9/3/2020

Episode 289: Skal bli storprodusent av grafitt til batterier

I denne episoden av Teknisk Sett diskuterer Jan Moberg og Odd-Rikard Valmått produksjonen av anodematerialer, spesielt grafitt, for litium-ion-batterier. De intervjuer Stian Matshus fra LKM og Håvard Mo fra Elkem, som forklarer at LKM satser på produksjon av syntetisk grafitt i stor skala på Herøya i Norge. Dette er viktig for å dekke den økende etterspørselen etter batterier i Europa, og LKM ser på Northvolt og andre store batteriprodusenter som potensielle kunder. LKM har utviklet en pilotlinje og planlegger å bygge en stor fabrikk i Herøya, som vil være en betydelig satsing for både LKM og Elkem.

00:01

Podcasten diskuterer mangfoldet og betydningen av anodematerialer i litium-ion-batterier, med fokus på Norges satsing på syntetisk grafitt.

16:25

EUs investeringer og støtte er avgjørende for å utvikle en bærekraftig batteriindustri i Europa.

Transkript

Altså litium-ion-batteriseller er ikke bare litium-ion-batteriseller. Det kan være masse forskjellig. Så det er mange forskjellige katodetyper, det kan være forskjellige sammensetninger, det er forskjellige spesialiserte anodegraffittmaterialer til forskjellige applikasjoner. Hva er det som gjør at det er så mye anodegraffitt?

Velkommen til Teknisk Sett, en podcast fra TU. Mitt navn er Jan Moberg, og jeg står her med Odd-Rikard Valmått. Hei, Jan. Hei, Odd-Rikard. Du, i dag skal vi inn på et tema som er veldig kjært for deg. Jeg tipper at hvis du slår sammen de elementene som skal med, så utgjør det nok 15-20 av topp 10-plassene på de 687 favorittemnene dine.

Ja, jeg tenker litt mer overfor at det meste av de favorittene er jo drevet av batterier, ikke sant? Ja, du sa ordet batterier, men vi skal ikke bare snakke om batterier, vi skal inn i batteriene. Det skal vi. Hvorfor det?

Jo, fordi at batterier består jo av masse grunnstoffer som er snekret sammen på finulige måter. Norge har ambisjoner om å bli en stor batteriprodusent. Det er det mange andre i Europa som gjør også. Da må vi ha tilgang på råstoffer. Ja. Og det er i ferd med å skje i Norge nå, spesielt på anodesiden. Spesielt på anode, ja.

Hva er det som kjennetegner anode? Det er jo dit litiumionene vandrer for å skape en elektronstrøm i den yttre kretsen. Anoden er viktig i anoden.

Det har jeg forstått, og det er også viktig, som du sier, at disse bestanddelene blir produsert i Europa, for vi snakker jo litt sånn Battle of the Continents. Det gjør vi. Det har vi batterier og tilgang, og mange av de som skal starte opp fabrikasjon av biler og annet, de vil ha tilgang i vår verdensdel. Men ikke bare det. Nå er det Norge som seiler opp som leverandør av anodematerialer.

Ja, Norge ser ut til å bli en viktig anodematerialprodusent. Det gjør vi. Og da har vi fått besøk av det konsernet som har lagt ut på denne ferden med å produsere anodematerialer, nemlig LKM. Stian Matshus, du er jo leder batterivirksomheten i Norge for LKM. Du hører innledningen her, nå er du rett inne på anodematerialet. Hva er det vi snakker om?

Vi snakker om en av de helt kritiske komponentene til litium-ion-batteriet, eller litium-ion-batteriselle. Anoden er jo det som lagrer litium når du har ladet opp batteriet ditt. Anodemateriale vil påvirke veldig mange kritiske egenskaper i batterisellen. Det er med på å bestemme hvilken energitet du har.

hvor raskt du kan lade opp batteriet ditt, hvor mange sykler du kan, altså levetiden på batteriet, hvor mange sykler det tåler. Og det er også viktig for sikkerhetsaspekter, gassdann og så videre i litt som jønnebatteriselvene. Så et helt kritisk spesialisert

Men hva er det dere skal levere nå? Jeg har skjønt at dere er litt i pilotfasen her fortsatt, men hva er det dere har funnet som dere kan levere bedre enn andre? Det vi snakker om i dette prosjektet som vi nå kaller Northern Recharge, som er potensiell etablering av...

anodematerialer til lithium-ion-batteryceller er på grafitten. Og det er grafitt som er det dominerende anodematerialet i dagens lithium-ion-battery teknologier, og har vært det siden kommersialiseringen av lithium-ion-batteryceller av Sony i 1991. Så det er spesialiserte grafitttyper vi ser på å produsere.

