Er der nok litium til batterielektrificering af transportsektoren?

Konklusionen af CONCITOs analyse er at der er tilstrækkeligt med litium, men det betyder ikke, at omstillingen er uden udfordringer. Tilgængelighed, tid, pris, geopolitiske hensyn[1] og hastigheden af den teknologiske udvikling kan vanskeliggøre og forsinke den omstilling, som ellers er både nødvendig og mulig.

Hvor meget litium er tilgængeligt?

Når snakken falder på batterielektrificering af transportsektoren, er en hyppigt udtrykt bekymring, hvorvidt der er nok litium til den grønne omstilling[2]. Grundlæggende er Litium et grundstof og derfor en endelig ressource, men bekymringerne om litium som mangelvare er overdrevne. United States Geological Survey (USGS) opgør årligt den kendte mængde, tilgængelighed og produktion (udvundet mængde) af en lang række mineraler[3], herunder litium. I USGS’s opgørelser skelnes der mellem reserver, der er økonomisk og teknologisk tilgængelige ud fra et øjebliksbillede, og ressourcer, som er kendte forekomster, men hvor det ikke for nuværende er rentabelt at udvinde. Det betyder, at som efterspørgslen stiger, vil flere ressourcer blive til reserver, og der vil også opdages hidtil ukendte ressourcer. Det ses i figur 1, at udviklingen i produktion, reserver og ressourcer følges ad, men at produktionen de seneste år har haft en højere vækstrate end reserver og ressourcer.

Figur 1 – Global udvikling i litiumproduktion og -forekomster 1996-2022 (USGS, 1996-2023). Reserver og ressourcer fremgår af venstre akse og produktion fremgår af højre akse.

I 2021 blev der ifølge USGS globalt udvundet godt 100.000 tons litium, mens reserver blev vurderet til 26 mio. tons og ressourcer til 98 mio. tons. Dette skal ses i forhold til, at det estimeres, at verdens have indeholder over 200 mia. tons litium[4].

Hvor meget litium kræver batterielektrificering af vejtransporten?

For hver kWh i et batteri kræves der cirka 160 g rent litium. Der er dog stor forskel på batteristørrelser. For personbiler kan de variere fra 30-100 kWh. Et gennemsnitligt batteri til en personbil er omkring 70 kWh, hvilket svarer til 11,2 kg litium per personbil.

Det nuværende antal personbiler, varebiler, lastbiler og busser kan fremskrives til 2035 for at anslå det maksimale behov for litium de kommende år, hvis hele bestanden i EU både vokser og skal omstilles til at være batterielektrisk.

Tabel 1 – Behov for litium til vejtransportmidler frem mod 2035 (EU)

Som det fremgår, så er det store problem – måske overraskende for nogen – ikke lastbilernes store batterier, men de mange personbilers batterier.

USGS anslår, at der i 2021 blev produceret 107.000 t litium på verdensplan. Hvis alle EU’s vejtransportmidler skal omstilles til batterielektrisk, vil det således beslaglægge hvad der svarer til 43 års samlet produktion på niveau med 2021. Hvis vi antager, at mængden af transportmidler i EU stagnerer efter 2035, og at hele bestanden skal være fuldt omstillet i 2050,[5] vil det derfor som minimum[6] kræve en fordobling af den globale litiumproduktion, bare for at imødekomme EU’s behov for batterielektrificering.

På globalt plan er der pt. 1,5 mia. personbiler. Med en stigende global velstand er det ikke urealistisk at forestille sig fx 3 mia. biler i 2050. Det vil kræve mere end 30 mio. tons litium hvis de alle skal være elbiler, svarende til en tredjedel af de kendte ressourcer og lidt mere end de samlede aktuelle reserver. Altså er der behov for væsentligt at opskalere den globale udvinding, øge tilgængeligheden af kendte forekomster samt at udforske nye kilder – hurtigst muligt. Udfordringen bliver at møde efterspørgslen i tide, så prisstigningen på batterier ikke bliver en hindring for omstillingen.[7] I lyset af udviklingen hidtil (jf. figur 1) vurderes det dog ikke urealistisk at øge reserver og produktion tilstrækkeligt. Spørgsmålet er, om det kan ske hurtigt nok.

Det tager tid at opskalere den globale litiumproduktion

Det vil kræve massive investeringer og tid at åbne flere litiumminer. Erfaringsmæssigt tager det 4-7 år at åbne en litiummine.[8] Dette er uden at tage højde for den forudgående tid til de relevante myndighedsbehandlinger og politiske processer.

Mineindustri indebærer en risiko for langvarig eller permanent ødelæggelse af habitater og økosystemer, da det ofte kræver at større områder ryddes for vegetation, samt kan forurene ferskvandsressourcer, hvis det udvindes på uansvarlig vis. Derudover er mineindustrien mange steder i verden kendetegnet ved tvivlsomme, usikre og til tider decideret udnyttende arbejdsforhold. For eksempel kobolt udvundet i uformelle miner i DR Congo[9] eller mica på Madagascar.[10] Med disse perspektiver for øje er det ikke overraskende, at minedrift eller planer derom ofte leder til folkelig og politisk modstand, samt bekymring for vidtrækkende miljømæssige og sociale konsekvenser.[11] Derfor er der brug for, at der stilles krav, som slår igennem hele vejen fra batteriproducent til minevirksomhed.

