Liitiumioonakud on kujunenud Eesti energiamaastikul üheks keskseks tehnoloogiaks

Eesti energeetikasektori üheks keskseimaks tehnoloogiaks on kujunenud liitiumioonakud, mida kasutatakse elektriautodes, telefonides, arvutites, tõukeratastes ja üha enam ka suurtes võrgu stabiliseerimise lahendustes. Taskuhäälingus „Tuleviku energeetika – energeetika tulevik“ (TEET) arutlesid füüsikalise ja elektrokeemia teadur Meelis Härmas, füüsikalise keemia nooremteadur Karl‑Ander Kasuk ja akuteadlane Ronald Väli Volta fondi värske aruande üle. Aruandes antakse põhjalik ülevaade maailma akuturust, selle tootmismahust, hinna- ja tehnoloogilistest suundumustest.

Eri liiki akud
Nikkel‑mangaan‑koobalt-aku (NMC) on suurema energiatihedusega ja kallim. See sobib kõrgema kvaliteediklassiga elektriautodele.
Liitiumraudfosfaataku (LFP) on Hiinas laialdaselt kasutatav odav, ohutu ja pika kasutuseaga aku. Tesla hakkas LFPd kasutama 2021. aasta lõpust. Akutüüp sobib nii elektriautodele, salvestitele kui ka kergliiklusvahenditele.
Naatriumioonaku on odavam ja külmakindlam. Esimesed kommertsiaalsed naatriumakud jõuavad praegu Hiinas turule autoakudena. See sobib statsionaarseks salvestuseks.
Tahkete elektrolüütidega ehk tahkisakud ja pooltahked akud on paljulubavad, kuid pole tootmise keerukuse tõttu laboritest välja tootmisesse jõudnud. Pooltahked akud on masstootmisele lähemal, kuid sisaldavad endiselt vedelaid komponente, mis teeb samuti tootmise keerulisemaks.

Liitiumioonaku arendamise keerukus
Vestluses osalejad täheldasid, et liitiumioonakude arendamine nõuab sügavaid teadmisi materjaliteadusest ja täpset protsessikontrolli. „Esimesed viis aastat on päris korralik õpikõver – õpid baasasju, kuidas lihtsalt teha niimoodi, et materjal jääks voolukollektori külge üldse kinni,“ meenutas oma kogemusi Meelis-Härmas.

Aku töökindlust mõjutavad parameetrid
Aku suur laetusaste kiirendab parasiitreaktsioone, mis lühendavad kasutusiga, ja tsükliline vananemine põhjustab materjalide murenemist. Seetõttu piiravad tootjad sageli kasutatavat mahtuvust. Näiteks telefonid ja elektriautod kasutavad tarkvara, mis piirab maksimaalset laetusastet või ajastab laadimist nii, et aku oleks täis just kasutamise hetkeks. Ronald Väli tõi näiteks, et telefonitootjad arvestavad vaikimisi, et akut ei oleks võimalik üle 80% laadida.

Optimaalseks laetusastmeks peetakse vahemikku 20–80%. Taskuhäälingus rõhutati, et mida rohkem aega on aku täis laetud, seda kiiremini selle kvaliteet halveneb.

Tootmismaht ja turuliider
Volta aruande järgi toodeti 2025. aastal 2,3 TWh mahus liitiumioonakusid, mida on 44% rohkem kui aasta varem. Võrdluseks võib öelda, et Eesti aastane elektritarbimine on 8,3 TWh, mis tähendab, et maailma ühe aasta akutoodang vastab ligikaudu kolmandikule Eesti aastasest tarbimisest.

Hiina toodab 86% maailma liitiumioonakudest. Sealt pärineb suure tõenäosusega ka enamik Eestisse jõudvaid elektriautode ja salvestite akusid. Karl‑Anderi sõnul on Hiina edu taga kiire projektijuhtimine, tsentraliseeritud teadmiste jagamine, riiklik tugi, võime müüa akusid väikese marginaaliga ning täielik kontroll tarneahela üle. „Hiinas arendusprojektid toimivad lihtsalt nii palju kiiremini. 15 kuuga tehakse midagi, mis võtaks Euroopas 30 kuud,“ selgitas ta.

Akude valmistamine algab kaevandamisest, jätkub rafineerimisega, aktiivmaterjalide tootmisega ja lõpeb aku kokkupanekuga. Suurim CO₂ jälg tuleb just aktiivmaterjalidest, mis nõuavad kõrge temperatuuriga protsesse, väävelhapet ja suurt veekulu. Vestluses käsitleti ka n-ö europesu, mille korral Euroopa ettevõtted müüvad enda sõnul Euroopas toodetud komponente, kuigi sisendmaterjalid pärinevad täielikult Hiinast.

Tehisintellekti kasutamine akude tootmisel
Tehisaru suurim potentsiaal on kvaliteedikontrollis – defektide tuvastamises, tootmisliinide optimeerimises ja andmete standardiseerimises. Uute materjalide avastamisel on aga tehisarust saadav kasu väike.

Elektriautode tasuvus
Elektriautoga sõitmine on odavaim kodulaadija abil. Avalikud laadijad on Euroopas kallimad kui bensiin, Hiinas aga odavamad.

Tulevikuväljavaated
Edaspidi jääb liitiumioonakude kasutus ülekaalu, kuid liitiumraudfosfaatakude osakaal kasvab kiiresti. Naatriumioonakul on potentsiaal odavas segmendis ning tahkisakude läbimurre on võimalik, kuid mitte kohe. Euroopa peab otsustama, kas investeerida strateegilisse sõltumatusse või odavasse importi. Energeetikasektori arengut piiravad inseneride nappus ja keerukas tootmine, kuid nõudlus akude järele jätkab kasvamist.

Kuula saadet

„Tuleviku energeetika – energeetika tulevik“ on taskuhääling, mida veavad Karl-Ander Kasuk, Ove Oll ja Meelis Härmas. Uus taskuhäälingu osa ilmub iga kuu.