S težnjom prema čistoj energiji i povećanom potražnjom za električnim vozilima, proizvođačima su potrebne baterije – posebno litij-ionske baterije – više nego ikad.Primjeri ubrzanog prijelaza na vozila na baterije su posvuda: Poštanska služba Sjedinjenih Američkih Država objavila je da će najmanje 40% svojih dostavnih vozila sljedeće generacije i drugih komercijalnih vozila biti električna vozila, Amazon je počeo koristiti dostavna vozila Rivian u više od desetak gradova, i Walmart sklopili su ugovor o kupnji 4500 električnih dostavnih vozila.Sa svakom od ovih pretvorbi, pojačava se opterećenje opskrbnog lanca za baterije.Ovaj članak pružit će pregled industrije litij-ionskih baterija i trenutne probleme u opskrbnom lancu koji utječu na proizvodnju i budućnost ovih baterija.
I. Pregled litij-ionske baterije
Industrija litij-ionskih baterija uvelike se oslanja na iskopavanje sirovina i proizvodnju baterija—oboje je osjetljivo na smetnje u opskrbnom lancu.
Litij-ionske baterije uglavnom se sastoje od četiri ključne komponente: katode, anode, separatora i elektrolita, kao što je prikazano na slici 1. Na visokoj razini, katoda (komponenta koja proizvodi litijeve ione) sastoji se od litijeva oksida.1 Anoda (komponenta koja pohranjuje litijeve ione) općenito je izrađena od grafita.Elektrolit je medij koji omogućuje slobodno kretanje litijevih iona koji se sastoji od soli, otapala i aditiva.Konačno, separator je apsolutna barijera između katode i anode.
Katoda je kritična komponenta relevantna za ovaj članak jer je tu najvjerojatnije doći do problema u opskrbnom lancu.Sastav katode jako ovisi o primjeni baterije.2
Elementi potrebni za primjenu
Mobiteli
Fotoaparati
Prijenosna računala kobalt i litij
Električni alati
Medicinska oprema Mangan i litij
or
Nikal-kobalt-mangan i litij
or
Fosfat i litij
S obzirom na prevalenciju i stalnu potražnju za novim mobitelima, kamerama i računalima, kobalt i litij su najvrjednije sirovine u proizvodnji litij-ionskih baterija i već danas se suočavaju s prekidima u opskrbnom lancu.
Tri su ključne faze u proizvodnji litij-ionskih baterija: (1) vađenje sirovina, (2) rafiniranje sirovina i (3) proizvodnja i proizvodnja samih baterija.U svakoj od ovih faza postoje problemi opskrbnog lanca kojima se treba pozabaviti tijekom pregovora o sklapanju ugovora, a ne čekati da se problemi pojave tijekom proizvodnje.
II.Problemi lanca opskrbe unutar industrije baterija
A. Proizvodnja
Kina trenutačno dominira globalnim opskrbnim lancem litij-ionskih baterija, proizvodeći 79% svih litij-ionskih baterija koje su ušle na globalno tržište 2021.3 Zemlja nadalje kontrolira 61% globalne rafinacije litija za skladištenje baterija i električna vozila4 i 100% prerade prirodnog grafita koji se koristi za anode baterija.5 Kineska dominantna pozicija u industriji litij-ionskih baterija i povezanih elemenata rijetke zemlje razlog je za zabrinutost i kompanija i vlada.
COVID-19, rat u Ukrajini i neizbježni geopolitički nemiri nastavit će utjecati na globalne opskrbne lance.Kao i svaka druga industrija, energetski sektor bio je i nastavit će biti pod utjecajem ovih čimbenika.Kobalt, litij i nikal — kritični materijali u proizvodnji baterija — izloženi su rizicima opskrbnog lanca jer su proizvodnja i obrada geografski koncentrirani i njima dominiraju jurisdikcije za koje se tvrdi da krše radnička i ljudska prava.Za dodatne informacije pogledajte naš članak o upravljanju poremećajima u lancu opskrbe u eri geopolitičkog rizika.
Argentina je također na čelu globalne borbe za litijem budući da trenutačno posjeduje 21% svjetskih rezervi sa samo dva rudnika u pogonu.6 Slično Kini, Argentina ima značajnu moć u iskopavanju sirovina i planira proširiti svoj daljnji utjecaj u lancu opskrbe litijem, s trinaest planiranih rudnika i potencijalno desecima drugih u radovima.
Europske zemlje također povećavaju svoju proizvodnju, a Europska unija je spremna postati drugi najveći proizvođač litij-ionskih baterija u svijetu do 2025. s 11% globalnog proizvodnog kapaciteta.7
Unatoč nedavnim naporima,8 Sjedinjene Države nisu značajno prisutne u rudarenju ili rafiniranju metala rijetkih zemalja.Zbog toga se Sjedinjene Države uvelike oslanjaju na strane izvore u proizvodnji litij-ionskih baterija.U lipnju 2021. Ministarstvo energetike SAD-a (DOE) objavilo je recenziju opskrbnog lanca baterija velikog kapaciteta i preporučilo uspostavu domaće proizvodnje i mogućnosti prerade za kritične materijale kako bi se podržao potpuno domaći lanac opskrbe baterijama.9 DOE je utvrdio da višestruka energija tehnologije uvelike ovise o nesigurnim i nestabilnim stranim izvorima — što zahtijeva domaći rast industrije baterija.10 Kao odgovor, DOE je u veljači 2022. izdao dvije obavijesti o namjeri da osigura 2,91 milijardu dolara za povećanje američke proizvodnje litij-ionskih baterija koje su ključne za razvoj energetskog sektora.11 DOE namjerava financirati postrojenja za rafiniranje i proizvodnju baterijskih materijala, postrojenja za recikliranje i druge proizvodne pogone.