Tradisjonelt har grafitt vært noe man har gravd ut av jorda, men så vidt jeg skjønner på dere, så er den grafitten dere klarer å produsere, hakket bedre enn

enn den vi finner i gruver, sånn som vi gjør på skalaen i Nord-Norge for eksempel. Ja, det er to hovedtyper grafitt. Det ene er som du snakker om nå, naturgrafitt, eller grafitt fra gruver. Og så er det det vi produserer i vårt Northern Recharge-prosjekt her, som er syntetisk grafitt. Og syntetisk grafitt produseres jo da ved å varmebehandle

For eksempel en ren kilde som koks til veldig høye temperaturer, opp mot 3000 grader, sånn at du får en mest mulig perfekt grafittstruktur. Fordelen med syntetisk grafitt er at du har veldig stabil kvalitet, noe som er påkrevet i performance-applikasjoner som bilbatterier for eksempel.

lettere med stabil kvalitet, og det har også en del fordeler når det gjelder at batterisellen skal tåle mange sykler. Det er en veldig resistent måte å sprekke opp når litium går inn og ut av grafittstrukturen.

Så det er litt pros og cons med syntetisk og naturgrafett, men syntetisk er stort sett foretrukne, og spesielt da teknisk i de fleste applikasjoner. Men dere tar sikte på virkelig stor skala her, og dere har siktet dere inn på Herøya for å produsere det her. Så det er ganske mye av den potensielle europeiske batteriproduksjonen dere

i fremtiden kan dekke? Her har du snakket om mange tusener av tonn, ti tusener av tonn, og det skjer en voldsom utvikling i europeisk celleproduksjon med eksisterende prosjekter som ekspanderer, og masse nye etableringer. Så her kommer det til å bli et stort potensielt marked bare i Europa. Hvor, hvis jeg har, jeg vet ikke,

500 kilo batteri i bilen min, hvor mye av den vekten er grafitt? Du kan si som en sånn tommelfingerregel, så 10 prosent. Så det er ganske mye dere skal produsere da? Ja, her går det store mengder. Det er cirka sånn 1 kilogram per kilowatt time batterikapasitet. Hvor langt har dere kommet nå? Vi har etablert en...

større organisasjon. Vi har bygd opp en liten pilotlinje med industriell type utstyr, men småskala. Samtidig med dette så bygger vi nå en industriell pilotlinje med en investering på 65 millioner som skal i drift neste år, som vi bygger nå.

I parallellt med dette så jobber vi med et Northern Recharge-industrialiseringsprosjekt. Så vi har mange ting i parallell her, og grunnen til at vi går så raskt frem er jo at denne industrien er i en rivende rask utvikling, og her må man virkelig tenke litt nytt, gjøre ting i parallell for å henge med her. Det tolget her går nå.

Vi har også med din kollega Håvard Mo, teknologidedirektør i Elkem. Velkommen tilbake, Håvard. Takk. Vi har jo snakket sammen før. Hva var bakgrunnen for at dere nå går inn på dette området? Vi kjenner jo mest Elkem med aluminium og silisium og den type ting. Elkem ble jo etablert i 1904, og vi har endret oss veldig mange ganger siden den gangen.

Dette her er en ny satsing som vi gjør, det er riktig, men det bygger på det vi har god kompetanse på. Vi har levert elektroder, altså karbonmateriale, siden 1910-1915. Patenterte Sødeberg-elektroden i 1917. Så det at vi i 2020 starter med grafittproduksjon, det er vel ikke så overraskende når vi har holdt på med dette her i over 100 år. Vi var med på solsatsingen.

For 15 år siden, den ble jo raskt overtatt av Kina, og nå sitter man igjen med et par mindre selskaper i Norge og Europa som innen sol. Vi tror at det kommer til å bli en annen dynamikk på batterisiden. Ja, og det ser vi jo også, som vi nevnte her innledningsvis, at mange av de som skal kjøpe dette her,

vil gjerne ha de i Europa. Så det er vel det som har vært utløst litt etter for dere også? Ja, i EU så er det en rekke kritiske materialer som EU ønsker å være uanhengig av andre deler av verden. Og grafitt er et område, og batterier er helt klart et kritisk område. Og det gjør store satsinger nå i Europa på å bygge opp batteriindustri.

