Med skub mod ren energi og øget efterspørgsel efter elektriske køretøjer har producenterne brug for batterier - specielt lithium-ion-batterier - mere end nogensinde.Eksempler på den accelererende overgang til batteridrevne køretøjer er overalt: United States Postal Service annoncerede, at mindst 40 % af deres næste generation af leveringskøretøjer og andre erhvervskøretøjer vil være elektriske køretøjer, Amazon er begyndt at bruge Rivian varevogne i over et dusin byer, og Walmart gennemførte en aftale om at købe 4.500 elektriske varevogne.Med hver af disse konverteringer forstærkes belastningen af forsyningskæden for batterier.Denne artikel vil give et overblik over lithium-ion-batteriindustrien og de aktuelle forsyningskædeproblemer, der påvirker produktionen og fremtiden for disse batterier.
I. Oversigt over lithium-ion-batterier
Lithium-ion batteriindustrien er stærkt afhængig af udvinding af råmaterialer og produktion af batterierne - som begge er sårbare over for forsyningskædeinterferens.
Lithium-ion-batterier består hovedsageligt af fire nøglekomponenter: en katode, anode, separator og elektrolyt, som vist i figur 1. På et højt niveau er katoden (komponenten, der producerer lithium-ioner) sammensat af lithiumoxid.1 Anoden (den komponent, der opbevarer lithium-ionerne) er generelt lavet af grafit.Elektrolytten er et medium, der tillader den frie bevægelse af lithiumioner, der er sammensat af salte, opløsningsmidler og tilsætningsstoffer.Endelig er separatoren den absolutte barriere mellem katoden og anoden.
Katoden er den kritiske komponent, der er relevant for denne artikel, fordi det er her, der med størst sandsynlighed vil opstå problemer med forsyningskæden.Katodens sammensætning afhænger i høj grad af batteriets anvendelse.2
Ansøgning nødvendige elementer
Mobiltelefoner
Kameraer
Bærbare computere Cobalt og Lithium
El-værktøj
Medicinsk udstyr Mangan og Lithium
or
Nikkel-Cobalt-Mangan og Lithium
or
Fosfat og Lithium
I betragtning af udbredelsen og den fortsatte efterspørgsel efter nye mobiltelefoner, kameraer og computere er kobolt og lithium de mest værdifulde råmaterialer i produktionen af lithium-ion-batterier og står allerede over for afbrydelser i forsyningskæden i dag.
Der er tre afgørende faser i produktionen af lithium-ion-batterier: (1) minedrift efter råmaterialer, (2) raffinering af råmaterialerne og (3) produktion og fremstilling af batterierne selv.På hvert af disse stadier er der forsyningskædeproblemer, som bør behandles under kontraktlige forhandlinger i stedet for at vente på, at problemerne opstår i løbet af produktionen.
II.Supply Chain-problemer inden for batteriindustrien
A. Produktion
Kina dominerer i øjeblikket den globale lithium-ion-batteriforsyningskæde og producerer 79% af alle lithium-ion-batterier, der kom ind på det globale marked i 2021.3 Landet kontrollerer yderligere 61% af den globale lithiumraffinering til batteriopbevaring og elektriske køretøjer4 og 100% af behandlingen af naturlig grafit, der anvendes til batterianoder.5 Kinas dominerende stilling i lithium-ion-batteriindustrien og tilhørende sjældne jordarters elementer giver anledning til bekymring både hos virksomheder og regeringer.
COVID-19, krigen i Ukraine og uundgåelig geopolitisk uro vil fortsat påvirke globale forsyningskæder.Ligesom enhver anden industri har energisektoren været og vil fortsat blive påvirket af disse faktorer.Kobolt, lithium og nikkel - kritiske materialer i produktionen af batterier - er udsat for forsyningskæderisici, fordi produktion og forarbejdning er geografisk koncentreret og domineret af jurisdiktioner, der er blevet påstået at krænke arbejds- og menneskerettigheder.For yderligere information, se vores artikel om håndtering af forsyningskædeforstyrrelser i en æra med geopolitisk risiko.
Argentina er også på forkant med det globale kamp for lithium, da det i øjeblikket tegner sig for 21 % af verdens reserver med kun to miner i drift.6 Ligesom Kina har Argentina betydelig magt i udvinding af råmaterialer og planlægger at udvide dets indflydelse yderligere i lithiumforsyningskæden, med tretten planlagte miner og potentielt snesevis flere på vej.
Europæiske lande øger også deres produktion, og EU er klar til at blive den næststørste producent af lithium-ion-batterier i verden i 2025 med 11 % af den globale produktionskapacitet.7
På trods af den seneste indsats8 har USA ikke en væsentlig tilstedeværelse i minedrift eller raffinering af sjældne jordarters metaller.På grund af dette er USA stærkt afhængig af udenlandske kilder til at producere lithium-ion-batterier.I juni 2021 offentliggjorde det amerikanske energiministerium (DOE) en gennemgang af batteriforsyningskæden med stor kapacitet og anbefalede etablering af indenlandsk produktions- og forarbejdningskapacitet for kritiske materialer for at understøtte en fuldt hjemlig batteriforsyningskæde.9 DOE fastslog, at flere energikilder teknologier er stærkt afhængige af usikre og ustabile udenlandske kilder – hvilket nødvendiggør indenlandsk vækst i batteriindustrien.10 Som svar udsendte DOE to hensigtsmeddelelser i februar 2022 om at give 2,91 milliarder dollars til at øge amerikansk produktion af lithium-ion-batterier, der er afgørende for vækst i energisektoren.11 DOE har til hensigt at finansiere raffinerings- og produktionsanlæg til batterimaterialer, genbrugsfaciliteter og andre produktionsfaciliteter.