Nova tehnologija također će promijeniti krajolik proizvodnje litij-ionskih baterija.Lilac Solutions, startup tvrtka sa sjedištem u Kaliforniji, nudi tehnologiju koja može obnoviti12 do dvostruko više litija od tradicionalnih metoda.13 Slično tome, Princeton NuEnergy još je jedan startup koji je razvio jeftin, održiv način za izradu novih baterija od starih.14 Iako će ova vrsta nove tehnologije ublažiti usko grlo u opskrbnom lancu, to ne mijenja činjenicu da se proizvodnja litij-ionskih baterija uvelike oslanja na dostupnost sirovina.Zaključak ostaje da je svjetska postojeća proizvodnja litija koncentrirana u Čileu, Australiji, Argentini i Kini.15 Kao što je prikazano na slici 2 u nastavku, oslanjanje na materijale iz inozemstva vjerojatno će se nastaviti sljedećih nekoliko godina do daljnjeg razvoja baterijska tehnologija koja se ne oslanja na metale rijetke zemlje.
Slika 2: Budući izvori proizvodnje litija
B. Cijena
U zasebnom članku, Lauren Loew iz Foleyja raspravljala je o tome kako porast cijene litija odražava povećane zahtjeve za baterijama, pri čemu su troškovi porasli za više od 900% od 2021.16 Ti porasti cijena nastavljaju se dok inflacija ostaje na najvišoj razini svih vremena.Sve veći troškovi litij-ionskih baterija, zajedno s inflacijom, već su rezultirali povećanjem cijena električnih vozila.Dodatne informacije o utjecaju inflacije na lanac opskrbe potražite u našem članku Problemi s inflacijom: Četiri ključna načina za tvrtke da se pozabave inflacijom u lancu opskrbe.
Donositelji odluka će htjeti biti svjesni utjecaja inflacije na njihove ugovore koji uključuju litij-ionske baterije.“Na dobro uspostavljenim tržištima za pohranu energije, poput SAD-a, viši troškovi doveli su do toga da neki developeri žele ponovno pregovarati o ugovornim cijenama s kupcima.Ovi ponovni pregovori mogu potrajati i odgoditi puštanje projekta u pogon.”kaže Helen Kou, suradnica za skladištenje energije u istraživačkoj tvrtki BloombergNEF.17
C. Prijevoz/zapaljivost
Litij-ionske baterije regulirane su kao opasan materijal prema Uredbama o opasnim materijalima Ministarstva prometa SAD-a (DOT) od strane Uprave za sigurnost transporta i sigurnosti opasnih materijala SAD-a (PHMSA).Za razliku od standardnih baterija, većina litij-ionskih baterija sadrži zapaljive materijale i ima nevjerojatno visoku gustoću energije.Zbog toga se litij-ionske baterije mogu pregrijati i zapaliti pod određenim uvjetima, poput kratkog spoja, fizičkog oštećenja, nepravilnog dizajna ili sastavljanja.Nakon što se zapale, požare litijskih ćelija i baterija može biti teško ugasiti.18 Kao rezultat toga, tvrtke moraju biti svjesne potencijalnih rizika i procijeniti odgovarajuće mjere opreza kada su uključene u transakcije koje uključuju litij-ionske baterije.
Do danas nema konačnih istraživanja kojima bi se utvrdilo jesu li električna vozila sklonija spontanim požarima u usporedbi s tradicionalnim vozilima.19 Istraživanja pokazuju da električna vozila imaju samo 0,03% šanse da se zapale, u usporedbi s tradicionalnim motorima s unutarnjim izgaranjem s 1,5% šanse da se zapale. .20 Hibridna vozila—koja imaju visokonaponsku bateriju i motor s unutarnjim izgaranjem—imaju najveću vjerojatnost požara od 3,4%.21
Dana 16. veljače 2022., teretni brod koji je prevozio gotovo 4000 vozila iz Njemačke u Sjedinjene Države zapalio se u Atlantskom oceanu.22 Gotovo dva tjedna kasnije, teretni brod je potonuo usred Atlantika.Iako nema službene izjave o kvaru tradicionalnih i električnih vozila u vozilu, vozila s litij-ionskim baterijama otežala bi gašenje požara.
III.Zaključak
Kako se svijet kreće prema čišćoj energiji, pitanja i problemi koji uključuju opskrbni lanac će rasti.Ova pitanja treba riješiti što je prije moguće prije izvršenja bilo kakvog ugovora.Ako ste vi ili vaša tvrtka uključeni u transakcije u kojima su litij-ionske baterije materijalna komponenta, postoje značajne prepreke u opskrbnom lancu koje bi se trebale riješiti na početku pregovora u vezi s nabavom sirovina i pitanjima cijena.U svjetlu ograničene dostupnosti sirovina i složenosti razvoja rudnika litija, tvrtke bi trebale tražiti alternativne načine dobivanja litija i drugih kritičnih komponenti.Tvrtke koje se oslanjaju na litij-ionske baterije trebale bi procijeniti i ulagati u tehnologiju koja je ekonomski održiva i maksimizira održivost i mogućnost recikliranja ovih baterija kako bi se izbjegle poteškoće u lancu opskrbe.Alternativno, tvrtke mogu sklopiti višegodišnje ugovore za litij.Međutim, s obzirom na veliku ovisnost o metalima rijetkih zemalja za proizvodnju litij-ionskih baterija, tvrtke bi trebale ozbiljno razmotriti izvore metala i druga pitanja koja mogu utjecati na rudarenje i rafiniranje, poput geopolitičkih pitanja.
Vrijeme objave: 24. rujna 2022