Med presset mot ren energi og økt etterspørsel etter elektriske kjøretøy, trenger produsenter batterier - spesielt litium-ion-batterier - mer enn noen gang.Eksempler på den akselererende overgangen til batteridrevne kjøretøy er overalt: United States Postal Service kunngjorde at minst 40 % av sine neste generasjons leveringskjøretøyer og andre kommersielle kjøretøyer vil være elektriske kjøretøy, Amazon har begynt å bruke Rivian varebiler i over et dusin byer, og Walmart inngikk en avtale om å kjøpe 4500 elektriske varebiler.Med hver av disse konverteringene øker belastningen på forsyningskjeden for batterier.Denne artikkelen vil gi en oversikt over litium-ion-batteriindustrien og gjeldende forsyningskjedeproblemer som påvirker produksjonen og fremtiden til disse batteriene.
I. Oversikt over litiumionbatterier
Litiumion-batteriindustrien er sterkt avhengig av utvinning av råvarer og produksjon av batteriene – som begge er sårbare for forstyrrelser i forsyningskjeden.
Litium-ion-batterier består hovedsakelig av fire nøkkelkomponenter: en katode, anode, separator og elektrolytt, som vist i figur 1. På et høyt nivå er katoden (komponenten som produserer litiumioner) sammensatt av litiumoksid.1 Anoden (komponenten som lagrer litiumionene) er vanligvis laget av grafitt.Elektrolytten er et medium som tillater fri bevegelse av litiumioner som er sammensatt av salter, løsemidler og tilsetningsstoffer.Til slutt er separatoren den absolutte barrieren mellom katoden og anoden.
Katoden er den kritiske komponenten som er relevant for denne artikkelen fordi det er her forsyningskjedeproblemer mest sannsynlig vil oppstå.Katodens sammensetning avhenger sterkt av bruken av batteriet.2
Program nødvendige elementer
Mobil
Kameraer
Bærbare datamaskiner kobolt og litium
Elektroverktøy
Medisinsk utstyr Mangan og litium
or
Nikkel-kobolt-mangan og litium
or
Fosfat og litium
Gitt utbredelsen og den fortsatte etterspørselen etter nye mobiltelefoner, kameraer og datamaskiner, er kobolt og litium de mest verdifulle råvarene i produksjonen av litium-ion-batterier og står allerede overfor avbrudd i forsyningskjeden i dag.
Det er tre avgjørende stadier i produksjonen av litium-ion-batterier: (1) gruvedrift for råvarer, (2) raffinering av råvarene, og (3) produksjon og produksjon av batteriene selv.På hvert av disse stadiene er det forsyningskjedeproblemer som bør tas opp under kontraktsforhandlinger i stedet for å vente på at problemene skal oppstå i løpet av produksjonen.
II.Forsyningskjedeproblemer innen batteriindustrien
A. Produksjon
Kina dominerer for tiden den globale forsyningskjeden for litiumionbatterier, og produserer 79 % av alle litiumionbatterier som kom inn på det globale markedet i 2021.3 Landet kontrollerer videre 61 % av den globale litiumraffineringen for batterilagring og elektriske kjøretøy4 og 100 % av behandlingen av naturlig grafitt brukt til batterianoder.5 Kinas dominerende posisjon innen litiumionbatteriindustrien og tilhørende sjeldne jordartselementer er grunn til bekymring både for selskaper og myndigheter.
COVID-19, krigen i Ukraina og uunngåelig geopolitisk uro vil fortsette å påvirke globale forsyningskjeder.Akkurat som enhver annen industri, har energisektoren vært og vil fortsette å bli påvirket av disse faktorene.Kobolt, litium og nikkel – kritiske materialer i produksjonen av batterier – er utsatt for forsyningskjederisiko fordi produksjon og prosessering er geografisk konsentrert og dominert av jurisdiksjoner som har blitt påstått å bryte arbeids- og menneskerettigheter.For ytterligere informasjon, se vår artikkel om håndtering av forsyningskjedeavbrudd i en tid med geopolitisk risiko.
Argentina er også i forkant av det globale strevet etter litium, ettersom det i dag står for 21 % av verdens reserver med bare to gruver i drift.6 I likhet med Kina har Argentina betydelig makt når det gjelder gruvedrift av råvarer og planlegger å utvide sine innflytelse videre i litiumforsyningskjeden, med tretten planlagte gruver og potensielt dusinvis flere på gang.
Europeiske land øker også produksjonen sin, og EU er klar til å bli den nest største produsenten av litiumionbatterier i verden innen 2025 med 11 % av den globale produksjonskapasiteten.7
Til tross for nylige anstrengelser8, har ikke USA en betydelig tilstedeværelse i gruvedrift eller raffinering av sjeldne jordmetaller.På grunn av dette er USA sterkt avhengig av utenlandske kilder for å produsere litium-ion-batterier.I juni 2021 publiserte det amerikanske energidepartementet (DOE) en gjennomgang av batteriforsyningskjeden med stor kapasitet og anbefalte å etablere innenlandsk produksjon og prosesseringsevne for kritiske materialer for å støtte en fullstendig innenlandsk batteriforsyningskjede.9 DOE fastslo at flere energikilder teknologier er svært avhengige av usikre og ustabile utenlandske kilder – noe som nødvendiggjør innenlandsk vekst i batteriindustrien.10 Som svar utstedte DOE to intensjonsmeldinger i februar 2022 om å gi 2,91 milliarder dollar for å øke amerikansk produksjon av litiumion-batterier som er kritiske for vekst i energisektoren.11 DOE har til hensikt å finansiere raffinerings- og produksjonsanlegg for batterimaterialer, resirkuleringsanlegg og andre produksjonsanlegg.
