S tlakem na čistou energii a zvýšenou poptávkou po elektrických vozidlech potřebují výrobci baterie – konkrétně lithium-iontové baterie – více než kdy jindy.Příklady zrychlujícího se přechodu na vozidla poháněná bateriemi jsou všude: Poštovní služba Spojených států amerických oznámila, že nejméně 40 % jejích doručovacích vozidel nové generace a dalších užitkových vozidel budou elektrická vozidla, Amazon začal používat dodávky Rivian ve více než tuctu měst, a Walmart uzavřely dohodu o nákupu 4 500 elektrických dodávkových vozů.S každou z těchto konverzí se zvyšuje tlak na dodavatelský řetězec baterií.Tento článek poskytne přehled o průmyslu lithium-iontových baterií a aktuálních problémech dodavatelského řetězce ovlivňujících výrobu a budoucnost těchto baterií.
I. Přehled lithium-iontových baterií
Odvětví lithium-iontových baterií se do značné míry spoléhá na těžbu surovin a výrobu baterií, které jsou zranitelné vůči rušení dodavatelského řetězce.
Lithium-iontové baterie se skládají hlavně ze čtyř klíčových součástí: katoda, anoda, separátor a elektrolyt, jak je znázorněno na obrázku 1. Na vysoké úrovni je katoda (složka, která produkuje ionty lithia) složena z oxidu lithného.1 Anoda (složka, která uchovává ionty lithia) je obecně vyrobena z grafitu.Elektrolyt je médium, které umožňuje volný pohyb iontů lithia, které se skládá ze solí, rozpouštědel a přísad.Konečně, separátor je absolutní bariéra mezi katodou a anodou.
Katoda je kritická součást relevantní pro tento článek, protože zde s největší pravděpodobností nastanou problémy s dodavatelským řetězcem.Složení katody silně závisí na použití baterie.2
Požadované prvky aplikace
Mobily
Kamery
Notebooky Cobalt a Lithium
Elektrické nářadí
Lékařské vybavení Mangan a Lithium
or
Nikl-Kobalt-Mangan a Lithium
or
Fosfát a lithium
Vzhledem k rozšířenosti a pokračující poptávce po nových mobilních telefonech, fotoaparátech a počítačích jsou kobalt a lithium nejcennějšími surovinami při výrobě lithium-iontových baterií a již dnes čelí přerušením dodavatelského řetězce.
Při výrobě lithium-iontových baterií existují tři zásadní fáze: (1) těžba surovin, (2) rafinace surovin a (3) výroba a výroba samotných baterií.V každé z těchto fází existují problémy dodavatelského řetězce, které by měly být řešeny během smluvních jednání, spíše než čekat, až se problémy objeví v průběhu výroby.
II.Problémy s dodavatelským řetězcem v bateriovém průmyslu
A. Výroba
Čína v současné době dominuje globálnímu dodavatelskému řetězci lithium-iontových baterií a vyrábí 79 % všech lithium-iontových baterií, které vstoupily na globální trh v roce 2021.3 Země dále kontroluje 61 % celosvětové rafinace lithia pro skladování baterií a elektromobily4 a 100 % zpracování přírodního grafitu používaného pro bateriové anody.5 Dominantní postavení Číny v průmyslu lithium-iontových baterií a související prvky vzácných zemin je důvodem k obavám jak pro společnosti, tak pro vlády.
COVID-19, válka na Ukrajině a nevyhnutelné geopolitické nepokoje budou i nadále ovlivňovat globální dodavatelské řetězce.Stejně jako každé jiné odvětví i energetický sektor byl a bude těmito faktory ovlivňován.Kobalt, lithium a nikl – kritické materiály při výrobě baterií – jsou vystaveny rizikům dodavatelského řetězce, protože výroba a zpracování jsou geograficky koncentrované a ovládají jurisdikce, které údajně porušují pracovní a lidská práva.Další informace naleznete v našem článku Řízení narušení dodavatelského řetězce v éře geopolitických rizik.
Argentina je také v čele globálního tahanice o lithium, protože v současnosti představuje 21 % světových zásob s pouze dvěma doly v provozu.6 Podobně jako Čína má Argentina významnou moc v těžbě surovin a plánuje rozšířit své další vliv v dodavatelském řetězci lithia, se třinácti plánovanými doly a potenciálně desítkami dalších ve výstavbě.
Evropské země rovněž zvyšují svou produkci, přičemž Evropská unie se chystá stát se do roku 2025 druhým největším výrobcem lithium-iontových baterií na světě s 11 % celosvětové výrobní kapacity.7
Navzdory nedávnému úsilí8 nejsou Spojené státy významně zastoupeny v těžbě nebo rafinaci kovů vzácných zemin.Z tohoto důvodu se Spojené státy při výrobě lithium-iontových baterií silně spoléhají na zahraniční zdroje.V červnu 2021 ministerstvo energetiky USA (DOE) zveřejnilo přehled dodavatelského řetězce velkokapacitních baterií a doporučilo zavést domácí výrobní a zpracovatelské kapacity pro kritické materiály na podporu plně domácího dodavatelského řetězce baterií.9 DOE určilo, že více energie technologie jsou vysoce závislé na nejistých a nestabilních zahraničních zdrojích – což vyžaduje domácí růst bateriového průmyslu.10 V reakci na to vydalo DOE v únoru 2022 dvě oznámení o záměru poskytnout 2,91 miliardy dolarů na podporu výroby lithium-iontových baterií v USA, které jsou zásadní pro rozvoj energetického sektoru.11 DOE hodlá financovat rafinérské a výrobní závody na materiály pro baterie, recyklační zařízení a další výrobní zařízení.
