Ett norskt Northvolt?

Freyr är den store utmanaren till Northvolt på den nordiska batterimarknaden – men de två arbetar med helt olika strategier. Volkswagen (VW), Northvolts storägare och största kund, verkar inte vilja sia om vinnaren i teknikracet och väljer att satsa på båda två med ett nytt omfattande tekniksamarbete med Freyr.

Medan Northvolt går den långa vägen med egen batteriutveckling och produktionsteknologi tar Freyr genvägar genom tillägna sig kunskap och teknologier via samarbetsavtal.

”När vi startade Freyr 2018 hade vi varken tid eller råd att utveckla en egen batteriteknologi”, förklarar Tom Jensen. ”Vi gick i stället igenom vad som fanns på marknaden och fastnade för 24Ms teknologi som vid den tiden var i tidig kommersiell produktion i Asien”.

Det är det av några MIT-forskare i Cambridge/Boston utvecklade bolaget 24M Technologies som står i centrum för Volkswagens och Freyrs intresse.

”Med 24M kan vi utveckla världsledande teknologi för våra batterifabriker”, säger Thomas Schmall, chef för Volkswagens affärsområde Teknik och VD för dess komponentbolag. Volkswagen köper en global licens för att använda 24Ms teknik för produktion av Semi Solid cells och satsar ”ett tresiffrigt dollarbelopp” på att bli störst ägare i 24M med 25% där också norska Freyr och dess amerikanska storägare Koch Industries redan är delägare.

Att Freyr inte låst sig i egen teknologi, utan kunnat anamma det som de uppfattat som bäst på marknaden, har också resulterat i att Freyr initialt är fokuserade på batterier för stationär drift och som inte kräver laddning ofta. Northvolt är inriktat mot batterier för elbilar där snabba och täta laddningstillfällen är en fördel.

”Det är ytterst glädjande att Volkswagen genom sitt avtal med 24M bekräftar att vi tydligt valt rätt teknologi för vår egen batteriproduktion”, framhåller Tom Jensen.

Freyr tecknade i december 2020 ett licensavtal med 24M som gav dem rätt till obegränsad produktion av batterier med 24Ms ”nuvarande och framtida teknologier och till alla marknadssegment” enligt 24Ms pressrelease. Licensen kostade Freyr 20 miljoner dollar plus en volymbaserad årlig royalty på minst 3 miljoner dollar.

Stor marknad i transport

24M har utvecklat en teknologi, Semi solid, som är nästa generation litium-jon-batteri och som har många egenskaper gemensamt med ett solid state batteri  – den heliga gralen i batterivärlden. 24M-batteriets uppbyggnad gör att produktionskostnaderna kan sänkas väsentligt. ”Det är nästa generation av batteriteknik som ger möjlighet att packa mer energi i batterierna till lägre produktionskostnad då vi ser att den behöver långt mindre produktionsyta, lägre investeringar, mindre energi i produktionen, färre anställda, ett mindre koldioxidutsläpp i produktionen samt en effektivare återvinning”, sammanfattar Tom Jensen dess olika fördelar.

Batterier med 24Ms teknologi förväntas också kunna laddas med mer energi än ett konventionellt litium-jonbatteri. ”De introducerades 1991 så det är allaredan en 30 år gammal teknologi” påpekar Tom Jensen.

Att de nya batterierna kan laddas med mer energi per viktenhet öppnar möjlighet för att de också ska kunna användas i elektrifiering av till exempel flygplan och för det har 24M fått 85 Mkr från amerikanska Department of Energy för kommande utvecklingsarbete.

”Alla batterier har för och nackdelar och för 24M gäller det först och främst att de är mycket bättre på applikationer med lägre krav på snabb laddning men över tid blir de också användbara för personbilar”, säger Tom Jensen.

Det är också en av anledningarna till att Freyr initialt kommer att producera batterier för energilagring och marint bruk, kommersiella fordon, men senare också för personbilar. För biltillverkaren Volkswagen har den nuvarande längre laddtiden inte varit avskräckande. Gemensamt med 24M ska man jobba på en lösning vilket också kommer att gynna Freyr.

