Gyda'r ymdrech tuag at ynni glân a mwy o alw am gerbydau trydan, mae gweithgynhyrchwyr angen batris - yn benodol batris lithiwm-ion - yn fwy nag erioed.Mae enghreifftiau o'r trawsnewid cyflymach i gerbydau batri ym mhobman: cyhoeddodd Gwasanaeth Post yr Unol Daleithiau y bydd o leiaf 40% o'i Gerbydau Dosbarthu'r Genhedlaeth Nesaf a cherbydau masnachol eraill yn gerbydau trydan, mae Amazon wedi dechrau defnyddio faniau dosbarthu Rivian mewn dros ddwsin o ddinasoedd, a gweithredodd Walmart gytundeb i brynu 4,500 o faniau dosbarthu trydan.Gyda phob un o'r trawsnewidiadau hyn, mae'r straen ar y gadwyn gyflenwi ar gyfer batris yn dwysáu.Bydd yr erthygl hon yn rhoi trosolwg o'r diwydiant batri lithiwm-ion a'r materion presennol yn y gadwyn gyflenwi sy'n effeithio ar gynhyrchiant a dyfodol y batris hyn.
I. Trosolwg Batri Lithiwm-Ion
Mae'r diwydiant batri lithiwm-ion yn dibynnu'n fawr ar gloddio deunyddiau crai a chynhyrchu'r batris - mae'r ddau ohonynt yn agored i ymyrraeth yn y gadwyn gyflenwi.
Mae batris lithiwm-ion yn cynnwys pedair cydran allweddol yn bennaf: catod, anod, gwahanydd, ac electrolyt, fel y dangosir yn Ffigur 1. Ar lefel uchel, mae'r catod (y gydran sy'n cynhyrchu ïonau lithiwm) yn cynnwys lithiwm ocsid.1 Mae'r anod (y gydran sy'n storio'r ïonau lithiwm) yn cael ei wneud yn gyffredinol o graffit.Mae'r electrolyte yn gyfrwng sy'n caniatáu symudiad rhydd yr ïonau lithiwm sy'n cynnwys halwynau, toddyddion ac ychwanegion.Yn olaf, y gwahanydd yw'r rhwystr absoliwt rhwng y catod a'r anod.
Y catod yw'r elfen hanfodol sy'n berthnasol i'r erthygl hon oherwydd dyma lle mae problemau cadwyn gyflenwi yn fwyaf tebygol o godi.Mae cyfansoddiad y catod yn dibynnu'n fawr ar gymhwysiad y batri.2
Elfennau Angenrheidiol y Cais
Ffonau symudol
Camerâu
Gliniaduron Cobalt a Lithiwm
Offer Pwer
Offer Meddygol Manganîs a Lithiwm
or
Nicel-Cobalt-Manganîs a Lithiwm
or
Ffosffad a Lithiwm
O ystyried nifer yr achosion a'r galw parhaus am ffonau symudol, camerâu a chyfrifiaduron newydd, cobalt a lithiwm yw'r deunyddiau crai mwyaf gwerthfawr wrth gynhyrchu batris lithiwm-ion ac maent eisoes yn wynebu toriadau yn y gadwyn gyflenwi heddiw.
Mae tri cham hanfodol wrth gynhyrchu batris lithiwm-ion: (1) mwyngloddio am ddeunyddiau crai, (2) mireinio'r deunyddiau crai, a (3) cynhyrchu a gweithgynhyrchu'r batris eu hunain.Ar bob un o'r camau hyn, mae materion yn ymwneud â'r gadwyn gyflenwi y dylid mynd i'r afael â hwy yn ystod trafodaethau cytundebol yn hytrach nag aros i'r materion godi yn ystod y broses gynhyrchu.
II.Materion Cadwyn Gyflenwi o fewn y Diwydiant Batri
A. Cynhyrchiad
Ar hyn o bryd mae Tsieina yn dominyddu'r gadwyn gyflenwi batri lithiwm-ion byd-eang, gan gynhyrchu 79% o'r holl fatris lithiwm-ion a ddaeth i mewn i'r farchnad fyd-eang yn 2021.3 Mae'r wlad yn rheoli ymhellach 61% o fireinio lithiwm byd-eang ar gyfer storio batri a cherbydau trydan4 a 100% o'r prosesu. o graffit naturiol a ddefnyddir ar gyfer anodes batri.5 Mae safle blaenllaw Tsieina yn y diwydiant batri lithiwm-ion ac elfennau daear prin cysylltiedig yn destun pryder i gwmnïau a llywodraethau.
