S prizadevanjem za čisto energijo in povečanim povpraševanjem po električnih vozilih proizvajalci potrebujejo baterije – zlasti litij-ionske baterije – bolj kot kdaj koli prej.Primeri pospešenega prehoda na vozila na baterije so povsod: poštna služba Združenih držav je napovedala, da bo vsaj 40 % njenih dostavnih vozil naslednje generacije in drugih gospodarskih vozil električna vozila, Amazon je začel uporabljati dostavna vozila Rivian v več kot ducatih mestih, in Walmart sta sklenila dogovor o nakupu 4500 električnih dostavnikov.Z vsako od teh predelav se obremenitev dobavne verige za baterije poveča.Ta članek bo zagotovil pregled industrije litij-ionskih baterij in trenutne težave v dobavni verigi, ki vplivajo na proizvodnjo in prihodnost teh baterij.
I. Pregled litij-ionske baterije
Industrija litij-ionskih baterij je močno odvisna od pridobivanja surovin in proizvodnje baterij – oboje je občutljivo na motnje dobavne verige.
Litij-ionske baterije so v glavnem sestavljene iz štirih ključnih komponent: katode, anode, separatorja in elektrolita, kot je prikazano na sliki 1. Na visoki ravni je katoda (komponenta, ki proizvaja litijeve ione) sestavljena iz litijevega oksida.1 Anoda (komponenta, ki shranjuje litijeve ione) je običajno narejena iz grafita.Elektrolit je medij, ki omogoča prosto gibanje litijevih ionov in je sestavljen iz soli, topil in dodatkov.Končno je separator absolutna pregrada med katodo in anodo.
Katoda je kritična komponenta, ki je pomembna za ta članek, saj se tu najverjetneje pojavijo težave v dobavni verigi.Sestava katode je močno odvisna od uporabe baterije.2
Zahtevani elementi aplikacije
Mobilni telefon
Kamere
Prenosni računalniki kobalt in litij
Električna orodja
Medicinska oprema Mangan in litij
or
Nikelj-kobalt-mangan in litij
or
Fosfat in litij
Glede na razširjenost in stalno povpraševanje po novih mobilnih telefonih, fotoaparatih in računalnikih sta kobalt in litij najdragocenejši surovini v proizvodnji litij-ionskih baterij in se že danes soočata s prekinitvami dobavne verige.
Obstajajo tri ključne faze v proizvodnji litij-ionskih baterij: (1) pridobivanje surovin, (2) rafiniranje surovin in (3) proizvodnja in proizvodnja samih baterij.Na vsaki od teh stopenj obstajajo težave v dobavni verigi, ki jih je treba obravnavati med pogodbenimi pogajanji, namesto da bi čakali, da se težave pojavijo med potekom proizvodnje.
II.Težave z dobavno verigo v industriji baterij
A. Proizvodnja
Kitajska trenutno prevladuje v svetovni dobavni verigi litij-ionskih baterij, saj proizvede 79 % vseh litij-ionskih baterij, ki so vstopile na svetovni trg leta 2021.3 Država poleg tega nadzoruje 61 % svetovne rafinacije litija za shranjevanje baterij in električna vozila4 ter 100 % predelave naravnega grafita, ki se uporablja za akumulatorske anode.5 Prevladujoč položaj Kitajske v industriji litij-ionskih baterij in z njimi povezani elementi redkih zemelj so razlog za zaskrbljenost tako podjetij kot vlad.
COVID-19, vojna v Ukrajini in neizogibni geopolitični nemiri bodo še naprej vplivali na svetovne dobavne verige.Energetski sektor je bil in bo še naprej pod vplivom teh dejavnikov, tako kot na vsako drugo industrijo.Kobalt, litij in nikelj – kritični materiali v proizvodnji baterij – so izpostavljeni tveganjem v dobavni verigi, ker sta proizvodnja in predelava geografsko koncentrirani in v njej prevladujejo jurisdikcije, ki naj bi kršile delavske in človekove pravice.Za dodatne informacije glejte naš članek o upravljanju motenj v dobavni verigi v dobi geopolitičnih tveganj.
Argentina je tudi v ospredju svetovnega boja za litij, saj trenutno predstavlja 21 % svetovnih zalog z le dvema delujočima rudnikoma.6 Podobno kot Kitajska ima Argentina pomembno moč pri rudarjenju surovin in načrtuje razširitev svojega še naprej vplivati na dobavno verigo litija, s trinajstimi načrtovanimi rudniki in potencialno na desetine drugih v delu.
Tudi evropske države povečujejo svojo proizvodnjo, Evropska unija pa naj bi do leta 2025 postala druga največja proizvajalka litij-ionskih baterij na svetu z 11 % svetovne proizvodne zmogljivosti.7
Kljub nedavnim prizadevanjem8 Združene države niso pomembneje prisotne pri rudarjenju ali rafiniranju redkih zemeljskih kovin.Zaradi tega se ZDA pri proizvodnji litij-ionskih baterij močno zanašajo na tuje vire.Junija 2021 je ameriško ministrstvo za energijo (DOE) objavilo pregled dobavne verige baterij z veliko zmogljivostjo in priporočilo vzpostavitev domačih proizvodnih in predelovalnih zmogljivosti za kritične materiale za podporo popolnoma domači dobavni verigi baterij.9 Ministrstvo za energijo je ugotovilo, da več energije tehnologije so močno odvisne od negotovih in nestabilnih tujih virov, kar zahteva domačo rast industrije baterij.10 V odgovor je DOE februarja 2022 izdal dve obvestili o nameri, da zagotovi 2,91 milijarde USD za povečanje proizvodnje litij-ionskih baterij v ZDA, ki so ključne za rast energetskega sektorja.11 DOE namerava financirati obrate za rafiniranje in proizvodnjo baterijskih materialov, obrate za recikliranje in druge proizvodne obrate.
