ઊર્જા ઉદ્યોગમાં સપ્લાય ચેઇન વિક્ષેપ: લિથિયમ-આયન બેટરીના પુરવઠા સાથેના પડકારો

સ્વચ્છ ઉર્જા તરફના દબાણ અને ઇલેક્ટ્રિક વાહનોની વધતી માંગ સાથે, ઉત્પાદકોને બેટરીની જરૂર છે — ખાસ કરીને લિથિયમ-આયન બેટરી — પહેલા કરતાં વધુ.બૅટરી સંચાલિત વાહનોમાં ઝડપી સંક્રમણનાં ઉદાહરણો સર્વત્ર છે: યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ પોસ્ટલ સર્વિસે જાહેરાત કરી કે તેના નેક્સ્ટ જનરેશન ડિલિવરી વાહનોમાંથી ઓછામાં ઓછા 40% અને અન્ય કોમર્શિયલ વાહનો ઇલેક્ટ્રિક વાહનો હશે, એમેઝોને એક ડઝનથી વધુ શહેરોમાં રિવિયન ડિલિવરી વાનનો ઉપયોગ કરવાનું શરૂ કર્યું છે, અને વોલમાર્ટે 4,500 ઇલેક્ટ્રિક ડિલિવરી વાન ખરીદવાનો કરાર કર્યો.આ દરેક રૂપાંતરણ સાથે, બેટરી માટે સપ્લાય ચેઇન પરનો તાણ વધુ તીવ્ર બને છે.આ લેખ લિથિયમ-આયન બેટરી ઉદ્યોગ અને આ બેટરીઓના ઉત્પાદન અને ભાવિને અસર કરતી વર્તમાન સપ્લાય ચેઇન સમસ્યાઓની ઝાંખી આપશે.

I. લિથિયમ-આયન બેટરી વિહંગાવલોકન

લિથિયમ-આયન બેટરી ઉદ્યોગ કાચા માલના ખાણકામ અને બેટરીના ઉત્પાદન પર ખૂબ આધાર રાખે છે - જે બંને સપ્લાય ચેઇન હસ્તક્ષેપ માટે સંવેદનશીલ છે.

લિથિયમ-આયન બેટરીમાં મુખ્યત્વે ચાર મુખ્ય ઘટકોનો સમાવેશ થાય છે: એક કેથોડ, એનોડ, વિભાજક અને ઇલેક્ટ્રોલાઇટ, આકૃતિ 1 માં બતાવ્યા પ્રમાણે. ઉચ્ચ સ્તરે, કેથોડ (લિથિયમ આયનો ઉત્પન્ન કરે છે તે ઘટક) લિથિયમ ઓક્સાઇડથી બનેલું છે. એનોડ (લિથિયમ આયનોનો સંગ્રહ કરે છે તે ઘટક) સામાન્ય રીતે ગ્રેફાઇટમાંથી બનાવવામાં આવે છે.ઇલેક્ટ્રોલાઇટ એ એક માધ્યમ છે જે લિથિયમ આયનોની મુક્ત હિલચાલને મંજૂરી આપે છે જે ક્ષાર, દ્રાવકો અને ઉમેરણોથી બનેલું છે.છેલ્લે, વિભાજક એ કેથોડ અને એનોડ વચ્ચેનો સંપૂર્ણ અવરોધ છે.

કેથોડ એ આ લેખ સાથે સંબંધિત મહત્વપૂર્ણ ઘટક છે કારણ કે આ તે છે જ્યાં સપ્લાય ચેઇન સમસ્યાઓ ઊભી થવાની સંભાવના છે.કેથોડની રચના બેટરીના ઉપયોગ પર ખૂબ આધાર રાખે છે.2

એપ્લિકેશન જરૂરી તત્વો

મોબાઈલ ફોન

કેમેરા

લેપટોપ્સ કોબાલ્ટ અને લિથિયમ

પાવર ટુલ્સ

તબીબી સાધનો મેંગેનીઝ અને લિથિયમ

or

નિકલ-કોબાલ્ટ-મેંગેનીઝ અને લિથિયમ

or

ફોસ્ફેટ અને લિથિયમ

નવા સેલ ફોન, કેમેરા અને કોમ્પ્યુટરની વ્યાપ અને સતત માંગને જોતાં, કોબાલ્ટ અને લિથિયમ એ લિથિયમ-આયન બેટરીના ઉત્પાદનમાં સૌથી મૂલ્યવાન કાચો માલ છે અને તે આજે સપ્લાય ચેઇન વિક્ષેપોનો સામનો કરી રહ્યા છે.

