Miedź w sektorze e-mobility – rola miedzi w rozwoju światowego rynku elektromobilności
Miedź jest nam znana od prehistorii. Niezawodna, towarzyszyła ludziom w kolejnych epokach, zyskując kolejne zastosowania. Dziś jednak zerkamy w przyszłość, a w niej – nie może być inaczej – ogromnie ważna funkcja przypada właśnie miedzi.
Choć w kwestii rozwoju silników dla branży e-mobility najczęściej wspomina się o kobalcie, licie i niklu, to miedź w motoryzacji XXI wieku gra równie ważną rolę – jest wykorzystywana w silnikach elektrycznych, akumulatorach, inwerterach, okablowaniu oraz w stacjach ładowania (okablowanie, bus bary, konektory).
Co nam dają pojazdy elektryczne?
Intensywny rozwój sektora elektromobilności to nie tylko ruch w stronę nowoczesnej, emocjonującej i zaawansowanej motoryzacji. Elektryfikacja transportu drogowego idzie również w parze z ograniczoną emisją gazów cieplarnianych i obniżoną ilością węgla wykorzystywanego w przemyśle motoryzacyjnym. Pojazdy elektryczne emitują mniej dwutlenku węgla niż spalinowe. Kolejny atut to niższe wydatki na energię – średni roczny koszt eksploatacji elektrycznego auta będzie niższy niż w przypadku tradycyjnych pojazdów.
Udział samochodów elektrycznych i hybrydowych w rynku motoryzacyjnym stale rośnie. Dostępność aut elektrycznych mierzona w długiej perspektywie użytkowania poprawia się mimo relatywnie wysokich kosztów zakupu. Jednak im bardziej zaawansowany rozwój technologii produkcji baterii do samochodów elektrycznych, tym niższe będą ich ceny. Szacuje się, że roczna sprzedaż pojazdów elektrycznych o napędzie elektrycznym przekroczy 1 milion pojazdów w 2023 r., osiągając ponad 7 % rocznej sprzedaży do 2025 roku. Całkowita liczba pojazdów elektrycznych w 2025 roku ma wzrosnąć do 7 milionów, a liczba portów ładowania – do 5 milionów.
Miedź a elektromobilność
Dynamiczny rozwój sektora elektromobilności oraz konieczność poszukiwania alternatywnych źródeł energii, minimalizujących wpływ na środowisko i emisję CO2 do atmosfery, mają niebagatelne znaczenie dla wzrostu użycia miedzi. To ważny surowiec dla technologii magazynowania energii.
„Rude złoto”, czyli ten odnawialny, ekologiczny, niezwykle wytrzymały i plastyczny metal jest wykorzystywany w wielu branżach, które są typowe dla współczesnego rozwoju technologii. Mowa m.in. o produkcji paneli fotowoltaicznych, energetyce wiatrowej czy właśnie elektromobilności. Miedź w motoryzacji i innych sektorach przemysłu poprawia ich ogólną wydajność ekonomiczną ze względu na swoje liczne atuty.
Wszystkie typy samochodów z napędem elektrycznym zawierają kilkakrotnie więcej miedzi niż samochody z silnikiem spalinowym. Producenci elementów aut elektrycznych i stacji ładowania polegają przede wszystkim na doskonałej przewodności elektrycznej miedzi.
Miedź do budowy energooszczędnych silników elektrycznych
W sektorze e-mobility znajdziemy miedź w autach elektrycznych, ale także w publicznych punktach ładowania, czyli stacjach/ ładowarkach. Jeśli chodzi o pojazdy, to miedź jest używana do produkcji przewodów zasilania, cewki silnika i falowników. Oprócz baterii miedź stosuje się w akumulatorach i przetwornicach. To właśnie miedziane podzespoły pozwalają na inteligentne zarządzanie silnikiem z przeniesieniem napędu.