Og europeiske batteriprodusenter, de ønsker å kjøpe sine innsatsfaktorer fra andre europeiske aktører. Vi må bare ta en liten runde på det Odd-Rikardt var innom, nemlig Herøya. Det er jo litt sånn fjær i hatten for norsk industrimiljø at dere velger å legge en satsing dit, ikke bare i Norge, men også til et sånt...

anerkjent i mange, mange år, industrimiljø som det. Hvorfor? Og hvordan var prosessen med å havne der? Det var en lang prosess. Det er mange gode miljøer i Norge hvor vi kunne lagt denne fabrikken. Da vi begynte så hadde vi 35 forskjellige lokasjoner som vi så på, og det ble raskt ned til 8 aktuelle. Så var det jo da, hvilke områder er det, eller hvor er det vi kan få en langsiktig kraftkontrakt av tilstrekkelig omfang?

Hvor er det det er god infrastruktur for å drive industri? Hvor er det vi kan rekruttere godt fagpersonell? Hvor er det vi kan få støttefunksjoner til rundt fabrikken vår? Og det som egentlig var utslagsgivende for Heria helt i oppløpet var nærheten til Kristiansand, forskningsmiljøet vårt i Kristiansand.

Sånn at vi får, når vi nå kjører piloten, vi lærer opp folkene våre, så er det ikke alt for mange timer å kjøre til her. Ny vei her nå etter hvert. Godt samarbeid. Men her er det et meget kompetent miljø, og det er en veldig stor fordel at det er mye annen industri området.

Dere har jo også stor produksjon av metallurgisk silisium, blant annet til solceller, og det er også et veldig spennende anodemateriale i fremtiden. Også trenden går imot å bruke mer og mer silisium til fordel for grafitt, men det er vanskelig på grunn av ekspansjonen. Så dere sitter jo egentlig på to av de virkelig interessante anodematerialene i LKM.

Det gjør vi, og vi har holdt på faktisk med silisium lenger enn vi holdt på med anode-grafit. Vi begynte forskning på silisium til anoder i, jeg tror det var i 2014. Det vi gjør nå, nå slår vi sammen de satsingene til et område, Battery Materials, hvor vi nå skal kjøre grafitten fram først, industrielt, og så skal vi utvide porteføljen med silisiumbaserte materialer i tillegg.

Men Håvard, kan du gi oss en oversikt over hvem er det som er kunder av dette dere nå satser på på grafittsiden? Det er alle som produserer og selger i Europa kan være kunder. Så for eksempel den svenske Northvolt-satsingen vil være en typisk taker av det? Absolutt. Vi vil veldig gjerne ha en stor kontrakt med Northvolt. Akkurat.

Dette kan jeg for lite om, men har de kinesiske produsentene også etablert seg i Europa, sånn at de kjøper lokalt? Ja, altså Stian, du kan jo si litt om hvordan det bildet er, for det er veldig mange virksomheter nå som flytter tyngdepunktet, eller flytter virksomhet, eller gjør nyetableringer i Europa. Ja, fordi det at EU har vært så tydelig på at vi skal ha det her, det har virket. Ja.

Ja, det er jo veldig interessant det som skjer nå, fordi du får en stor ny etablering i Europa, og da er det jo mange av de som, de eksisterende store selveprodusentene, etablerer seg jo, eller har etablert seg i Europa. Så du har de store koreanske loppmotivene som LG Chem, som bygger en helt enorm fabrikk i Polen nå,

Du har Samsung SDI og SK Innovation som etablerer seg i Ungarn. Og så har vi som vi var inne på her med kinesisk Contemporary Amplix Technology Limited, CATL, som etablerer seg med en svær fabrikk i Erfurt i Tyskland. Så dette er jo selskap som nå er inne i verdikjeden og har store avtaler med de europeiske bilprodusentene. I tillegg så er det franske initiativer.

Det som er interessant å se nå er at du får mer en sånn homegrown europeisk industri med også Northvolt som var nevnt. Så her er det både en kombinasjon av de eksisterende store selskapene og nye selskaper som kommer. Og jeg regner med at det er hovedsakelig bilindustrien som er den store som drar dette lasset.