Nova tehnologija bo spremenila tudi krajino proizvodnje litij-ionskih baterij.Lilac Solutions, novoustanovljeno podjetje s sedežem v Kaliforniji, ponuja tehnologijo, ki lahko obnovi12 do dvakrat več litija kot tradicionalne metode.13 Podobno je Princeton NuEnergy še eno novo podjetje, ki je razvilo poceni, trajnosten način za izdelavo novih baterij iz starih.14 Čeprav bo ta vrsta nove tehnologije olajšala ozko grlo dobavne verige, ne spremeni dejstva, da je proizvodnja litij-ionskih baterij močno odvisna od razpoložljivosti surovin.Bistvo ostaja, da je obstoječa svetovna proizvodnja litija skoncentrirana v Čilu, Avstraliji, Argentini in na Kitajskem.15 Kot je prikazano na sliki 2 spodaj, se bo zanašanje na materiale iz tujine verjetno nadaljevalo še naslednjih nekaj let do nadaljnjega razvoja baterijska tehnologija, ki ne temelji na redkih zemeljskih kovinah.
Slika 2: Prihodnji viri proizvodnje litija
B. Cena
V ločenem članku je Lauren Loew iz Foleyja razpravljala o tem, kako dvig cen litija odraža povečane zahteve po baterijah, pri čemer so se stroški od leta 2021 povečali za več kot 900 %.16 Ti skoki cen se nadaljujejo, saj inflacija ostaja na najvišji ravni vseh časov.Naraščajoči stroški litij-ionskih baterij so skupaj z inflacijo že povzročili povišanje cen električnih vozil.Za dodatne informacije o vplivu inflacije na dobavno verigo si oglejte naš članek Težave z inflacijo: Štirje ključni načini, kako podjetja obravnavati inflacijo v dobavni verigi.
Odločevalci se bodo želeli zavedati vpliva inflacije na njihove pogodbe, ki vključujejo litij-ionske baterije.»Na dobro uveljavljenih trgih za shranjevanje energije, kot so ZDA, so višji stroški povzročili, da so se nekateri razvijalci želeli ponovno pogajati o pogodbenih cenah s prejemniki.Ta ponovna pogajanja lahko vzamejo čas in odložijo zagon projekta.«pravi Helen Kou, sodelavka za shranjevanje energije pri raziskovalnem podjetju BloombergNEF.17
C. Prevoz/Vnetljivost
Litij-ionske baterije so v skladu s predpisi Ministrstva za promet ZDA (DOT) o nevarnih snoveh urejene kot nevaren material, ki ga ureja Uprava ZDA za transportne cevovode in varnost nevarnih materialov (PHMSA).Za razliko od standardnih baterij večina litij-ionskih baterij vsebuje vnetljive materiale in ima neverjetno visoko energijsko gostoto.Zaradi tega se lahko litij-ionske baterije pod določenimi pogoji pregrejejo in vnamejo, kot so kratek stik, fizične poškodbe, neustrezna zasnova ali montaža.Ko se požar litijeve celice in baterije vžge, je težko pogasiti.18 Posledično se morajo podjetja zavedati morebitnih tveganj in oceniti ustrezne previdnostne ukrepe pri transakcijah, ki vključujejo litij-ionske baterije.
Do danes ni nobene dokončne raziskave, ki bi ugotovila, ali so električna vozila bolj nagnjena k spontanim požarom v primerjavi s tradicionalnimi vozili.19 Raziskave kažejo, da imajo električna vozila samo 0,03-odstotno možnost vžiga, v primerjavi s tradicionalnimi motorji z notranjim zgorevanjem pa 1,5-odstotno možnost vžiga. .20 Hibridna vozila, ki imajo visokonapetostno baterijo in motor z notranjim zgorevanjem, imajo največjo verjetnost požara v vozilu, in sicer 3,4 %.21
16. februarja 2022 je tovorna ladja, ki je prevažala skoraj 4000 vozil iz Nemčije v ZDA, zagorela v Atlantskem oceanu.22 Skoraj dva tedna pozneje se je tovorna ladja potopila sredi Atlantika.Čeprav ni uradne izjave o okvari tradicionalnih in električnih vozil na krovu, bi vozila z litij-ionskimi baterijami otežila gašenje požarov.
III.Zaključek
Ko se svet približuje čistejši energiji, bodo vprašanja in težave, ki vključujejo dobavno verigo, naraščale.Ta vprašanja je treba obravnavati čim prej, preden sklenete katero koli pogodbo.Če ste vi ali vaše podjetje vključeni v transakcije, pri katerih so litij-ionske baterije pomemben sestavni del, obstajajo znatne ovire v dobavni verigi, ki jih je treba obravnavati že na začetku pogajanj v zvezi z nabavo surovin in vprašanji cen.Glede na omejeno razpoložljivost surovin in zapletenost razvoja rudnikov litija bi morala podjetja iskati alternativne poti za pridobivanje litija in drugih kritičnih komponent.Podjetja, ki se zanašajo na litij-ionske baterije, bi morala oceniti in vlagati v tehnologijo, ki je ekonomsko upravičena ter povečuje sposobnost preživetja in možnost recikliranja teh baterij, da bi se izognila težavam v dobavni verigi.Druga možnost je, da podjetja sklenejo večletne pogodbe za litij.Glede na močno odvisnost od redkih zemeljskih kovin pri proizvodnji litij-ionskih baterij pa bi morala podjetja močno razmisliti o pridobivanju kovin in drugih vprašanjih, ki lahko vplivajo na rudarjenje in rafiniranje, kot so geopolitična vprašanja.
Čas objave: 24. septembra 2022