Rosnąca elektryfikacja transportu, rozwój energetyki odnawialnej oraz potrzeba magazynowania energii sprawiają, że globalny rynek baterii litowo-jonowych stał się jednym z kluczowych segmentów współczesnego przemysłu. W centrum tego ekosystemu znajdują się ogromne zakłady produkcji ogniw – tzw. gigafabryki – które kształtują łańcuch dostaw surowców, wpływają na koszty pojazdów elektrycznych i determinują tempo transformacji energetycznej. Zrozumienie gdzie powstają baterie, kto je produkuje i jakie moce wytwórcze są planowane, pozwala lepiej ocenić geopolityczne i gospodarcze konsekwencje tego wyścigu technologicznego.
Globalna mapa zakładów produkcji baterii
Rynek baterii litowo-jonowych jest silnie skoncentrowany geograficznie. Według szacunków branżowych (m.in. BloombergNEF, IEA, dane do ok. 2024 r.) ponad 75–80% mocy produkcyjnych ogniw do pojazdów elektrycznych zlokalizowanych jest w Azji, głównie w Chinach. Europa i Ameryka Północna intensywnie inwestują, ale nadal pozostają w fazie nadrabiania dystansu.
Dominacja Chin w produkcji ogniw
Chiny są bezdyskusyjnym liderem w skali świata, zarówno pod względem mocy produkcyjnych, jak i integracji całego łańcucha wartości. W 2023 r. produkcja ogniw litowo-jonowych w Państwie Środka odpowiadała za około 75% globalnej podaży dla pojazdów elektrycznych. Szacowane moce wytwórcze chińskich fabryk przekraczały 1,5–2 TWh rocznie, a w planach – do końca dekady – znajduje się przekroczenie poziomu kilku terawatogodzin.
Chińskie zakłady należą głównie do takich firm jak CATL, BYD, CALB, Gotion High-Tech, EVE Energy czy Farasis Energy. Są one powiązane z lokalnymi dostawcami materiałów katodowych i anodowych, zakładami rafinacji litu, niklu i kobaltu, a także rozbudowaną siecią producentów separatorów, elektrolitów oraz sprzętu produkcyjnego. Ta gęsta sieć przemysłowa umożliwia szybkie skalowanie produkcji przy relatywnie niskich kosztach jednostkowych.
Istotnym elementem przewagi Chin jest także bardzo rozbudowana infrastruktura logistyczna. Większość dużych fabryk ogniw znajduje się w pobliżu portów morskich, klastrów przemysłowych i głównych hubów transportowych. Ułatwia to zarówno import surowców (np. koncentraty litu z Ameryki Południowej czy Australii), jak i eksport gotowych ogniw lub modułów do globalnych producentów samochodów i magazynów energii.
Europa: budowa nowego centrum produkcji
Europa, przez lata uzależniona od importu baterii z Azji, rozpoczęła proces tworzenia własnego potencjału produkcyjnego. Głównym impulsem stały się polityki unijne, w tym regulacje ograniczające emisję CO₂ w transporcie, programy wsparcia dla produkcji baterii oraz środki z Instrumentu na rzecz Odbudowy i Zwiększania Odporności. Dzięki temu w ostatnich latach ogłoszono dziesiątki projektów gigafabryk w krajach takich jak Niemcy, Szwecja, Polska, Węgry, Francja, Hiszpania czy Włochy.
Szacunki różnych ośrodków analitycznych wskazują, że planowane i istniejące moce produkcyjne w Europie mogą sięgnąć 800–1000 GWh rocznie około 2030 r., jeśli wszystkie zapowiedziane inwestycje zostaną zrealizowane. W praktyce oznaczałoby to zdolność do wytworzenia baterii dla kilkunastu milionów pojazdów elektrycznych rocznie, w zależności od przeciętnej pojemności pakietu.