Det er på elektrifisering av biltransport som er det store, den største etterspørselen helt klart kommer fra dette segmentet. Så har du i tillegg stasjonære energilagringssystemer som blir større og større. Men det er bil som er det store. Det er tilsvarende teknologi. Du kan si det er...

Det er mange forskjellige kjemier, altså litium-ion-battericeller er ikke bare litium-ion-battericeller. Det kan være masse forskjellig. Så det er mange forskjellige katodetyper, det kan være forskjellige sammensetninger, det er forskjellige spesialiserte anodegraffittmaterialer til forskjellige applikasjoner. Så dette er veldig spesialisert og rettet spesifikt inn mot kjemier.

applikasjonsområdet forskjellige selskaper har litt forskjellige preferanser når det gjelder teknologi og det er spesifisert ned på generasjoner av batteriseller så du spesifiserer når du lager en ny bilmodell så spesifiserer du batteriet og så helt ned til batterisellen og ned til hvilke kritiske materialer som vårt anodemateriale som går inn så dette er veldig spesialisert

Det er vel også et spørsmål om Europa klarer å etablere nok produksjon av batterier. Vi har jo sett mangelsituasjoner allerede, og det er mange som tenker at dette kommer til å bli verre, selv om det er veldig mange som nå bygger fabrikker, om vi klarer å bygge nok. Men det får tiden vise. Det er et godt poeng, og her er jo kineserne mye raskere enn oss i Europa til å etablere seg.

De kjører ting i parallell med forskning og pilotering og bygging, og tar større risiko enn det europeiske aktører vanligvis gjør. Og det er jo denne kjennelsen vi har fått når vi nå har gått ut med Herøya, det at vi har nødt til å gjøre ting i parallell.

Så vi er i gang med en genering av anlegget, samtidig som vi holder på å bygge piloten. Og det er nettopp for å håndtere den raske hastigheten som etableringene her gjøres i, og hvor europeiske aktører må være noe mer risikovillige enn det man har vært tidligere. Ja, dette er en ny måte å jobbe på også for dere. Absolutt. Ja, og det strømmer jo på noe med kapital inn i dette. Så det er jo enorme investeringer som skal til her, og det virker som om

men også backing og en veldig bevisst strategi fra EU her på å få denne industrien til Europa. Her er det snakk om fremtiden til europeisk bilindustri. Man har skjønt at man må ha hele verdikjeden i Europa, også celleproduksjon, batteriproduksjon, fordi det er en så kritisk del av elektriske biler. Så her er det...

både at man ser at kapitalen strømmer dit, men også at det er veldig bevisste støtteordninger. Du har jo for eksempel denne Important Projects of Common European Interest, IPSEI, der EU-

på en måte tillater støtte på statlig eller samarbeidsnivå. At det ikke blir sett på som subsidier. Ja, det er liksom avklart mot konkurransemyndighetene. Tilbake til det dere skal gjøre nå. Dere skal ha dette pilotprosjektet i gang til neste år. Dere skal kvalifisere produksjonsprosessen. Hva er kritisk der? Hva er...

Når vi nå skal gå videre, så er det jo tre ting som er kritisk. Det første er at nå leverer vi materialet, og vi må få intensjonsavtaler på det materialet med kundene. Det er jo det som skal ta tallene.

Så da er det rett og slett det å slenge produkt i bordet som er det de trenger å forholde seg til. Og det er det vi gjør nå, og med piloten så vil vi kunne slenge enda mer produkt på bordet. Så må vi demonstrere både for de som skal kjøpe oss og for oss selv at vi klarer å skalere opp. For nå bruker vi interessert utstyr i dag, og vi skal jo ha større utstyr, vi skal ha mer produksjon.

Da må vi vise at vi klarer å holde den kvaliteten, stabil høy kvalitet ved stor volum. Det er noe av det vi skal demonstrere med piloten. Når vi skal bygge her, så er dette en ganske stor satsing. Elken er på jakt etter medieinvestorer. Vi har skilt dette ut som et eget selskap. Vi har slått sammen batterivirksomheten vår og skal tiltrekke oss investorer. Den første delen her er en 10-20 000 tonn.