લિથિયમ-આયન બેટરીના ઉત્પાદનમાં ત્રણ નિર્ણાયક તબક્કાઓ છે: (1) કાચા માલ માટે ખાણકામ, (2) કાચા માલનું શુદ્ધિકરણ, અને (3) પોતે બેટરીનું ઉત્પાદન અને ઉત્પાદન.આમાંના દરેક તબક્કે, સપ્લાય ચેઇનના મુદ્દાઓ છે જે ઉત્પાદન દરમિયાન ઉદ્ભવતા પ્રશ્નોની રાહ જોવાને બદલે કરારની વાટાઘાટો દરમિયાન સંબોધિત કરવા જોઈએ.

II.બેટરી ઉદ્યોગમાં સપ્લાય ચેઇનની સમસ્યાઓ

A. ઉત્પાદન

ચાઇના હાલમાં વૈશ્વિક લિથિયમ-આયન બેટરી સપ્લાય ચેઇન પર પ્રભુત્વ ધરાવે છે, જે 2021.3 માં વૈશ્વિક બજારમાં પ્રવેશેલી તમામ લિથિયમ-આયન બેટરીમાંથી 79% ઉત્પાદન કરે છે, દેશ વધુ બેટરી સ્ટોરેજ અને ઇલેક્ટ્રિક વાહનો માટે 61% વૈશ્વિક લિથિયમ રિફાઇનિંગને નિયંત્રિત કરે છે4 અને પ્રોસેસિંગમાં 100% બેટરી એનોડ માટે ઉપયોગમાં લેવાતા કુદરતી ગ્રેફાઇટનો.5 લિથિયમ-આયન બેટરી ઉદ્યોગમાં ચીનની પ્રબળ સ્થિતિ અને તેનાથી સંકળાયેલા દુર્લભ પૃથ્વી તત્વો કંપનીઓ અને સરકાર બંને માટે ચિંતાનું કારણ છે.

COVID-19, યુક્રેનમાં યુદ્ધ અને અનિવાર્ય ભૌગોલિક રાજકીય અશાંતિ વૈશ્વિક પુરવઠા સાંકળોને અસર કરતી રહેશે.કોઈપણ અન્ય ઉદ્યોગની જેમ, ઉર્જા ક્ષેત્ર પણ આ પરિબળોથી પ્રભાવિત રહ્યું છે અને રહેશે.કોબાલ્ટ, લિથિયમ અને નિકલ - બેટરીના ઉત્પાદનમાં નિર્ણાયક સામગ્રી - સપ્લાય ચેઇન જોખમો માટે ખુલ્લા છે કારણ કે ઉત્પાદન અને પ્રક્રિયા ભૌગોલિક રીતે કેન્દ્રિત છે અને અધિકારક્ષેત્રો દ્વારા પ્રભુત્વ ધરાવે છે કે જેના પર શ્રમ અને માનવ અધિકારોનું ઉલ્લંઘન કરવાનો આરોપ મૂકવામાં આવ્યો છે.વધારાની માહિતી માટે, જિયોપોલિટિકલ રિસ્કના યુગમાં સપ્લાય ચેઇન ડિસ્પ્લેશનનું સંચાલન કરવા પરનો અમારો લેખ જુઓ.

આર્જેન્ટિના લિથિયમ માટે વૈશ્વિક ઘમાસાણમાં પણ મોખરે છે કારણ કે તે હાલમાં વિશ્વના અનામતનો 21% હિસ્સો ધરાવે છે જેમાં માત્ર બે ખાણો કાર્યરત છે. 6 ચીનની જેમ જ, આર્જેન્ટિના કાચા માલના ખાણકામમાં નોંધપાત્ર શક્તિ ધરાવે છે અને તેના વિસ્તરણની યોજના ધરાવે છે. તેર આયોજિત ખાણો અને સંભવિત રીતે ડઝનેક વધુ કામો સાથે લિથિયમ સપ્લાય ચેઇનમાં વધુ પ્રભાવ પાડશે.