Kluczowymi graczami w europejskiej produkcji baterii są: Northvolt (Szwecja, Niemcy), LG Energy Solution (Polska), CATL (Niemcy), Samsung SDI (Węgry), SK On (Węgry), ACC (Stellantis, Mercedes-Benz, TotalEnergies – Francja, Niemcy, Włochy), a także powstające inicjatywy lokalnych koncernów motoryzacyjnych i chemicznych. Europa stawia również na rozwój technologii recyklingu, aby stopniowo uniezależniać się od importu części surowców krytycznych.
Ameryka Północna: przyspieszenie dzięki regulacjom i subsydiom
Stany Zjednoczone oraz Kanada weszły w fazę dynamicznego rozwoju produkcji baterii stosunkowo później niż Azja i Europa, jednak tempo ostatnich inwestycji jest bardzo wysokie. Uchwalenie Inflation Reduction Act (IRA) w USA – z hojnymi ulgami podatkowymi uzależnionymi od lokalizacji produkcji i pochodzenia surowców – stworzyło silny impuls do budowy nowych zakładów.
Do końca 2024 r. ogłoszono w Ameryce Północnej projekty kilkudziesięciu gigafabryk, w tym inwestycje Tesli, LG Energy Solution, SK On, Samsung SDI, Panasonic, a także koncernów motoryzacyjnych (GM, Ford, Stellantis we współpracy z partnerami). Łączne planowane moce produkcyjne mają przekraczać 1 TWh rocznie w perspektywie następnej dekady, choć część projektów może ulec rewizji w zależności od popytu i sytuacji gospodarczej.
Obok produkcji ogniw rozwija się również sektor materiałów katodowych, anodowych i elektrolitów, a także recyklingu (Redwood Materials, Li-Cycle, Ascend Elements). USA stawiają na budowę relatywnie zintegrowanego łańcucha dostaw w oparciu o surowce z Ameryki Północnej i krajów partnerskich, ograniczając uzależnienie od dostawców chińskich.
Największe i najbardziej wpływowe gigafabryki baterii
Pod pojęciem gigafabryki rozumie się zwykle zakład wytwarzający rocznie co najmniej kilka–kilkanaście gigawatogodzin (GWh) ogniw. Największe obiekty przekraczają obecnie moc 50–100 GWh rocznie i są zaprojektowane tak, by w razie potrzeby rozszerzyć je do kilkuset GWh.
CATL: globalny lider mocy produkcyjnych
Contemporary Amperex Technology Co. Limited (CATL) z siedzibą w Ningde w Chinach to jeden z najważniejszych graczy w branży baterii. Firma dostarcza ogniwa m.in. dla Tesli (część chińskiej produkcji), BMW, Mercedes-Benz, Stellantis, Volkswagena i wielu chińskich producentów pojazdów elektrycznych. Według danych rynkowych za 2023 r. udział CATL w globalnym rynku baterii do samochodów elektrycznych wynosił ponad 30% pod względem pojemności dostarczonej w GWh.
CATL posiada i rozbudowuje szereg ogromnych zakładów w Chinach: w Ningde, Liyang, Yibin, Xiamen, a także zakład w Erfurcie w Niemczech. Niektóre z tych fabryk zaprojektowano z założeniem docelowej mocy powyżej 100 GWh rocznie. Przykładowo, kompleks w Yibin według informacji spółki ma być jednym z największych na świecie o docelowej zdolności sięgającej kilkuset GWh, rozłożonej na wiele etapów inwestycji.
Kluczowym elementem strategii CATL jest rozwój innowacyjnych technologii, takich jak ogniwa LFP (litowo-żelazowo-fosforanowe) wysokiej gęstości, systemy cell-to-pack (CTP), a także koncepcje baterii sodowo-jonowych. Koncentracja produkcji w kilku ogromnych hubach przemysłowych pozwala firmie osiągać efekt skali i redukować koszty wytwarzania poniżej poziomów wielu konkurentów.