Bydd COVID-19, y rhyfel yn yr Wcrain, ac aflonyddwch geopolitical anochel yn parhau i effeithio ar gadwyni cyflenwi byd-eang.Yn union fel unrhyw ddiwydiant arall, mae'r ffactorau hyn wedi effeithio ar y sector ynni a bydd yn parhau i gael ei effeithio.Mae cobalt, lithiwm, a nicel - deunyddiau hanfodol wrth gynhyrchu batris - yn agored i risgiau cadwyn gyflenwi oherwydd bod cynhyrchu a phrosesu wedi'u crynhoi'n ddaearyddol ac yn cael eu dominyddu gan awdurdodaethau yr honnir eu bod yn torri llafur a hawliau dynol.Am wybodaeth ychwanegol, gweler ein herthygl ar Reoli Amhariad yn y Gadwyn Gyflenwi mewn Cyfnod o Risg Geopolitical.
Mae'r Ariannin hefyd ar flaen y gad yn y sgramble byd-eang ar gyfer lithiwm gan ei fod ar hyn o bryd yn cyfrif am 21% o gronfeydd wrth gefn y byd gyda dim ond dau fwynglawdd ar waith.6 Yn debyg i Tsieina, mae'r Ariannin yn meddu ar bŵer sylweddol wrth gloddio deunyddiau crai ac mae'n bwriadu ehangu ei dylanwad pellach yn y gadwyn gyflenwi lithiwm, gyda thri ar ddeg o fwyngloddiau wedi'u cynllunio ac o bosibl dwsinau yn fwy yn y gwaith.
Mae gwledydd Ewropeaidd hefyd yn cynyddu eu cynhyrchiad, gyda'r Undeb Ewropeaidd ar fin dod yn gynhyrchydd ail fwyaf o fatris lithiwm-ion yn y byd erbyn 2025 gyda 11% o'r gallu cynhyrchu byd-eang.7
Er gwaethaf ymdrechion diweddar,8 nid oes gan yr Unol Daleithiau bresenoldeb sylweddol mewn mwyngloddio neu fireinio metelau pridd prin.Oherwydd hyn, mae'r Unol Daleithiau yn dibynnu'n fawr ar ffynonellau tramor i gynhyrchu batris lithiwm-ion.Ym mis Mehefin 2021, cyhoeddodd Adran Ynni'r UD (DOE) adolygiad o'r gadwyn gyflenwi batris gallu mawr ac argymhellodd sefydlu galluoedd cynhyrchu a phrosesu domestig ar gyfer deunyddiau hanfodol i gefnogi cadwyn gyflenwi batri cwbl ddomestig.9 Penderfynodd y DOE fod ynni lluosog mae technolegau'n ddibynnol iawn ar ffynonellau tramor ansicr ac ansefydlog - sy'n golygu bod angen twf domestig y diwydiant batri.10 Mewn ymateb, cyhoeddodd y DOE ddau hysbysiad o fwriad ym mis Chwefror 2022 i ddarparu $2.91 biliwn i hybu cynhyrchiant yr Unol Daleithiau o fatris lithiwm-ion sy'n hanfodol i tyfu'r sector ynni.11 Mae'r DOE yn bwriadu ariannu gweithfeydd puro a chynhyrchu ar gyfer deunyddiau batri, cyfleusterau ailgylchu, a chyfleusterau gweithgynhyrchu eraill.
Bydd technoleg newydd hefyd yn newid tirwedd cynhyrchu batri lithiwm-ion.Mae Lilac Solutions, cwmni cychwyn o Galiffornia, yn cynnig technoleg sy'n gallu adennill12 hyd at ddwywaith cymaint o lithiwm â dulliau traddodiadol.13 Yn yr un modd, mae Princeton NuEnergy yn gwmni newydd arall sydd wedi datblygu ffordd rad, gynaliadwy o wneud batris newydd o hen fatris.14 Er y bydd y math hwn o dechnoleg newydd yn lleddfu'r dagfa yn y gadwyn gyflenwi, nid yw'n newid y ffaith bod cynhyrchu batri lithiwm-ion yn dibynnu'n fawr ar argaeledd deunydd crai.Y gwir amdani o hyd yw bod cynhyrchiad lithiwm presennol y byd wedi'i grynhoi yn Chile, Awstralia, yr Ariannin, a Tsieina.15 Fel y nodir yn Ffigur 2 isod, mae'r ddibyniaeth ar ddeunyddiau o ffynonellau tramor yn debygol o barhau am yr ychydig flynyddoedd nesaf nes datblygu ymhellach. technoleg batri nad yw'n dibynnu ar fetelau daear prin.
Ffigur 2: Ffynonellau Cynhyrchu Lithiwm yn y Dyfodol
B. Pris
Mewn erthygl ar wahân, trafododd Lauren Loew o Foley sut mae ymchwydd pris lithiwm yn adlewyrchu gofynion cynyddol batri, gyda'r gost yn codi mwy na 900% ers 2021.16 Mae'r ymchwyddiadau prisiau hyn yn parhau wrth i chwyddiant barhau i fod ar ei uchaf erioed.Mae costau cynyddol batris lithiwm-ion, ynghyd â chwyddiant, eisoes wedi arwain at gynnydd yn y prisiau ar gyfer cerbydau trydan.I gael gwybodaeth ychwanegol am effaith chwyddiant ar y gadwyn gyflenwi, gweler ein herthygl Chwyddiant Gwae: Pedair Ffordd Allweddol i Gwmnïau Mynd i’r Afael â Chwyddiant yn y Gadwyn Gyflenwi.
