Så rustar svenska bolagen för elektrifiering – med konfliktmetaller och havsvatten

Elektrifieringen av samhället hänger på fler, bättre och större batterier. De flesta vill dit så snart som möjligt, men om sanningen ska fram är det än så länge tur att antalet elbilar på våra vägar är få och den förnybara energin som skapas genom solceller försvinnande liten.

I ett fossilfritt Sverige där el är det primära drivmedlet kommer lagringen bli central, men dit är det långt kvar. Och inte alla är överens om vilken teknologi som kommer att bli viktigast – vi återkommer till det.

”Efterfrågan på batterier kommer bara att öka. Och batterier behöver kunna skräddarsys för de användningsområden som de ska fungera för”, säger Kristina Edström, professor i oorganisk kemi vid Uppsala universitet.

Det är ingen tvekan om att en specifik sektor just nu driver elektrifieringen – fordonsindustrin.

Tesla bygger sin egen batterifabrik i den amerikanska öknen och den svenska jättesatsningen Northvolt har tagit sikte på den europeiska bilmarknaden.

”Transportsektorn behöver ställas om radikalt och nu ser vi hur billtillverkarna gör irreversibla förändringar”, säger Northvolts Emma Nehrenheim och syftar på hur fabrikerna och logistikkedjorna byggs om för den nya teknologi som eldrivna fordon innebär.

Hon förklarar att det för Northvolt handlar om att gå i takt med den teknologiska omställningen, vilket gäller alla som vill att omställningen ska äga rum.

Man måste kunna leverera en produkt i stor skala som håller god kvalitet över lång tid.

”För att transportsektorn ska kunna ställa om behövs en stor tilltro till teknologin. Det vill säga, man måste kunna leverera en produkt i stor skala som håller god kvalitet över lång tid, precis som marknaden är vana vid med sina fordon”, säger hon.

I klartext; batterierna måste vara pålitliga.

Därför landade Northvolt i en batterianläggning för tillverkning av litiumjonbatterier med en NMC-katod. Det vill säga ett batteri med metallerna nickel, mangan och kobolt.

Kombinationen är i dag den tveklöst mest effektiva sett till lagrad energi i förhållande till volym, och därmed den mest populära bland världens tekniktillverkare.

Men det är också här elektrifieringen ifrågasätts. Världens största koboltexportör är nämligen Kongo, där gruvor påkommits med barnarbetare.

Kobolt kallas inte sällan för en ”konfliktmetall” eller till och med ”blodsmetall”.

”Därför ska inte litiumjon-batterier användas överallt”, säger Altris vd Adam Dahlquist.

”De ska användas där de behövs, där det inte går med något annat. Till exempel bärbar elektronik som telefon och surfplattor”, säger han.

Altris alternativ till är ett konfliktfritt sådant, menar han.

Altris är ett litet Uppsalabolag som specialiserat sig på så kallade natriumjonbatterier. Batterierna är utformade på samma sätt som litiumjonbatterier och samma fabriker som i dag framställer litiumjonbatterier kan tillverka natriumjonbatterier.

Fördelarna är att natriumjonerna kan utvinnas ur havsvatten och att den enda brutna metallen som används är järn.

”Även om natriumbatterier skulle bli den enda batteriteknologin i hela världen så skulle mängden järn som går åt bara vara en liten del av det som människor använder”, säger han för att förklara hur oproblematisk råvarutillgången är.

Nackdelen med teknologin är förstås att energidensiteten är lägre, batterierna väger mer och att de än så länge inte är tillräckligt testade för stor industriell tillverkning.

Det är redan uppenbart att det inte kommer att hålla

”Efterfrågan på litiumjonbatterier kommer att tiofaldigas de kommande tio åren. Det är redan uppenbart att det inte kommer att hålla”, säger Adam Dahlquist.

Altris satsar därför sina pengar på en framtid där storleken på batterier inte är det enda som räknas i alla applikationer.

I ett fullt ut elektrifierat samhälle, menar Adam Dahlquist, att fastigheter kommer att ha batterier i källaren som laddas upp när elen är billig eller blir över från en egen produktion med solpaneler.

”För att skapa laddstationer med tillräcklig effekt kommer det ofta vara billigare att stärka elnätet lokalt med batterier än att gräva ned nya kablar”, säger han.

Läs mer: Svenskt bolag vill göra batterier utan kobolt – får miljontillskott

Ett tredje användningsområde för batterier är privata bostäder.