BYD: zintegrowany producent ogniw i pojazdów
BYD (Build Your Dreams) to kolejny chiński gigant, który wyróżnia się tym, że jest jednocześnie producentem pojazdów elektrycznych i jednym z największych wytwórców ogniw LFP na świecie. Firma buduje i rozbudowuje liczne fabryki baterii w Chinach, m.in. w prowincjach Shaanxi, Guangdong, Anhui, a także ekspanduje na rynki zagraniczne.
W 2023 r. BYD należał do czołówki producentów ogniw do pojazdów elektrycznych, z udziałem w rynku sięgającym kilkunastu procent. Zakłady firmy produkują ogromne wolumeny baterii typu Blade, cechujących się kompaktową konstrukcją, wysokim poziomem bezpieczeństwa termicznego i atrakcyjnym kosztem produkcji. BYD integruje produkcję ogniw z montażem pakietów i końcowych pojazdów, co skraca łańcuch dostaw i umożliwia optymalizację projektów pod kątem konkretnych platform samochodowych.
Tesla i Panasonic: pionierskie gigafabryki w USA
Termin „gigafactory” spopularyzowała Tesla, współpracując z Panasonic przy budowie fabryki ogniw w stanie Nevada (Gigafactory 1). Zakład ten, rozwijany etapami od połowy minionej dekady, nadal pozostaje jednym z największych pojedynczych obiektów produkujących ogniwa litowo-jonowe na świecie.
Szacuje się, że moce produkcyjne Gigafactory w Nevadzie osiągnęły kilkadziesiąt GWh rocznie (porządku 30–40 GWh), z planami dalszej rozbudowy. Ogniwa wytwarzane w tym zakładzie są wykorzystywane w pojazdach Tesli (głównie Model 3 i Model Y) oraz w stacjonarnych systemach magazynowania energii Powerwall i Megapack. Zakład w Nevadzie stał się jednocześnie centrum rozwoju nowych formatów ogniw, jak np. cylindryczne 2170, a pośrednio przyczynił się do rozwoju nowszego formatu 4680.
Tesla buduje również własne linie produkcji ogniw 4680 w fabryce w Teksasie (Giga Texas) oraz w zakładach w Niemczech (Giga Berlin). Chociaż skala tych operacji wciąż rośnie i jest mniejsza niż w przypadku największych chińskich producentów, znaczenie technologiczne i wpływ na branżę pozostają bardzo duże. Tesla stara się integrować projekt baterii z konstrukcją pojazdu (tzw. pakiet strukturalny), co ma obniżyć masę i koszty, a zwiększyć sztywność nadwozia.
Gigafabryki LG Energy Solution, Samsung SDI i SK On
Korea Południowa jest domem dla trzech kluczowych firm w globalnym przemyśle baterii: LG Energy Solution, Samsung SDI oraz SK On (dawniej SK Innovation). Każda z nich posiada sieć zakładów produkcyjnych rozlokowanych na kilku kontynentach, w tym w Europie i Ameryce Północnej.
LG Energy Solution dysponuje m.in. ogromnym kompleksem produkcyjnym w Polsce (Wrocław – Biskupice Podgórne), który jest jednym z największych zakładów w Europie. Według publicznie dostępnych informacji moce produkcyjne tej fabryki przekroczyły 70 GWh rocznie, a kolejne rozbudowy mają na celu zwiększenie zdolności wytwórczych. LG posiada również zakłady w Korei, USA (m.in. wspólne przedsięwzięcia z GM – Ultium Cells), Chinach i innych częściach świata.
Samsung SDI prowadzi duże inwestycje w Europie Środkowej, w szczególności na Węgrzech, gdzie rozwija kilka linii produkcyjnych dla klientów z branży motoryzacyjnej. SK On buduje natomiast zakłady w USA (we współpracy z Fordem oraz innymi partnerami) i w Europie, również koncentrując się na dostawach ogniw do pojazdów elektrycznych.