યુરોપિયન દેશો પણ તેમના ઉત્પાદનમાં વધારો કરી રહ્યા છે, યુરોપિયન યુનિયન વૈશ્વિક ઉત્પાદન ક્ષમતાના 11% સાથે 2025 સુધીમાં વિશ્વમાં લિથિયમ-આયન બેટરીના બીજા સૌથી મોટા ઉત્પાદક બનવા માટે તૈયાર છે.7

તાજેતરના પ્રયત્નો છતાં, 8 યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ દુર્લભ પૃથ્વી ધાતુઓના ખાણકામ અથવા શુદ્ધિકરણમાં નોંધપાત્ર હાજરી ધરાવતું નથી.આ કારણે, યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ લિથિયમ-આયન બેટરીના ઉત્પાદન માટે વિદેશી સ્ત્રોતો પર વધુ આધાર રાખે છે.જૂન 2021 માં, યુએસ ડિપાર્ટમેન્ટ ઓફ એનર્જી (DOE) એ મોટી-ક્ષમતા ધરાવતી બેટરી સપ્લાય ચેઇનની સમીક્ષા પ્રકાશિત કરી અને સંપૂર્ણ ઘરેલું બેટરી સપ્લાય ચેઇનને ટેકો આપવા માટે જટિલ સામગ્રીઓ માટે સ્થાનિક ઉત્પાદન અને પ્રક્રિયા ક્ષમતાઓ સ્થાપિત કરવાની ભલામણ કરી.9 DOE એ નિર્ધારિત કર્યું કે બહુવિધ ઊર્જા ટેક્નોલોજીઓ અસુરક્ષિત અને અસ્થિર વિદેશી સ્ત્રોતો પર ખૂબ જ નિર્ભર છે-જેમાં બેટરી ઉદ્યોગની સ્થાનિક વૃદ્ધિની આવશ્યકતા છે.10 તેના જવાબમાં, DOE એ લિથિયમ-આયન બેટરીના યુએસ ઉત્પાદનને વધારવા માટે $2.91 બિલિયન પ્રદાન કરવા ફેબ્રુઆરી 2022 માં ઉદ્દેશ્યની બે નોટિસ જારી કરી હતી જે માટે મહત્વપૂર્ણ છે. ઉર્જા ક્ષેત્રની વૃદ્ધિ.11 DOE બેટરી સામગ્રી, રિસાયક્લિંગ સુવિધાઓ અને અન્ય ઉત્પાદન સુવિધાઓ માટે રિફાઇનિંગ અને ઉત્પાદન પ્લાન્ટને ભંડોળ આપવાનો ઇરાદો ધરાવે છે.

નવી ટેક્નોલોજી લિથિયમ-આયન બેટરી ઉત્પાદનના લેન્ડસ્કેપને પણ બદલશે.લિલાક સોલ્યુશન્સ, કેલિફોર્નિયા સ્થિત સ્ટાર્ટઅપ કંપની, ટેક્નોલોજી ઓફર કરે છે જે પરંપરાગત પદ્ધતિઓ કરતા 12 ગણા લિથિયમ સુધી પુનઃપ્રાપ્ત કરી શકે છે.13 તેવી જ રીતે, પ્રિન્સટન ન્યુએનર્જી એ અન્ય સ્ટાર્ટઅપ છે જેણે જૂની બેટરીઓમાંથી નવી બેટરી બનાવવાની સસ્તી, ટકાઉ રીત વિકસાવી છે.14 જો કે આ પ્રકારની નવી ટેક્નોલોજી સપ્લાય ચેઈનની અડચણને હળવી કરશે, તે હકીકતને બદલતી નથી કે લિથિયમ-આયન બેટરીનું ઉત્પાદન કાચા સ્ત્રોત સામગ્રીની ઉપલબ્ધતા પર ખૂબ આધાર રાખે છે.મુખ્ય બાબત એ છે કે વિશ્વનું હાલનું લિથિયમ ઉત્પાદન ચિલી, ઑસ્ટ્રેલિયા, આર્જેન્ટિના અને ચીનમાં કેન્દ્રિત છે. નીચે આકૃતિ 2 માં દર્શાવ્યા મુજબ, વિદેશી સ્ત્રોતની સામગ્રી પર નિર્ભરતા આગામી થોડા વર્ષો સુધી ચાલુ રહેવાની શક્યતા છે જ્યાં સુધી તેનો વધુ વિકાસ થાય. બેટરી ટેકનોલોજી કે જે દુર્લભ પૃથ્વી ધાતુઓ પર આધાર રાખતી નથી.