I en europæisk kontekst kan det sandsynligvis tage 10 år eller mere at opstarte en litiummine til fuld produktion. Udover selve udvindingen, er det også nødvendigt med tilsvarende raffinaderi- og genanvendelseskapacitet. En hurtig og rettidig opskalering af litiumproduktion vil derfor i givet fald kræve politisk handlekraft, effektiv sagsbehandling og folkelig opbakning.

Områder med potentiale for minedrift er som regel perifere, relativt socioøkonomisk og politisk marginaliserede, kan indeholde store naturværdier, samt eventuelt hjemsted for etniske/kulturelle minoriteter. Et eksempel på dette er Kiruna, en region i det nordligste Sverige. Regionen er allerede kendt for udvinding og forarbejdning af bl.a. jernmalm. Desuden indeholder området store naturværdier og er hjemsted for samerne, en etnisk minoritet i Sverige. Her blev der i januar 2023 fundet forekomster af bl.a. litium, som dog først forventes at kunne udvindes og sælges på verdensmarkedet om 10-15 år iflg. LKAB, et statsejet svenske mineselskab.[12]

Vækstpotentialet er stort, men det er svært at tiltrække de rette arbejdsmæssige kompetencer, og der er debat om, hvem der egentlig får størst gevinst ud af ”det grønne eventyr” mod nord. Dette eksempel understreger den svære afvejning mellem at gå på kompromis med lokale hensyn til natur og kultur for at opnå en omstilling, som er nødvendig i en global skala. De modsatrettede hensyn understreger vigtigheden af at sikre opbakning og tillid til fremtidige mineprojekters miljømæssige og sociale ansvarlighed. Det vil kræve robuste institutionelle rammer og regulering, der stiller krav og holder industrielle aktører ansvarlige.

Dette er et eksempel på den generelle udfordring, at den grønne omstilling ofte er i stærk konkurrence om arbejdskraft både internt og med andre brancher såsom olie/kul/gas, mineindustrien til andre formål, byggeri/anlæg mv. Det gælder både kapacitet hos de offentlige myndigheder til at sagsbehandle projekter samt at skaffe personale med de rette kompetencer, især indenfor STEM.[13]

Der er også brug for teknologiudvikling, mindre biler og standardiseret batteridesign

Mineindustrien er en olieafhængig industri, som ikke aktuelt har en nem omstillingssti, selvom nogle aktører er i gang med at udvikle grønne alternativer til produktionen. For fremtiden kan andre kilder til litium end traditionel malmudvinding såsom geotermiske forekomster bane vejen for grønt litium. I geotermiske forekomster kan litium udvindes ved at anvende den geotermale energi. I denne teknologi udfældes litium fra det geotermiske vand, og vandet kan efterfølgende ledes tilbage til kilden.

Genanvendelse af bilbatterier på stor skala ligger sandsynligvis 15-20 år ude i fremtiden, da de udover at blive genanvendt stadig kan bruges til energilagring til andre formål som sekundær anvendelse. På sigt vil det være fordelagtigt at arbejde for standardiserede batteridesigns, som i de velkendte bly-syre-batterier, da det gør direkte genanvendelse mere effektiv og skånsom for klima og miljø. Dog kan det være problematisk for innovationen på området, hvis de strikse produktkrav indføres på et for umodent stadie af teknologiudviklingen.

Udover at øge produktionen, vil det også være hensigtsmæssigt at se på efterspørgslen. Der er pt. en tendens til øget efterspørgsel på større biler, især SUV’ere, og elbiler med længere rækkevidde. Det kræver større batterier på 100 kWh eller mere, hvilket er problematisk ift. at sikre en hurtig og effektiv omstilling. For mange bilister vil en bil med et mindre batteri være tilstrækkeligt til at dække det almindelige kørselsbehov. Som tommelfingerregel kan en elbil køre ca. 5 km/kWh, afhængigt af bilens vægt i øvrigt.[14] Teknologiudvikling af batteriers kapacitet, ydeevne, materiale sammensætning og vægt er forventelig, men der er en række fysiske begrænsninger på, hvor optimalt energien kan lagres.

Figur 2: Tiltag til at mindske behovet for yderligere minedrift – der skal arbejdes på alle niveauer

Der er litium og kritiske metaller nok, men periodiske flaskehalse er sandsynlige

Der er altså substantielle udfordringer i opskaleringen af produktionen af litium og andre kritiske metaller for den grønne omstilling, men de er ikke relateret til mangel på mineraler.

Det mest kritiske aspekt er tidshorisonten, da der både skal opdages, godkendes, udvindes og produceres store mængder på kort tid. Dette kan i perioder skabe flaskehalse mht. pris, hvis efterspørgslen på fx litium stiger meget hurtigere end udbuddet. De største usikkerheder ligger i den teknologiske udvikling, hvor både nye udvindingsmetoder såsom litium fra saltvand eller helt andre batteriteknologier kan ændre forudsætningerne radikalt. Dertil kommer usikkerheder omkring politisk og folkelig modstand mod minedrift.