Koreańskie firmy są szczególnie aktywne w segmencie ogniw NMC (nikiel–mangan–kobalt) i rozwiązań wysokiej energii dla samochodów klasy premium, przy czym coraz intensywniej rozwijają też chemie o niższym udziale kobaltu, a docelowo alternatywne konfiguracje katod, aby zmniejszyć zależność od surowców o wysokiej cenie i ograniczonej dostępności.
Northvolt i europejskie projekty niskoemisyjnej produkcji
Northvolt, założony przez byłych menedżerów Tesli, stał się symbolem europejskich ambicji w zakresie budowy własnego przemysłu baterii. Główna fabryka spółki – Northvolt Ett – zlokalizowana jest w Skellefteå w Szwecji i stopniowo zwiększa moce produkcyjne do docelowego poziomu rzędu 60 GWh rocznie lub więcej, w zależności od kolejnych etapów rozbudowy.
Kluczowym wyróżnikiem Northvolt jest silny nacisk na zrównoważoną produkcję: wykorzystanie energii elektrycznej pochodzącej z hydroenergetyki, wysoki udział recyklingu materiałów katodowych i anodowych, a także ścisła kontrola śladu węglowego w całym łańcuchu dostaw. Spółka rozwija również zakład recyklingowy Northvolt Revolt oraz planuje lub buduje kolejne fabryki w Niemczech i innych krajach europejskich, często we współpracy z producentami samochodów, jak Volkswagen.
Obok Northvolt powstają kolejne inicjatywy, jak ACC (Automotive Cells Company) – joint venture Stellantis, Mercedes-Benz i TotalEnergies – który buduje gigafabryki m.in. we Francji, Niemczech i Włoszech. Celem jest stworzenie europejskiego zaplecza produkcyjnego zdolnego do obsłużenia milionów pojazdów elektrycznych rocznie oraz zapewnienia technologicznej suwerenności w obszarze tak kluczowym jak magazynowanie energii.
Przemysłowe wyzwania i kierunki rozwoju największych zakładów
Gigafabryki baterii są jednymi z najbardziej kapitałochłonnych inwestycji przemysłowych na świecie. Budowa nowoczesnej fabryki o mocy 20–40 GWh rocznie wymaga nakładów liczonych w miliardach dolarów, z czego znaczną część stanowi wysoko wyspecjalizowany park maszynowy i infrastruktura energetyczna. Najwięksi gracze muszą mierzyć się z szeregiem wyzwań technicznych, ekonomicznych i regulacyjnych, jednocześnie utrzymując presję na redukcję kosztów i podnoszenie parametrów technicznych ogniw.
Skalowanie produkcji i kontrola kosztów
W przemyśle baterii kluczowy jest efekt skali. Im większa fabryka i im wyższy wolumen produkcji, tym niższy koszt jednostkowy ogniwa, pod warunkiem, że linie produkcyjne pracują z wysokim wykorzystaniem mocy. Według analiz rynkowych masowa produkcja w wielkich zakładach pozwoliła obniżyć koszt baterii litowo-jonowych z poziomu kilkuset dolarów za kWh kilkanaście lat temu do okolic 130–150 USD/kWh na poziomie pakietu (a w przypadku niektórych chemii i kontraktów nawet poniżej 100 USD/kWh dla samego ogniwa) w latach 2023–2024.
Gigafabryki optymalizują procesy wytwarzania poprzez:
- automatyzację i robotyzację kluczowych etapów, takich jak mieszanie past elektrodowych, powlekanie, suszenie, cięcie i formowanie ogniw,
- zwiększanie prędkości linii produkcyjnych przy zachowaniu jakości,
- redukcję odpadów materiałowych dzięki precyzyjnej kontroli parametrów procesu,
- standaryzację formatów ogniw (np. duże cylindryczne, ogniwa pryzmatyczne) i uproszczenie konstrukcji pakietów.