Ny teknologi vil også endre landskapet for produksjon av litiumionbatterier.Lilac Solutions, et California-basert oppstartsselskap, tilbyr teknologi som kan gjenvinne12 opptil dobbelt så mye litium som tradisjonelle metoder.13 På samme måte er Princeton NuEnergy en annen oppstart som har utviklet en rimelig, bærekraftig måte å lage nye batterier av gamle.14 Selv om denne typen ny teknologi vil lette flaskehalsen i forsyningskjeden, endrer det ikke det faktum at produksjonen av litiumionbatterier i stor grad er avhengig av tilgjengelighet av råmaterialer.Poenget er fortsatt at verdens eksisterende litiumproduksjon er konsentrert i Chile, Australia, Argentina og Kina.15 Som antydet i figur 2 nedenfor, vil avhengigheten av utenlandske materialer sannsynligvis fortsette de neste årene inntil videre utvikling av batteriteknologi som ikke er avhengig av sjeldne jordartsmetaller.
Figur 2: Fremtidige litiumproduksjonskilder
B. Pris
I en egen artikkel diskuterte Foleys Lauren Loew hvordan prisstigningen på litium reflekterer økt batteribehov, med kostnadene som har økt med mer enn 900 % siden 2021.16 Disse prisstigningene fortsetter ettersom inflasjonen forblir på et rekordhøyt nivå.De økende kostnadene for litium-ion-batterier, kombinert med inflasjon, har allerede resultert i økninger i prisene på elektriske kjøretøy.For ytterligere informasjon om virkningen av inflasjon på forsyningskjeden, se vår artikkel Inflation Woes: Four Key Ways for Companies to Address Inflation in the Supply Chain.
Beslutningstakere vil ønske å være klar over virkningen av inflasjon på kontraktene deres som involverer litium-ion-batterier.«I veletablerte energilagringsmarkeder, som USA, har høyere kostnader ført til at noen utviklere ønsker å reforhandle kontraktspriser med uttakere.Disse reforhandlingene kan ta tid og forsinke igangsettingen av prosjektet.»sier Helen Kou, en energilagringsmedarbeider ved forskningsselskapet BloombergNEF.17
C. Transport/Brennelighet
Litium-ion-batterier er regulert som et farlig materiale under US Department of Transportation (DOT) Hazardous Materials Regulations av US Department of Transportation Pipeline and Hazardous Materials Safety Administration (PHMSA).I motsetning til standardbatterier inneholder de fleste litium-ion-batterier brennbare materialer og har en utrolig høy energitetthet.Som et resultat kan litium-ion-batteriene overopphetes og antennes under visse forhold, for eksempel kortslutning, fysisk skade, feil design eller montering.Når de først er antent, kan branner i litiumceller og batterier være vanskelige å slukke.18 Som et resultat må selskaper være klar over de potensielle risikoene og vurdere de riktige forholdsreglene når de er involvert i transaksjoner som involverer litiumionbatterier.
Til dags dato er det ingen avgjørende forskning for å avgjøre om elektriske kjøretøy er mer utsatt for spontane branner sammenlignet med tradisjonelle kjøretøy.19 Forskning viser at elektriske kjøretøy kun har 0,03 % sjanse for å antennes, sammenlignet med tradisjonelle forbrenningsmotorer med 1,5 % sjanse for å antennes. .20 Hybridkjøretøyer – som har et høyspentbatteri og en forbrenningsmotor – har størst sannsynlighet for kjøretøybrann med 3,4 %.21
16. februar 2022 tok et lasteskip som fraktet nesten 4000 kjøretøy fra Tyskland til USA fyr i Atlanterhavet.22 Nesten to uker senere sank lasteskipet midt i Atlanterhavet.Selv om det ikke er noen offisiell uttalelse om sammenbruddet av tradisjonelle og elektriske kjøretøy om bord, ville litium-ion-batterikjøretøyene ha gjort brannene vanskeligere å slukke.
III.Konklusjon
Etter hvert som verden beveger seg mot renere energi, vil spørsmål og problemer som involverer forsyningskjeden vokse.Disse spørsmålene bør besvares så snart som mulig før en kontrakt gjennomføres.Hvis du eller din bedrift er involvert i transaksjoner der litium-ion-batterier er en materiell komponent, er det betydelige hindringer i forsyningskjeden som bør tas opp tidlig under forhandlinger om innkjøp av råvarer og prisproblemer.I lys av den begrensede tilgjengeligheten av råvarer og kompleksiteten som er involvert i utviklingen av litiumgruver, bør selskaper se til alternative veier for å skaffe litium og andre kritiske komponenter.Selskaper som er avhengige av litiumionbatterier bør vurdere og investere i teknologi som er økonomisk levedyktig og maksimerer levedyktigheten og resirkulerbarheten til disse batteriene for å unngå forsyningskjedeproblemer.Alternativt kan bedrifter inngå flerårige avtaler for litium.Men gitt den store avhengigheten av sjeldne jordmetaller for å produsere litium-ion-batterier, bør selskaper vurdere innkjøp av metaller og andre problemer som kan påvirke gruvedrift og raffinering, for eksempel geopolitiske problemer.
Innleggstid: 24. september 2022