Så skal vi kunne ekspandere både ut videre den fabrikken som vi bygger på her, og så skal vi kunne bygge flere fabrikker. Og det er en satsing som blir veldig stor. Og for å realisere noe sånt som dette, det skal jo gå raskt fremover, det er ny teknologi, et stor satsing her for Elkem, og da er det jo veldig viktig, som vi var inne på med EU-er, også i Norge, at rammebedingelsene er på plass for sånne etableringer.

Det går jo på at det blir lagt til rett i prosessene som skal til for å få til en sånn etablering, men også på en måte inspirasjonen fra EU at man får på plass støtteordninger som gjør at man kan hjelpe selv litt generelt inni denne industrien med å ta ned risiko og få på plass offentlige ordninger også i Norge.

Ikke bare for R&D og pilotering, men også industrialisering. For det er det det handler om, at hvis Norge skal være med på det løpet her, så går toget nå, og dette går veldig raskt fremover. Så det er viktig at du også får på plass stor industri, storskala industri her, for det etableres. Vi har konkurrenter selvsagt, og for at Norge skal få

bygge en ny industri her og må bygge stort nok. Det og drikkartet jeg har lurt på er jo om det blir elkraft nok til alle hvis vi lykkes, men det tema skal vi ikke ta nå, men dette er jo særdeles kraftkrevende produksjon.

Så det er jo et tema vi må følge opp. Det bekymrer meg stort. Men fjerde hatten til Herøya, og utrolig flott at Elke og meg er på ballen på det Europa vil ha. Vi må avslutte. Stian Matshus, Håvard Mo, takk. Vi skal følge med. Veldig flott å høre hva dere holder på med.

Takk, da ser vi dere på åpningen. Ja, vi kommer gjerne. Takk til Odd Rikardt og til vår produsent Sebastian Vidinum Storvik og mitt navn Eian Moberg.

Nämnd i episoden

Litium-ion-batteriseller

Batterityper som brukes i biler og andre enheter

Litium-ion-batteri

En type batteri som bruker litium-ioner for å lagre energi

Anode

Den negative elektroden i en batteriselle, hvor litiumioner lagres under lading

Katode

Den positive elektroden i en batteriselle, hvor litiumioner beveger seg til under utlading

Grafitt

Et karbonmateriale som brukes som anodemateriale i litium-ion-batterier

Syntetisk grafitt

Produsert gjennom en varmebehandlingsprosess og har stabil kvalitet, egnet for høytytende applikasjoner

Naturgrafitt

Grafitt som utvinnes fra gruver

Northern Recharge

LKMs prosjekt for å produsere syntetisk grafitt i Norge

Herøya

En industristed i Norge hvor LKM planlegger å bygge en fabrikk for grafittproduksjon

LKM

Et norsk selskap som satser på produksjon av anodematerialer for litium-ion-batterier

Elkem

Et norsk selskap som satser på produksjon av grafitt og silisium for batterier

Northvolt

Et svensk batteriprodusentselskap

LG Chem

Et koreansk selskap som bygger en batteri fabrikk i Polen

Samsung SDI

Et koreansk selskap som etablerer seg i Ungarn

SK Innovation

Et koreansk selskap som etablerer seg i Ungarn

CATL

Et kinesisk batteriprodusentselskap som etablerer seg i Tyskland

Den europeiske union, som støtter utvikling av batteriindustrien i Europa

IPSEI

Important Projects of Common European Interest, et EU-program som støtter strategiske prosjekter

Kristiansand

En by i Norge med et forskningsmiljø som LKM samarbeider med

Sødeberg-elektroden

En type karbonelektrode patentert av Elkem i 1917

Batteri Materials

En divisjon i Elkem som fokuserer på produksjon av batterimaterialer

Teknisk Sett

En podcast fra TU

Teknisk Ukeblad, et norsk teknologi- og næringslivsmagasin

Sebastian Vidinum Storvik

Produsent for podcasten Teknisk Sett

Deltagare

Host

Jan Moberg

Host

Odd-Rikard Valmått

Guest

Stian Matshus

Guest

Håvard Mo

Lignende

9/30/2021

Teknisk sett

Episode 382 – Bodø-spesial III: Lavkarbon aluminium – Hydro

Se mer

12/17/2020

Teknisk sett

I dag snakker vi med Tom Einar Jensen i Freyr om det som kanskje er Norges største industrielle mulighet på mange årtier: batterier.

Se mer

Laddar