”Efterfrågan på batterier från bilindustrin är helt enorm och har inneburit att den lagt beslag på nästan all kommande batteriproduktion varför vi förväntar att det kommer att bli stor brist på batterier för energilagring. Vilket är en nödvändig del i den pågående elektrifieringen i samhället”, säger Tom Jensen.

Liksom Northvolt redan sålt in framtida produktion till bland andra Volkswagen och BMW har Freyr preliminära avtal med två kunder som tillsammans under några år i slutet på decenniet vill ha sammanlagt upp till 50 GWh. Det belägger nära 70% av årsproduktionen på 43 GWh som de två första gigafabrikerna i Mo i Rana planeras producera 2025. Den ena köparen är amerikanska konglomeratet Honeywell medan den andre ännu inte offentliggjorts. För Honeywell ska Freyr skräddarsy batterier för lagring av el för både industribruk – behind the meter – och för producenter av sol- och vindkraft – front of the meter. Leveranserna på totalt 19 GWh ska ske 2023-2030, är värt ca 20 miljarder kronor och kommer att belägga cirka en tredjedel av den planerad Gigafabrik 1 i Mo i Rana. ”Avtalen med Honeywell är av stor betydelse för vårt kommande beslut nu i vår om att starta Gigafabrik 1”, säger Tom Jensen.

Begreppet Gigafabrik kommer ur förkortningen GWh, GigaWatt-timmar, men har generellt kommit att beteckna en stor fabrik. Freyrs testfabrik på 2-3 GWh kallas därför inte gigafabrik.

JV med Volkswagen?

Att Freyr var så tidigt ute med att börja kommersialisera 24Ms teknik, och att Volkswagen nu kommer efter in i 24M, har fått bedömare på batterimarknaden att spekulera i ett joint venture mellan VW och Freyr för att bygga en ny gemensam gigafabrik. Volkswagen har redan fasta planer på 6 Gigafabriker i Europa men har ännu inget bestämt om USA där VW har stor egen bilproduktion. VWs anläggningen i Chattanooga byggs nu ut för produktion av elbilar med en enhet för sammansättning av battericeller.  Freyr och amerikanska Koch Strategic Platforms har däremot aviserat ett joint venture för att bygga gigafabriker i USA.
”I ett första skede amerikansk produktion på upp mot 50 GWh som vi hoppas kan stå klar 2025. Vi tittar nu på olika lokaliseringar inför ett möjligt investeringsbeslut under 2022 och byggstart 2023”, förklarar Tom Jensen.

Vid sidan om 24M Technologies har VW sedan många år en investering på drygt 300 miljoner dollar i amerikanska QuantumScape som står inför en nära kommersialisering av solid statebatterier med tänkt produktionsstart 2025, det vill säga ungefär samtidigt som Freyrs USA-fabrik. Batterierna från QuantumScape uppges kunna fullladdas på 15 minuter och är förmodligen helt avsedda för storägaren VW. Med QuantumScape och 24M har VW uppenbarligen säkrat sin tillgång till världens två mest avancerade batteriteknologier.

Freyr och Koch har också säkrat en tilläggslicens från 24M för projektet som blir en av de största batterifabrikerna i USA.

Koch gick in i Freyr i samband med dess börsnotering i New York förra sommaren. ”Det var bara tre år efter vår start 2018 och på de tre åren har vi tagit in 750 miljoner dollar i kapital och gått till 180 anställda”, säger Tom Jensen. ”I den här branschen är det fart som gäller. Det är första punkten i vår strategi, den andra är skalbarhet följt av bärkraft”, förklarar han.

Noterad via SPAC

Noteringen skedde via en SPAC. Första kurs var då knappt 10 dollar, via en topp i höstas på knappt 14 dollar är kursen nu nere på drygt 8,5 dollar. Det motsvarar ett börsvärde på knappa 1 miljard dollar. Northvolts värdering i den senaste finansieringsrundan var 11,75 miljarder dollar.