Zapotrzebowanie na miedź będzie zwiększać się z biegiem lat, bo obserwujemy znaczne przyspieszenie obecnego trendu – pojazdy elektryczne to nasza rzeczywistość. Miedziane podzespoły do samochodów ekologicznych pojawiają się nie tylko w osobówkach – w przypadku miejskich autobusów i ciężarówek mamy często do czynienia z silnikami hybrydowymi, które również nie mogłyby istnieć bez miedzi.
Rewolucja związana z pojazdami o napędzie elektrycznym rozwija się coraz szybciej i dotyka coraz to nowszych obszarów. Zbliża się także do przemysłu, budownictwa oraz górnictwa. Flota elektryczna zasilana bateryjnie zapewnia oszczędności w zakresie konserwacji, wentylacji i chłodzenia, a także oferuje olbrzymie możliwości zmniejszenia wpływu na środowisko i stworzenia zdrowszego środowiska pracy dla pracowników wielu sektorów przemysłu na całym świecie.
Ile miedzi znajduje się w samochodzie elektrycznym?
Według danych opublikowanych przez Copper Development Association Inc. i pochodzących od International Energy Agency miedź jest głównym składnikiem w silnikach elektrycznych, falownikach, okablowaniu i stacjach ładowania. Żeby to zobrazować, stowarzyszenie wskazało zawartość metalu w:
- samochodach konwencjonalnych – ok. 8-22 kg miedzi,
- samochodach hybrydowych – ok. 39 kg miedzi,
- samochodach hybrydowych plug-in – ok. 60 kg miedzi
- samochodach elektrycznych – ok. 83 kg miedzi,
- autobusach hybrydowych – ok. 89 miedzi,
- autobusach elektrycznych – ok. 369 kg miedzi
Miedź w motoryzacji – stacje ładowania pojazdów elektrycznych
Żeby zwiększać liczbę aut elektrycznych na rynku, potrzebny jest dalszy rozwój infrastruktury umożliwiającej ich ładowanie. Mowa o publicznych stacjach ładowania. Żeby „dodać energii” swojemu pojazdowi, trzeba podłączyć go do takiej stacji – i w tym momencie pojawia się miedź w postaci metalowego przewodu ładującego. Oprócz tego produkuje się z niej przewód montowany między ładowarką a panelem elektrycznym.
Stacje ładowania pojazdów elektrycznych i same auta wymagają również zastosowania bus barów lub innych elementów, np. złączek, konektorów. Bus bary, czyli szynoprzewody są wykorzystywane do dystrybucji energii, elektrycznego wspomagania kierownicy i konwerterów AC/DC. W sektorze e-mobility największym powodzeniem cieszą się bus bary z połączenia miedzi i aluminium, bo pozwalają na oszczędności w zakresie masy i kosztów produkcji. Ponadto szynoprzewody można dowolnie formować. Oprócz tego w stacjach ładowania można znaleźć miedziane złączki i konektory.
Miedziane podzespoły do samochodów ekologicznych – Electris
Potencjał, jaki posiada miedź już dawno odkryła firma Electris. Wdrażane przez Electris rozwiązania (jak np. innowacyjny proces cięcia i laminowania elementów miedzianych, które będą stanowiły kluczowy element najnowocześniejszych rozdzielni i systemów dystrybucji energii), są często pionierskie i wyznaczają kierunki rozwoju branży.
Firma Electris niedawno uzupełniła swoją ofertę o innowacyjną technologię malowania proszkowego wraz z zaawansowanymi technikami maskowania dla szynoprzewodów miedzianych z powłokami galwanizowanymi. To otwiera przed firmą nowe możliwości współpracy oraz produkcji dla wielu firm z sektora e-mobility czy sektora bateryjnego.
Komponenty, które produkuje Electris, takie jak customizowane bus bary, konektory, czy radiatory chłodzone cieczą stanowią elementy systemów bateryjnych stosowanych między innymi w pojazdach elektrycznych.