આકૃતિ 2: ભાવિ લિથિયમ ઉત્પાદન સ્ત્રોતો

B. કિંમત

એક અલગ લેખમાં, ફોલીના લોરેન લોવે ચર્ચા કરી હતી કે કેવી રીતે લિથિયમની કિંમતમાં વધારો બેટરીની માંગને પ્રતિબિંબિત કરે છે, 2021.16 થી કિંમતમાં 900% થી વધુ વધારો થયો છે કારણ કે ફુગાવો સર્વકાલીન ઉચ્ચ સ્તરે રહે છે.લિથિયમ-આયન બેટરીની વધતી કિંમતો, ફુગાવા સાથે, પહેલેથી જ ઇલેક્ટ્રિક વાહનોના ભાવમાં વધારો થયો છે.પુરવઠા શૃંખલા પર ફુગાવાની અસર વિશે વધારાની માહિતી માટે, અમારો લેખ જુઓ ફુગાવાની સમસ્યા: પુરવઠા શૃંખલામાં ફુગાવાને સંબોધવા માટે કંપનીઓ માટે ચાર મુખ્ય રીતો.

નિર્ણય લેનારાઓ લિથિયમ-આયન બેટરીને સંડોવતા તેમના કરારો પર ફુગાવાની અસરથી વાકેફ રહેવા માંગશે.“યુએસ જેવા સુસ્થાપિત ઉર્જા સંગ્રહ બજારોમાં, ઊંચા ખર્ચને પરિણામે કેટલાક વિકાસકર્તાઓ ઑફટેકર્સ સાથે કરારની કિંમતો પર ફરીથી વાટાઘાટો કરવા માગે છે.આ પુનઃ વાટાઘાટોમાં સમય લાગી શકે છે અને પ્રોજેક્ટ કમિશનિંગમાં વિલંબ થઈ શકે છે.”સંશોધન કંપની બ્લૂમબર્ગએનઇએફ.17 ખાતે એનર્જી સ્ટોરેજ એસોસિએટ હેલેન કોઉ કહે છે

C. પરિવહન/જ્વલનક્ષમતા

લિથિયમ-આયન બેટરીઓ યુએસ ડિપાર્ટમેન્ટ ઓફ ટ્રાન્સપોર્ટેશન પાઇપલાઇન અને જોખમી સામગ્રી સલામતી વહીવટ (PHMSA) દ્વારા યુએસ ડિપાર્ટમેન્ટ ઓફ ટ્રાન્સપોર્ટેશન (DOT) જોખમી સામગ્રી નિયમો હેઠળ જોખમી સામગ્રી તરીકે નિયંત્રિત થાય છે.પ્રમાણભૂત બેટરીઓથી વિપરીત, મોટાભાગની લિથિયમ-આયન બેટરીઓમાં જ્વલનશીલ પદાર્થો હોય છે અને તેમાં અવિશ્વસનીય રીતે ઊંચી ઉર્જા ઘનતા હોય છે.પરિણામે, લિથિયમ-આયન બેટરી અમુક ચોક્કસ પરિસ્થિતિઓમાં વધુ ગરમ થઈ શકે છે અને સળગી શકે છે, જેમ કે શોર્ટ સર્કિટ, ભૌતિક નુકસાન, અયોગ્ય ડિઝાઇન અથવા એસેમ્બલી.એકવાર સળગાવવામાં આવ્યા પછી, લિથિયમ સેલ અને બેટરીની આગને ઓલવવી મુશ્કેલ બની શકે છે.18 પરિણામે, કંપનીઓએ સંભવિત જોખમોથી વાકેફ રહેવાની અને લિથિયમ-આયન બેટરીને સંડોવતા વ્યવહારોમાં રોકાયેલા હોય ત્યારે યોગ્ય સાવચેતીઓનું મૂલ્યાંકન કરવાની જરૂર છે.