Freyrs strategi förverkligar Tom Jensen genom att hela tiden ta genvägar; i stället för egen utveckling går han direkt på målet genom samarbetsavtal. De med 24 M och Koch Strategic Platforms och Honeywell är kanske de tre främsta exemplen, men här finns också ett finskt samarbetspaket med staden Vasa och den statliga Finska Mineralgruppen för en gigafabrik i Vasa med strategisk lokal försörjning av fossilfri el och batterimetaller. Här finns redan produktion av till exempel nickel och kobolt och inom något år kommer också gruvbolaget Keliber igång med sin produktion av litiumhydroxid.

Möjlig etablering på Northvolts hemmaplan

Hur stor gigafabriken i Vasa är tänkt att bli vill inte Tom Jensen ännu precisera. Känt är att Freyr räknar med en produktion på uppemot 150 GWh 2030. Av det har drygt 80 aviserats för Norge och 50 för USA. Resterande 20-30 GWh bör då falla på fabriken i Vasa. ”Ett beslut om nästa steg kommer att fattas efter att vi bland annat har fått svar på vår miljöansökan som vi lämnade in förra månaden”, förklarar Tom Jensen.

En bit längre fram i tiden håller Freyr öppet för ytterligare en anläggning i Europa. Sverige ligger här nära tillhands då Freyr har option på tomtmark i Lockryd utanför Svenljunga och klart deklarerat att man strävar mot ett nordiskt batteribälte. Det nyligen aviserade avtalet mellan Northvolt och Volvo Cars om en batterifabrik på Torslanda kan dock ha minskat utsikterna för ett val av Svenljunga.

”Med både fossilfri el och mineraler har Norden förutsättningar att bli ett epicenter för batteriproduktion och här har Northvolt tagit ledningen och vi är mycket imponerade av vad de gör här, så vi har bara att gratulera till överenskommelsen med Volvo Cars”, säger Tom Jensen, ”men det förändrar inte att också vi ser Västsverige som intressant”, tillägger han.

Innan varesig Vasa eller USA kan börja någon produktion kommer den norska i Mo i Rana att vara igång. Här är en testanläggning, customer qualification plant, nära färdigställd med produktionsstart senare i år. Därefter följer 2-3 större Gigafabriker som från 2025 ska producera upp mot 43 GWh. Ytterligare 2-3 fabriker ligger i pipeline så att Freyr 2028 planeras ha 4-6 anläggningar i Norge (och eller Norden) med totalt 83 GWh i kapacitet. Investeringskostnaden för de första fabrikerna har initialt beräknats till drygt 4 miljarder dollar, motsvarande ca 36 miljarder kronor.

”När våra två första gigafabriker är igång i Mo i Rana 2025 räknar vi med att ha en kostnadsfördel mot andra tillverkare genom vår tillgång till relativt billig fossilfri el och de lägre produktionskostnader vi får med teknologin från 24M”, säger Tom Jensen.

Enligt beräkningar av Wall Street Journal kommer Freys Ebita-vinst då att uppgå till 0,8% av börsvärdet i samband med SPAC-noteringen förra sommaren.

”Vår beräknade nordiska produktion kommer, vad gäller råvaruförsörjningen, vara baserad på i huvudsak sådant som är producerat i Norden”, framhåller Tom Jensen. Här har Freyr avtal med Glencore på bland annat nickel och kobolt från norska eller andra nordiska källor och med Talga om grafitanoder från Vittangi i Sverige.

Med taiwanesiska Aleees, ledande tillverkare av LFP (Litium-järn-phosfat) katoder utanför Kina, har Freyr bildat ett joint venture för tillverkning av LFP-katoder någonstans i Norden. Produktionsstarten beräknas kunna sammanfalla med starten av batteritillverkningen i Gigafabrik 1 i Mo i Rana.