Jednym z istotnych trendów jest przechodzenie na technologie LFP (litowo-żelazowo-fosforanowe), szczególnie w segmencie pojazdów masowych i magazynów energii. Ogniwa LFP są co prawda nieco cięższe przy tej samej pojemności niż niektóre ogniwa NMC, ale nie wykorzystują kobaltu i niklu, co obniża koszty materiałowe i zmniejsza ryzyko związane z dostępnością surowców. Duże chińskie zakłady wyspecjalizowane w LFP (jak te należące do CATL i BYD) osiągają bardzo niskie koszty końcowe, co wymusza presję cenową na globalnym rynku.
Surowce, logistyka i bezpieczeństwo łańcucha dostaw
Produkcja baterii litowo-jonowych jest intensywna surowcowo. Do wytworzenia 1 kWh pojemności potrzeba głównie litu, niklu, manganu, kobaltu (w zależności od chemii), grafitu (naturalnego lub syntetycznego) oraz szeregu innych materiałów, takich jak miedź, aluminium, elektrolity czy separatory polimerowe. Największe fabryki zużywają rocznie dziesiątki tysięcy ton tych surowców, co wymaga stabilnych i zdywersyfikowanych źródeł dostaw.
Chiny kontrolują znaczną część globalnych zdolności rafinacji litu i produkcji materiałów katodowych, co daje im silną pozycję przetargową. W odpowiedzi, Europa i Ameryka Północna rozwijają własne projekty wydobywcze i rafineryjne (m.in. w Kanadzie, Australii, Chile, krajach afrykańskich we współpracy partnerskiej), a także inwestują w recykling baterii zużytych i pokonsumenckich. Strategia polega na zmniejszeniu koncentracji ryzyka w jednym regionie i na stworzeniu obiegu zamkniętego, w którym znacząca część metali wraca do produkcji nowych ogniw.
Logistyka ma szczególnie duże znaczenie z uwagi na wagę i wrażliwość produktów. Transport ogniw wymaga specjalnych procedur bezpieczeństwa, a wysyłka z Azji do Europy czy USA wydłuża czas dostaw i generuje koszty. Dlatego zarówno producenci baterii, jak i koncerny motoryzacyjne dążą do lokalizacji zakładów jak najbliżej fabryk pojazdów oraz głównych rynków zbytu.
Ślad węglowy i regulacje środowiskowe
Produkcja baterii jest energochłonna, a jej ślad węglowy zależy w dużej mierze od miksu energetycznego kraju, w którym znajduje się fabryka, oraz od efektywności procesów. Zakłady zlokalizowane w regionach o niskiej emisyjności energii elektrycznej – np. z dużym udziałem hydroenergetyki i OZE – są w stanie oferować produkty o znacznie niższym śladzie węglowym. Jest to coraz istotniejsze z punktu widzenia regulacji w Unii Europejskiej, która wprowadza wymogi raportowania i stopniowego ograniczania emisyjności baterii wprowadzanych na rynek.
W odpowiedzi na te wyzwania gigafabryki inwestują w:
- modernizację urządzeń pod kątem efektywności energetycznej,
- własne źródła energii odnawialnej (farmy fotowoltaiczne, wiatrowe) lub długoterminowe kontrakty PPA,
- recykling wód procesowych i ograniczenie emisji zanieczyszczeń,
- zamknięte obiegi rozpuszczalników i innych substancji chemicznych.
Regulacje unijne dotyczące baterii (Battery Regulation) wprowadzają m.in. cyfrowe paszporty baterii, wymagania dotyczące zawartości materiałów pochodzących z recyklingu oraz limity emisyjności dla określonych kategorii produktów. W praktyce oznacza to, że zakłady produkcyjne muszą nie tylko spełniać normy jakościowe i bezpieczeństwa, ale też szczegółowo raportować parametry środowiskowe, co wymusza rozwój zaawansowanych systemów monitoringu i zarządzania danymi.