આજની તારીખે, પરંપરાગત વાહનોની તુલનામાં ઇલેક્ટ્રિક વાહનો સ્વયંસ્ફુરિત આગ માટે વધુ સંવેદનશીલ હોય છે કે કેમ તે નિર્ધારિત કરવા માટે કોઈ નિર્ણાયક સંશોધન નથી.19 સંશોધન દર્શાવે છે કે ઇલેક્ટ્રિક વાહનોમાં માત્ર 0.03% સળગાવવાની તક હોય છે, પરંપરાગત કમ્બશન એન્જિનોની તુલનામાં 1.5% તક હોય છે. .20 હાઇબ્રિડ વાહનો-જેમાં ઉચ્ચ વોલ્ટેજ બેટરી અને આંતરિક કમ્બશન એન્જિન હોય છે-3.4%.21 પર વાહનમાં આગ લાગવાની સૌથી વધુ સંભાવના હોય છે.

16 ફેબ્રુઆરી, 2022ના રોજ, જર્મનીથી યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં લગભગ 4,000 વાહનો લઇ જતા કાર્ગો જહાજમાં એટલાન્ટિક મહાસાગરમાં આગ લાગી હતી. લગભગ બે અઠવાડિયા પછી, કાર્ગો જહાજ એટલાન્ટિકની મધ્યમાં ડૂબી ગયું હતું.જો કે બોર્ડ પર પરંપરાગત અને ઇલેક્ટ્રિક વાહનોના ભંગાણ અંગે કોઈ સત્તાવાર નિવેદન નથી, લિથિયમ-આયન બેટરીવાળા વાહનોને કારણે આગ ઓલવવી મુશ્કેલ બની હશે.

III.નિષ્કર્ષ

જેમ જેમ વિશ્વ સ્વચ્છ ઉર્જા તરફ આગળ વધે છે તેમ, સપ્લાય ચેઇન સાથે સંકળાયેલા પ્રશ્નો અને મુદ્દાઓ વધશે.કોઈપણ કરારને અમલમાં મૂકતા પહેલા આ પ્રશ્નોને શક્ય તેટલી વહેલી તકે સંબોધવા જોઈએ.જો તમે અથવા તમારી કંપની એવા વ્યવહારો સાથે સંકળાયેલા હોવ કે જ્યાં લિથિયમ-આયન બેટરીઓ એક ભૌતિક ઘટક છે, ત્યાં નોંધપાત્ર સપ્લાય ચેઇન અવરોધો છે જેને કાચા માલના સોર્સિંગ અને કિંમત નિર્ધારણના મુદ્દાઓને લગતી વાટાઘાટો દરમિયાન વહેલી તકે સંબોધવા જોઈએ.કાચા માલની મર્યાદિત ઉપલબ્ધતા અને લિથિયમ ખાણો વિકસાવવામાં સામેલ જટિલતાઓને ધ્યાનમાં રાખીને, કંપનીઓએ લિથિયમ અને અન્ય મહત્વપૂર્ણ ઘટકો મેળવવા માટે વૈકલ્પિક માર્ગો શોધવા જોઈએ.લિથિયમ-આયન બેટરી પર આધાર રાખતી કંપનીઓએ સપ્લાય-ચેઇન સમસ્યાઓ ટાળવા માટે આર્થિક રીતે સધ્ધર હોય અને આ બેટરીઓની સદ્ધરતા અને પુનઃઉપયોગની મહત્તમ ક્ષમતાનું મૂલ્યાંકન કરવું અને તેમાં રોકાણ કરવું જોઈએ.વૈકલ્પિક રીતે, કંપનીઓ લિથિયમ માટે બહુ-વર્ષીય કરારો કરી શકે છે.જો કે, લિથિયમ-આયન બેટરીના ઉત્પાદન માટે દુર્લભ પૃથ્વીની ધાતુઓ પર ભારે નિર્ભરતાને જોતાં, કંપનીઓએ ધાતુઓના સોર્સિંગ અને અન્ય મુદ્દાઓ કે જે ખાણકામ અને શુદ્ધિકરણને અસર કરી શકે છે, જેમ કે ભૌગોલિક રાજકીય મુદ્દાઓ પર ભારે વિચાર કરવો જોઈએ.