Sa guranjem ka čistoj energiji i povećanom potražnjom za električnim vozilima, proizvođačima su potrebne baterije – posebno litijum-jonske baterije – više nego ikad.Primjeri ubrzanog prelaska na vozila na baterije su posvuda: poštanska služba Sjedinjenih Američkih Država objavila je da će najmanje 40% svojih vozila za dostavu sljedeće generacije i drugih komercijalnih vozila biti električna vozila, Amazon je počeo koristiti Rivian kombije za dostavu u više od deset gradova, i Walmart su sklopili ugovor o kupovini 4.500 električnih dostavnih vozila.Sa svakom od ovih konverzija, opterećenje na lancu snabdevanja baterijama se pojačava.Ovaj članak će pružiti pregled industrije litijum-jonskih baterija i trenutnih problema u lancu snabdevanja koji utiču na proizvodnju i budućnost ovih baterija.
I. Pregled litijum-jonske baterije
Industrija litijum-jonskih baterija se u velikoj meri oslanja na eksploataciju sirovina i proizvodnju baterija – i jedno i drugo podložno smetnjama u lancu snabdevanja.
Litijum-jonske baterije se uglavnom sastoje od četiri ključne komponente: katode, anode, separatora i elektrolita, kao što je prikazano na slici 1. Na visokom nivou, katoda (komponenta koja proizvodi litijum-jone) se sastoji od litijum oksida.1 Anoda (komponenta koja skladišti litijum ione) je uglavnom napravljena od grafita.Elektrolit je medij koji omogućava slobodno kretanje litijum jona koji se sastoji od soli, rastvarača i aditiva.Konačno, separator je apsolutna barijera između katode i anode.
Katoda je kritična komponenta relevantna za ovaj članak jer će se tu najvjerovatnije pojaviti problemi u lancu snabdijevanja.Sastav katode u velikoj meri zavisi od primene baterije.2
Potrebni elementi aplikacije
Mobiteli
Kamere
Laptopi Cobalt i Lithium
Električni alati
Medicinska oprema Mangan i litijum
or
Nikl-kobalt-mangan i litijum
or
Fosfat i litijum
S obzirom na rasprostranjenost i kontinuiranu potražnju za novim mobilnim telefonima, kamerama i kompjuterima, kobalt i litijum su najvrednije sirovine u proizvodnji litijum-jonskih baterija i već se danas suočavaju sa prekidima u lancu snabdevanja.
Postoje tri ključne faze u proizvodnji litijum-jonskih baterija: (1) iskopavanje sirovina, (2) rafiniranje sirovina i (3) proizvodnja i proizvodnja samih baterija.U svakoj od ovih faza postoje pitanja u lancu snabdijevanja koja bi se trebala rješavati tokom ugovornih pregovora umjesto čekanja da se problemi pojave tokom proizvodnje.
II.Problemi lanca snabdevanja u industriji baterija
A. Proizvodnja
Kina trenutno dominira u globalnom lancu opskrbe litijum-jonskim baterijama, proizvodeći 79% svih litijum-jonskih baterija koje su ušle na globalno tržište 2021.3. Zemlja dalje kontrolira 61% globalne rafinacije litijuma za skladištenje baterija i električna vozila4 i 100% prerade prirodnog grafita koji se koristi za anode baterija.5 Dominantna pozicija Kine u industriji litijum-jonskih baterija i povezanih elemenata retkih zemalja je razlog za zabrinutost i za kompanije i za vlade.
COVID-19, rat u Ukrajini i neizbježni geopolitički nemiri nastavit će utjecati na globalne lance snabdijevanja.Kao i svaka druga industrija, energetski sektor je bio i biće pod uticajem ovih faktora.Kobalt, litijum i nikl – kritični materijali u proizvodnji baterija – izloženi su rizicima u lancu snabdevanja jer su proizvodnja i prerada geografski koncentrisani i pod njima dominiraju jurisdikcije za koje se tvrdi da krše radnička i ljudska prava.Za dodatne informacije pogledajte naš članak o upravljanju poremećajima u lancu nabavke u eri geopolitičkog rizika.
Argentina je također na čelu globalne borbe za litij jer trenutno čini 21% svjetskih rezervi sa samo dva rudnika u radu.6 Slično Kini, Argentina ima značajnu moć u iskopavanju sirovina i planira proširiti svoje dalje utiče na lanac snabdevanja litijumom, sa trinaest planiranih rudnika i potencijalno još desetinama u radovima.
Evropske zemlje takođe povećavaju svoju proizvodnju, a Evropska unija je spremna da postane drugi najveći proizvođač litijum-jonskih baterija u svetu do 2025. sa 11% globalnog proizvodnog kapaciteta.7
Uprkos nedavnim naporima,8 Sjedinjene Države nemaju značajnu prisutnost u rudarstvu ili rafiniranju rijetkih zemnih metala.Zbog toga se Sjedinjene Države uvelike oslanjaju na strane izvore za proizvodnju litijum-jonskih baterija.U junu 2021., Ministarstvo energetike SAD-a (DOE) objavilo je pregled lanca snabdijevanja baterijama velikog kapaciteta i preporučilo uspostavljanje kapaciteta domaće proizvodnje i prerade kritičnih materijala kako bi se podržao potpuno domaći lanac snabdijevanja baterijama.9 DOE je utvrdio da više energije tehnologije u velikoj meri zavise od nesigurnih i nestabilnih stranih izvora – što zahteva domaći rast industrije baterija.10 Kao odgovor, DOE je u februaru 2022. izdao dva obaveštenja o namerama da obezbedi 2,91 milijardu dolara za povećanje američke proizvodnje litijum-jonskih baterija koje su ključne za rast energetskog sektora.11 DOE namjerava finansirati postrojenja za rafiniranje i proizvodnju baterijskih materijala, postrojenja za reciklažu i druge proizvodne pogone.