Postęp technologiczny i nowe generacje baterii
Największe zakłady produkcji baterii pełnią nie tylko rolę wytwórczą, ale również są centrami wdrażania nowych technologii. Przejście z laboratoryjnych prototypów na masową produkcję wymaga dostosowania linii, zapewnienia powtarzalności parametrów i uzyskania satysfakcjonującego poziomu wydajności przy rozsądnych kosztach.
Wśród kluczowych kierunków rozwoju technologicznego można wymienić:
- doskonalenie chemii NMC i NCA (nikiel–kobalt–aluminium) o wyższej gęstości energii i niższej zawartości kobaltu,
- rozszerzanie wykorzystania LFP w segmentach średniej i niższej klasy, szczególnie w pojazdach miejskich i magazynach energii,
- rozwój nowych formatów ogniw, takich jak cylindryczne 4680, ogniwa pryzmatyczne dużego formatu czy „cell-to-chassis”,
- baterie półprzewodnikowe (solid-state), w których ciekły elektrolit zastępowany jest stałym, co potencjalnie zwiększa bezpieczeństwo i gęstość energii,
- alternatywne chemie, takie jak baterie sodowo-jonowe czy systemy z katodą bogatą w mangan, obniżające zależność od litu i niklu.
Przemysłowe wdrożenie solid-state w skali gigafabryk to wciąż wyzwanie: wymaga nowych linii produkcyjnych, materiałów i metod montażu. Kilku producentów – zarówno w Japonii, jak i w Europie czy USA – deklaruje komercyjne wdrożenie takich rozwiązań w drugiej połowie dekady, ale w pierwszej fazie prawdopodobnie będą one stosowane w droższych, wyspecjalizowanych zastosowaniach. Bardziej masowe segmenty rynku nadal będą opierały się na udoskonalanych wariantach klasycznych ogniw litowo-jonowych.
Recykling jako integralna część ekosystemu
Wraz ze wzrostem liczby pojazdów elektrycznych i magazynów energii rośnie ilość zużytych pakietów baterii, które po zakończeniu życia w aplikacjach trakcyjnych mogą znaleźć „drugie życie” w mniej wymagających systemach stacjonarnych, a następnie trafić do recyklingu. Najwięksi producenci i operatorzy gigafabryk coraz częściej integrują procesy recyklingowe z produkcją pierwotną, tworząc obieg zamknięty.
Nowoczesne zakłady recyklingu wykorzystują technologie hydrometalurgiczne i pirometalurgiczne do odzysku litu, niklu, kobaltu, miedzi i innych metali z wysoką efektywnością. Odzyskane surowce wracają do produkcji materiałów katodowych i anodowych, co zmniejsza zapotrzebowanie na surowce pierwotne i redukuje ślad środowiskowy całego systemu. W perspektywie kilkunastu lat recykling może stać się jednym z głównych źródeł litu i innych metali dla przemysłu baterii.
Gigafabryki, które już dziś projektują swoje łańcuchy wartości z myślą o recyklingu, zyskują przewagę konkurencyjną – zarówno pod względem kosztów, jak i zgodności z coraz bardziej restrykcyjnymi regulacjami. Przykłady takich działań można znaleźć w projektach Northvolt, Tesli (we współpracy z dostawcami recyklingu), a także w inicjatywach firm takich jak Redwood Materials w USA czy europejskich operatorów specjalizujących się w przetwarzaniu baterii pokonsumenckich.
Rozwój największych zakładów produkcji baterii będzie więc ściśle związany nie tylko z technologią samych ogniw, ale również z całościowym kształtowaniem łańcucha wartości: od wydobycia i rafinacji surowców, przez projektowanie i wytwarzanie, aż po ponowne wykorzystanie i odzysk materiałów. W efekcie powstaje nowy, globalny ekosystem przemysłowy, który w coraz większym stopniu determinuje tempo i skalę transformacji energetycznej oraz przyszłość sektora transportu.
