bundelen. Die kunnen bedrijven en fabrieken voorzien van reservestroom, en zo vervuilende dieselgeneratoren vervangen. Hun eerste grote klant is de Amsterdam Arena, de thuisbasis van de voetbalclub Ajax.

Veel consumenten blijken geïnteresseerd in die kleinere accupacks. Omdat ze niet afhankelijk willen zijn van het elektriciteitsnet, of om hun geproduceerde elektriciteit op te slaan, zodat die aan het net verkocht kan worden op het meest winstgevende moment. Alleen wordt de opmars van die batterijen gehinderd door verouderde reglementen en verzekeringsproblemen. Daardoor krijgen ze maar een beperkte toelage, zegt Anil Srivastava, directeur van Leclanché, een Zwitserse batterijproducent.

Naarmate de batterij-industrie haar producten bijstelt voor elke markt en elke schaal, worden batterijen een wezenlijk onderdeel van een toekomst met een lage uitstoot. Daar zal de sector op lange termijn zeer wel bij varen.