”Med en egen lokal produktion av LFP-katoder kommer produktion baserad på grön el samt bortfallet av transport från leverantörer i Asien att spara utsläpp av koldioxid motsvarande 50 000 ton per år” säger Tom Jensen. ”Med dagens pris på utsläppsrätter på över 100 dollar per ton kan det betyda besparingar på uppemot 5 miljarder kronor med en egen anläggning i Norden” konstaterar Tom Jensen.

NCM och LFP, vad är det?

Ett batteri består av tre delar, två elektroder, en positiv katod och en negativ anod. Emellan dem är en elektrolyt, en vätska där jonerna ”simmar” mellan elektroderna. När batteriet laddas går de från anoden till katoden och tillbaka till anoden när batteriet laddas ur, dvs används.

Det vanliga batteriet för en eldriven bil är ett litium-jon batteri. Det har en anod av grafit, en katod av någon metall och elektrolyt av litiumjoner, vanligen litiumhydroxid. I Northvolts batteri består katoden av metallerna Nickel, Cobolt och Mangan och typbeteckningen blir därmed NCM. I Northvolts fall heter batteriet NCM811 där siffrorna anger respektive metalls andel i katoden. NCM batterier är bra på att lagra mycket energi men också ha viss olycksfallsrisk då elektrolyten är brandfarlig. Fartygsbranden i veckan på Atlanten med 4000 VW-bilar där batterierna i elbilarna komplicerar släckningen är ett gott exempel.

Litium-jonbatterierna innehåller litium, grafit, nickel, kobolt och mangan, som gemensamt kallas batterimetaller. Utifrån den stigande efterfrågan på litium-jonbatterier stiger priserna på dessa batterimetaller kraftigt med förväntade tillfälliga bristsituationer. För alla batteritillverkare är det av stor vikt att säkra sin egen tillgång på batterimetaller.

En variant på Litium-jon batterier än det vanliga NCM-batteriet är LFP-batteriet där materialet i katoden i stället är litium-järn-fosfat. Energitätheten är något lägre än i NCM batterier men de har en lägre råvarukostnad. I Kina är numera hälften av alla batterier för elbilar av LFP-typ men de är också utmärkta för stationär lagring. LFP-batterier innehåller ingen kobolt.

Freyrs batterier från de två första gigafabrikerna i Mo i Rana kommer att bli av LFP-typ. Freyr ska tillsammans med taiwanesiska Aleees ska bygga den första gigafabriken för LFP-katoder utanför Kina, sannolikt blir den lokaliserad i Norge.  Aleees samarbetar med 24M för att öka LFP-batteriernas energitäthet.

Eftersom batterierna laddas innan de säljs kräver batterifabriker tillgång på el till konkurrenskraftigt pris. Ska de också vara miljövänliga ska elen produceras fossilfritt, dvs med vind-vatten eller solkraft.

Vind- och solkraft kan inte lagras mer än i batterier. Av den kommande explosiva efterfrågan på batterier fram till 2050 väntas hälften avse batterier för transportbruk och hälften för stationär lagring.

Det hela batterivärlden väntar på är ett solid-state-batteri där den flytande elektrolyten ersatts av ett fast material. Med solid-state väntas en avsevärd ökning av energitätheten kunna ske, dvs att man med samma batterivolym/tyngd kan få t ex en elbil att gå väsentligt längre på samma laddning.

En bit på väg mot detta idealbatteri har 24M Technologies hunnit med sin Semi Solid Technologi. Den finn s redan i mindre produktion i t ex Indien, Japan och Thailand, men Freyr blir den första med produktion i gigafabrik.

Amerikanska QuantumScape uppger sig redan ha all teknik för ett solid-state-batteri, men den finns än så länge bara i laboratorieskala – och har gjort så i tio år. Planerna är dock att kunna börja producera 2025/26. QuantumScape är ett typfall av teori kontra praktik, säger kritikerna. Storägaren Volkswagen som under 10 år satsat över 300 miljoner dollar på 25 procents ägande och utveckling av QuantumScapes batterier har dock inte tröttnat: ”Vi har inte ändrat något i vårt strategiska sammarbete”, säger en talesman för Volkswagen till Affärsvärlden.