Nová technologie také změní krajinu výroby lithium-iontových baterií.Lilac Solutions, kalifornská začínající společnost, nabízí technologii, která dokáže obnovit12 až dvakrát více lithia než tradiční metody.13 Podobně je Princeton NuEnergy dalším startupem, který vyvinul levný a udržitelný způsob výroby nových baterií ze starých.14 Ačkoli tento typ nové technologie zmírní úzké hrdlo dodavatelského řetězce, nemění to nic na skutečnosti, že výroba lithium-iontových baterií silně závisí na dostupnosti surovin.Závěrem zůstává, že stávající světová výroba lithia je soustředěna v Chile, Austrálii, Argentině a Číně.15 Jak je uvedeno na obrázku 2 níže, závislost na materiálech ze zahraničních zdrojů bude pravděpodobně pokračovat v příštích několika letech až do dalšího rozvoje technologie baterií, která se nespoléhá na kovy vzácných zemin.
Obrázek 2: Budoucí zdroje výroby lithia
B. Cena
V samostatném článku Lauren Loew z Foley diskutovala o tom, jak nárůst cen lithia odráží zvýšené požadavky na baterie, přičemž náklady od roku 2021 rostou o více než 900 %.16 Tyto nárůsty cen pokračují, protože inflace zůstává na historickém maximu.Rostoucí náklady na lithium-iontové baterie spolu s inflací již vedly ke zvýšení cen elektrických vozidel.Další informace o dopadu inflace na dodavatelský řetězec naleznete v našem článku Inflační potíže: Čtyři klíčové způsoby, jak společnosti řešit inflaci v dodavatelském řetězci.
Tvůrci rozhodnutí si budou chtít být vědomi dopadu inflace na jejich smlouvy týkající se lithium-iontových baterií.„Na dobře zavedených trzích skladování energie, jako jsou USA, vedly vyšší náklady k tomu, že někteří vývojáři chtěli znovu vyjednat smluvní ceny s dodavateli.Tato nová vyjednávání mohou trvat dlouho a zpozdit uvedení projektu do provozu.“říká Helen Kou, spolupracovnice pro skladování energie ve výzkumné společnosti BloombergNEF.17
C. Doprava/hořlavost
Lithium-iontové baterie jsou regulovány jako nebezpečný materiál podle předpisů Ministerstva dopravy USA (DOT) o nebezpečných materiálech Úřadu pro bezpečnost potrubí a nebezpečných materiálů (PHMSA) Ministerstva dopravy USA.Na rozdíl od standardních baterií většina lithium-iontových baterií obsahuje hořlavé materiály a má neuvěřitelně vysokou hustotu energie.V důsledku toho se mohou lithium-iontové baterie za určitých podmínek přehřát a vznítit, jako je zkrat, fyzické poškození, nesprávná konstrukce nebo montáž.Po zapálení může být těžké uhasit požáry lithiových článků a baterií.18 V důsledku toho si společnosti musí být vědomy potenciálních rizik a vyhodnotit správná opatření při transakcích s lithium-iontovými bateriemi.
K dnešnímu dni neexistuje žádný přesvědčivý výzkum, který by určil, zda jsou elektrická vozidla náchylnější ke spontánním požárům ve srovnání s tradičními vozidly.19 Výzkum ukazuje, že elektrická vozidla mají pouze 0,03% pravděpodobnost vznícení ve srovnání s tradičními spalovacími motory s 1,5% pravděpodobností vznícení. .20 Hybridní vozidla – která mají vysokonapěťovou baterii a spalovací motor – mají největší pravděpodobnost požáru vozidla s 3,4 %.21
Dne 16. února 2022 zachvátil požár v Atlantském oceánu nákladní loď převážející téměř 4 000 vozidel z Německa do Spojených států.22 Téměř o dva týdny později se nákladní loď potopila uprostřed Atlantiku.Ačkoli neexistuje žádné oficiální prohlášení o poruše tradičních a elektrických vozidel na palubě, vozidla s lithium-iontovými bateriemi by ztížila hašení požárů.
III.Závěr
S tím, jak se svět posouvá k čistší energii, budou narůstat otázky a problémy týkající se dodavatelského řetězce.Tyto otázky by měly být vyřešeny co nejdříve před uzavřením jakékoli smlouvy.Pokud jste vy nebo vaše společnost zapojeni do transakcí, kde jsou lithium-iontové baterie materiálem, existují významné překážky v dodavatelském řetězci, které by měly být vyřešeny v raných fázích jednání o získávání surovin a otázkách cen.Ve světle omezené dostupnosti surovin a složitosti spojené s rozvojem lithiových dolů by společnosti měly hledat alternativní cesty pro získávání lithia a dalších kritických komponent.Společnosti spoléhající na lithium-iontové baterie by měly vyhodnotit a investovat do technologie, která je ekonomicky životaschopná a maximalizuje životaschopnost a recyklovatelnost těchto baterií, aby se vyhnuly problémům s dodavatelským řetězcem.Alternativně mohou společnosti uzavírat víceleté smlouvy na lithium.Vzhledem k velké závislosti na kovech vzácných zemin při výrobě lithium-iontových baterií by však společnosti měly silně zvážit získávání kovů a další problémy, které mohou ovlivnit těžbu a rafinaci, jako jsou geopolitické problémy.
Čas odeslání: 24. září 2022