Ny teknologi vil også ændre landskabet for produktion af lithium-ion-batterier.Lilac Solutions, en Californisk-baseret startup-virksomhed, tilbyder teknologi, der kan genvinde12 op til dobbelt så meget lithium som traditionelle metoder.13 På samme måde er Princeton NuEnergy en anden startup, der har udviklet en billig, bæredygtig måde at lave nye batterier af gamle.14 Selvom denne type ny teknologi vil lette flaskehalsen i forsyningskæden, ændrer det ikke på det faktum, at produktionen af lithium-ion-batterier i høj grad er afhængig af tilgængeligheden af råmaterialer.Bundlinjen er fortsat, at verdens eksisterende lithiumproduktion er koncentreret i Chile, Australien, Argentina og Kina.15 Som angivet i figur 2 nedenfor, vil afhængigheden af udenlandske materialer sandsynligvis fortsætte i de næste par år, indtil videre udvikling af batteriteknologi, der ikke er afhængig af sjældne jordarters metaller.
Figur 2: Fremtidige lithiumproduktionskilder
B. Pris
I en separat artikel diskuterede Foleys Lauren Loew, hvordan prisstigningen på lithium afspejler øget batteribehov, hvor omkostningerne er steget mere end 900 % siden 2021.16 Disse prisstigninger fortsætter, da inflationen forbliver på et rekordhøjt niveau.De stigende omkostninger ved lithium-ion-batterier, kombineret med inflation, har allerede resulteret i stigninger i priserne på elbiler.For yderligere oplysninger om indflydelsen af inflation på forsyningskæden, se vores artikel Inflation Woes: Four Key Ways for Companies to Address Inflation in the Supply Chain.
Beslutningstagere vil gerne være opmærksomme på inflationens indvirkning på deres kontrakter, der involverer lithium-ion-batterier."På veletablerede energilagringsmarkeder som USA har højere omkostninger resulteret i, at nogle udviklere ønsker at genforhandle kontraktpriser med aftagere.Disse genforhandlinger kan tage tid og forsinke projektets idriftsættelse.”siger Helen Kou, en energilagringsmedarbejder hos forskningsvirksomheden BloombergNEF.17
C. Transport/antændelighed
Lithium-ion-batterier er reguleret som et farligt materiale under US Department of Transportation's (DOT) Hazardous Materials Regulations af US Department of Transportation Pipeline and Hazardous Materials Safety Administration (PHMSA).I modsætning til standardbatterier indeholder de fleste lithium-ion-batterier brændbare materialer og har en utrolig høj energitæthed.Som følge heraf kan lithium-ion-batterierne overophedes og antændes under visse forhold, såsom kortslutning, fysisk skade, forkert design eller montering.Når de først er antændt, kan lithiumcelle- og batteribrande være svære at slukke.18 Som følge heraf skal virksomheder være opmærksomme på de potentielle risici og vurdere de korrekte forholdsregler, når de er involveret i transaktioner, der involverer lithium-ion-batterier.
Til dato er der ingen afgørende forskning for at afgøre, om elektriske køretøjer er mere tilbøjelige til spontane brande sammenlignet med traditionelle køretøjer.19 Forskning viser, at elektriske køretøjer kun har 0,03 % chance for at antænde sammenlignet med traditionelle forbrændingsmotorer med 1,5 % chance for at antænde .20 Hybridbiler – som har et højspændingsbatteri og en forbrændingsmotor – har den største sandsynlighed for en køretøjsbrand med 3,4 %.21
Den 16. februar 2022 brød et fragtskib med næsten 4.000 køretøjer fra Tyskland til USA i brand i Atlanterhavet.22 Næsten to uger senere sank fragtskibet midt i Atlanterhavet.Selvom der ikke er nogen officiel erklæring om nedbrydningen af traditionelle og elektriske køretøjer om bord, ville lithium-ion batterikøretøjerne have gjort brandene sværere at slukke.
III.Konklusion
Efterhånden som verden bevæger sig mod renere energi, vil spørgsmål og problemer, der involverer forsyningskæden, vokse.Disse spørgsmål bør behandles så hurtigt som muligt, før en kontrakt udføres.Hvis du eller din virksomhed er involveret i transaktioner, hvor lithium-ion-batterier er en væsentlig komponent, er der betydelige forhindringer i forsyningskæden, som bør tages op tidligt under forhandlinger om indkøb af råmaterialer og prissætningsspørgsmål.I lyset af den begrænsede tilgængelighed af råmaterialer og de kompleksiteter, der er involveret i at udvikle lithiumminer, bør virksomheder se på alternative veje til at opnå lithium og andre kritiske komponenter.Virksomheder, der er afhængige af lithium-ion-batterier, bør vurdere og investere i teknologi, der er økonomisk levedygtig og maksimerer levedygtigheden og genanvendeligheden af disse batterier for at undgå forsyningskædeproblemer.Alternativt kan virksomheder indgå flerårige aftaler for lithium.Men i betragtning af den store afhængighed af sjældne jordarters metaller til fremstilling af lithium-ion-batterier, bør virksomheder overveje kraftigt indkøb af metaller og andre spørgsmål, der kan påvirke minedrift og raffinering, såsom geopolitiske spørgsmål.
Indlægstid: 24. september 2022