Tesla är en av tillverkarna som redan börjat marknadsföra hembatterier för villaägare för att spara sin egen solenergi till mulna dagar.

”I Sverige finns inte det behovet i dag (eftersom elpriserna är så låga, Di:s anm.) men i Tyskland finns det ett ekonomiskt incitament”, säger Adam Dahlquist och menar att de tyska elpriserna generellt är högre och varierar i större utsträckning.

Men han ser också redan nu fall i Sverige där företag börjat fatta tycke för batterier. Han berättar bland annat om en Ica-handlare vars batteri används för att skära i de dyra effekttopparna.

”Det är toppeffekten som de betalar för. Så om de kan använda sparad energi i ett batteri för att minska effekttopparna när de behöver el till både luftkonditionering och kyldiskar, så räknar de hem en investering på batterier på några år.”

I dag erbjuder biltillverkare åtta års garanti på batterier – det har de aldrig gjort tidigare

Kristina Edström håller med om att användningsområdena för batterier kommer att bli fler. Och därmed kommer trycket på nya litiumjonbatterier att lätta något.

”Det är absolut meningsfullt att utforska natriumjonbatterier”, säger hon och utvecklar:

”Det är lite tidigt att säga hur stor plats de kan komma att ta, men det finns bolag som visat att det kan fungera. Frågan är vilka kunder som ska köpa det?”

Hon säger att hon själv skulle kunna vara en potentiell kund, eftersom hon har solceller på taket som under sommarhalvåret kan försörja hela hennes boende med el, och mer därtill.

Men att någon batteriteknik helt skulle ersätta litiumjonbatterier finner hon osannolikt i dagsläget.

”Utvecklingen av litiumjonbatterier går också snabbt framåt. Det har hänt otroligt mycket bara de senaste fem åren. I dag erbjuder biltillverkare åtta års garanti på batterier – det har de aldrig gjort tidigare”, säger hon och menar att det det bara är början.

Litiumjonbatterierna kommer att bli ännu mindre men ändå kunna lagra mer energi.

Läs mer: Tesla vill skippa dyr metall i nya batterier

Det säger också Emma Nehrenheim, som menar att de negativa sidorna med litiumjonbatterier med NMC-katod går att komma runt.

”Man får bara inte ta genvägar som företag som köper de här metallerna”, säger hon.

Hon förklarar att batteribolag som Northvolt dels kan jobba nära gruvorna som är intresserade av hållbarhet. Men på sikt handlar det framför allt om återvinning och att inte bryta ny kobolt.

”Gamla batterier innehåller mycket mer kobolt än vad vi behöver i dag. Så att återvinna kobolt från ett sådant batteri räcker till flera nya.”

Eftersom kobolt är ett grundämne och återvinns till sin renaste form förlorar metallen inte någon kvalitet, oavsett hur många gånger det återvinns.

Att natriumjonbatterier skulle kunna blir ett alternativ vill hon inte direkt avfärda, men konstaterar att det åtminstone är lång tid kvar innan någon kan säga det med säkerhet.

”All utveckling och forskning är av godo, men det är i liten skala än så länge. Det är på den stora industriella nivån de stora stegen kommer tas. Och där finns fortfarande mycket att göra med litiumjonbatterier som gör dem bättre”, säger hon.

Läs mer: Teslas soltak på väg till Europa: ”Nyheter snart”

Enligt Kristina Edström finns också jobb att göra med hur effektivt man återvinner och tillverkar batterier för att processerna i sig ska vara energieffektiva och undvika att släppa ut koldioxid.

Även hon säger att litiumjonbatterierna kommer att dominera de flesta delar av elektrifieringen, trots vissa problematiska metaller.

Adam Dahlquist hoppas att de har fel.

Redan nästa år ska hans Altris ha samarbetsprojekt igång som ska styrka det praktiska värdet i natriumjonbatterier, och året därpå ska de börja producera batterier i större skala.

”Vi har egentligen samma målsättning som Northvolt. Att 2024 vara igång med egen storskalig produktion. Då hoppas vi tillverka katodmaterial till 12 gigawattimmar batterier per år.”

Northvolts motsvarande siffra är 40 gigawattimmar per år, från 2024.

Ser ni Northvolt som en konkurrent?

”Nej, vi ser Northvolt som en framtida kund. De kommer kunna köpa materialet av oss för att bygga natriumjonbatterier längre fram.”