Nova tehnologija će također promijeniti pejzaž proizvodnje litijum-jonskih baterija.Lilac Solutions, startup kompanija sa sjedištem u Kaliforniji, nudi tehnologiju koja može oporaviti12 do dvostruko više litijuma od tradicionalnih metoda.13 Slično tome, Princeton NuEnergy je još jedan startup koji je razvio jeftin, održiv način za pravljenje novih baterija od starih.14 Iako će ova vrsta nove tehnologije olakšati usko grlo u lancu opskrbe, to ne mijenja činjenicu da se proizvodnja litijum-jonskih baterija u velikoj mjeri oslanja na dostupnost sirovina.Zaključak ostaje da je postojeća svjetska proizvodnja litijuma koncentrisana u Čileu, Australiji, Argentini i Kini.15 Kao što je prikazano na slici 2 u nastavku, oslanjanje na materijale stranih izvora vjerovatno će se nastaviti narednih nekoliko godina do daljeg razvoja tehnologija baterija koja se ne oslanja na rijetke zemne metale.
Slika 2: Budući izvori proizvodnje litijuma
B. Cijena
U zasebnom članku, Foleyeva Lauren Loew je raspravljala o tome kako porast cijena litijuma odražava povećanu potražnju za baterijama, pri čemu je cijena porasla za više od 900% od 2021.16 Ovi skokovi cijena se nastavljaju jer inflacija ostaje na vrhuncu svih vremena.Sve veći troškovi litijum-jonskih baterija, zajedno sa inflacijom, već su doveli do povećanja cena električnih vozila.Za dodatne informacije o uticaju inflacije na lanac snabdevanja, pogledajte naš članak Inflatorni problemi: Četiri ključna načina da se kompanije pozabave inflacijom u lancu snabdevanja.
Donosioci odluka će želeti da budu svesni uticaja inflacije na njihove ugovore koji uključuju litijum-jonske baterije.„Na dobro uspostavljenim tržištima za skladištenje energije, poput SAD-a, veći troškovi su doveli do toga da neki programeri žele da ponovo pregovaraju o ugovorenim cenama sa dobavljačima.Ovi ponovni pregovori mogu potrajati i odgoditi puštanje u rad projekta.”kaže Helen Kou, saradnica za skladištenje energije u istraživačkoj kompaniji BloombergNEF.17
C. Transport/zapaljivost
Litijum-jonske baterije su regulisane kao opasan materijal prema Pravilniku o opasnim materijalima Ministarstva transporta SAD (DOT) od strane Uprave za bezbednost naftovoda Ministarstva transporta SAD (PHMSA).Za razliku od standardnih baterija, većina litijum-jonskih baterija sadrži zapaljive materijale i imaju nevjerovatno visoku gustoću energije.Kao rezultat toga, litijum-jonske baterije se mogu pregrijati i zapaliti pod određenim uvjetima, kao što su kratki spoj, fizičko oštećenje, neodgovarajući dizajn ili montaža.Jednom zapaljene, požare litijumskih ćelija i baterija može biti teško ugasiti.18 Kao rezultat toga, kompanije moraju biti svjesne potencijalnih rizika i procijeniti odgovarajuće mjere opreza kada su uključene u transakcije koje uključuju litijum-jonske baterije.
Do danas ne postoji konačna istraživanja koja bi utvrdila da li su električna vozila sklonija spontanim požarima u poređenju sa tradicionalnim vozilima.19 Istraživanja pokazuju da električna vozila imaju samo 0,03% šanse da se zapale, u poređenju sa tradicionalnim motorima sa unutrašnjim sagorevanjem sa 1,5% šanse da se zapale .20 Hibridna vozila—koja imaju bateriju visokog napona i motor sa unutrašnjim sagorevanjem—imaju najveću verovatnoću požara vozila sa 3,4%.21
Dana 16. februara 2022. godine, teretni brod koji je prevozio skoro 4.000 vozila iz Njemačke u Sjedinjene Države zapalio se u Atlantskom okeanu.22 Gotovo dvije sedmice kasnije, teretni brod je potonuo usred Atlantika.Iako nema službene izjave o kvaru tradicionalnih i električnih vozila u vozilu, vozila sa litijum-jonskim baterijama bi otežala gašenje požara.
III.Zaključak
Kako se svijet kreće prema čistijoj energiji, pitanja i problemi koji uključuju lanac opskrbe će rasti.Ova pitanja treba riješiti što je prije moguće prije izvršenja bilo kakvog ugovora.Ako ste vi ili vaša kompanija uključeni u transakcije u kojima su litijum-jonske baterije materijalna komponenta, postoje značajne prepreke u lancu snabdevanja koje treba rešiti rano tokom pregovora u vezi sa nabavkom sirovina i pitanjima cena.U svetlu ograničene dostupnosti sirovina i složenosti u razvoju rudnika litijuma, kompanije bi trebalo da traže alternativne puteve za dobijanje litijuma i drugih kritičnih komponenti.Kompanije koje se oslanjaju na litijum-jonske baterije treba da procene i investiraju u tehnologiju koja je ekonomski održiva i maksimizira održivost i mogućnost recikliranja ovih baterija kako bi se izbegli problemi u lancu snabdevanja.Alternativno, kompanije mogu sklopiti višegodišnje ugovore za litijum.Međutim, s obzirom na veliko oslanjanje na rijetke zemne metale za proizvodnju litijum-jonskih baterija, kompanije bi trebale ozbiljno razmotriti nabavku metala i druga pitanja koja mogu utjecati na rudarstvo i rafinaciju, kao što su geopolitička pitanja.
Vrijeme objave: Sep-24-2022