Bydd y rhai sy'n gwneud penderfyniadau am fod yn ymwybodol o effaith chwyddiant ar eu contractau sy'n ymwneud â batris lithiwm-ion.“Mewn marchnadoedd storio ynni sydd wedi’u hen sefydlu, fel yr Unol Daleithiau, mae costau uwch wedi arwain at rai datblygwyr yn edrych i ail-negodi prisiau contract gyda’r rhai sy’n cymryd rhan.Gall yr aildrafodaethau hyn gymryd amser ac oedi comisiynu prosiectau.”meddai Helen Kou, cydymaith storio ynni yn y cwmni ymchwil BloombergNEF.17
C. Cludiant/Fflamadwyedd
Mae batris lithiwm-ion yn cael eu rheoleiddio fel deunydd peryglus o dan Reoliadau Deunyddiau Peryglus Adran Drafnidiaeth yr Unol Daleithiau (DOT) gan Adran Drafnidiaeth yr UD a Gweinyddiaeth Diogelwch Deunyddiau Peryglus (PHMSA).Yn wahanol i fatris safonol, mae'r rhan fwyaf o fatris lithiwm-ion yn cynnwys deunyddiau fflamadwy ac mae ganddynt ddwysedd ynni anhygoel o uchel.O ganlyniad, gall y batris lithiwm-ion orboethi a thanio o dan amodau penodol, megis cylched byr, difrod corfforol, dyluniad amhriodol, neu gynulliad.Ar ôl eu cynnau, gall fod yn anodd diffodd tanau celloedd lithiwm a batris.18 O ganlyniad, mae angen i gwmnïau fod yn ymwybodol o'r risgiau posibl a gwerthuso'r rhagofalon priodol wrth ymgymryd â thrafodion sy'n ymwneud â batris lithiwm-ion.
Hyd yn hyn, nid oes unrhyw ymchwil bendant i benderfynu a yw cerbydau trydan yn fwy tueddol o danau digymell o'u cymharu â cherbydau traddodiadol.19 Mae ymchwil yn dangos mai dim ond 0.03% o siawns o danio sydd gan gerbydau trydan, o gymharu â pheiriannau hylosgi traddodiadol â siawns o 1.5% o danio. .20 Cerbydau hybrid - sydd â batri foltedd uchel ac injan hylosgi mewnol - sydd â'r tebygolrwydd mwyaf o dân mewn cerbyd sef 3.4%.21
Ar Chwefror 16, 2022, aeth llong cargo a oedd yn cludo bron i 4,000 o gerbydau o’r Almaen i’r Unol Daleithiau ar dân yng Nghefnfor yr Iwerydd.22 Bron i bythefnos yn ddiweddarach, suddodd y llong cargo yng nghanol Môr yr Iwerydd.Er nad oes datganiad swyddogol ynglŷn â'r dadansoddiad o gerbydau traddodiadol a thrydan ar fwrdd y llong, byddai'r cerbydau batri lithiwm-ion wedi gwneud y tanau'n anos i'w diffodd.
III.Casgliad
Wrth i'r byd symud tuag at ynni glanach, bydd cwestiynau a materion sy'n ymwneud â'r gadwyn gyflenwi yn cynyddu.Dylid mynd i'r afael â'r cwestiynau hyn cyn gynted â phosibl cyn gweithredu unrhyw gontract.Os ydych chi neu'ch cwmni'n ymwneud â thrafodion lle mae batris lithiwm-ion yn elfen berthnasol, mae yna rwystrau cadwyn gyflenwi sylweddol y dylid mynd i'r afael â nhw yn gynnar yn ystod trafodaethau ynghylch cyrchu deunyddiau crai a materion prisio.Yng ngoleuni argaeledd cyfyngedig deunyddiau crai a'r cymhlethdodau sy'n gysylltiedig â datblygu mwyngloddiau lithiwm, dylai cwmnïau edrych ar ffyrdd eraill o gael lithiwm a chydrannau hanfodol eraill.Dylai cwmnïau sy'n dibynnu ar fatris lithiwm-ion werthuso a buddsoddi mewn technoleg sy'n hyfyw yn economaidd ac sy'n gwneud y mwyaf o hyfywedd ac ailgylchadwyedd y batris hyn er mwyn osgoi problemau cadwyn gyflenwi.Fel arall, gall cwmnïau ymrwymo i gytundebau aml-flwyddyn ar gyfer lithiwm.Fodd bynnag, o ystyried y ddibyniaeth drom ar fetelau daear prin i gynhyrchu batris lithiwm-ion, dylai cwmnïau roi ystyriaeth fawr i gyrchu'r metelau a materion eraill a allai effeithio ar fwyngloddio a mireinio, megis materion geopolitical.
Amser post: Medi-24-2022