Odată cu impulsul către energie curată și cererea crescută de vehicule electrice, producătorii au nevoie de baterii, în special de baterii litiu-ion, mai mult ca niciodată.Exemple de accelerare a tranziției către vehicule alimentate cu baterii sunt peste tot: Serviciul Poștal al Statelor Unite a anunțat că cel puțin 40% din vehiculele sale de livrare de generația următoare și alte vehicule comerciale vor fi vehicule electrice, Amazon a început să folosească camionete de livrare Rivian în peste o duzină de orașe, și Walmart a încheiat un acord pentru achiziționarea a 4.500 de dube electrice de livrare.Cu fiecare dintre aceste conversii, presiunea asupra lanțului de aprovizionare pentru baterii se intensifică.Acest articol va oferi o privire de ansamblu asupra industriei bateriilor cu litiu-ion și a problemelor actuale ale lanțului de aprovizionare care afectează producția și viitorul acestor baterii.
I. Prezentare generală a bateriei litiu-ion
Industria bateriilor cu litiu-ion se bazează în mare măsură pe exploatarea materiilor prime și producția de baterii, ambele fiind vulnerabile la interferența lanțului de aprovizionare.
Bateriile litiu-ion sunt compuse în principal din patru componente cheie: un catod, un anod, un separator și un electrolit, așa cum se arată în Figura 1. La un nivel înalt, catodul (componenta care produce ioni de litiu) este compus din oxid de litiu.1 Anodul (componenta care stochează ionii de litiu) este în general realizat din grafit.Electrolitul este un mediu care permite mișcarea liberă a ionilor de litiu care este compus din săruri, solvenți și aditivi.În cele din urmă, separatorul este bariera absolută între catod și anod.
Catodul este componenta critică relevantă pentru acest articol, deoarece aici este cel mai probabil să apară problemele lanțului de aprovizionare.Compoziția catodului depinde foarte mult de aplicarea bateriei.2
Elemente necesare aplicației
Telefoane mobile
Camere de luat vederi
Laptop-uri Cobalt și Litiu
Unelte electrice
Echipament medical Mangan si Litiu
or
Nichel-Cobalt-Mangan și Litiu
or
Fosfat și Litiu
Având în vedere prevalența și cererea continuă pentru telefoane mobile, camere și computere noi, cobaltul și litiul sunt cele mai valoroase materii prime în producția de baterii litiu-ion și se confruntă deja cu întreruperi ale lanțului de aprovizionare astăzi.
Există trei etape cruciale în producția bateriilor litiu-ion: (1) exploatarea materiilor prime, (2) rafinarea materiilor prime și (3) producerea și fabricarea bateriilor în sine.În fiecare dintre aceste etape, există probleme legate de lanțul de aprovizionare care ar trebui abordate în timpul negocierilor contractuale, mai degrabă decât să aștepte ca problemele să apară în timpul producției.
II.Probleme legate de lanțul de aprovizionare în industria bateriilor
A. Producția
China domină în prezent lanțul global de aprovizionare cu baterii litiu-ion, producând 79% din toate bateriile litiu-ion care au intrat pe piața globală în 2021.3 Țara controlează în continuare 61% din rafinarea globală a litiului pentru stocarea bateriilor și vehiculele electrice4 și 100% din procesare. de grafit natural folosit pentru anozii bateriilor.5 Poziția dominantă a Chinei în industria bateriilor cu litiu-ion și elementele de pământ rare asociate reprezintă un motiv de îngrijorare atât pentru companii, cât și pentru guverne.
COVID-19, războiul din Ucraina și inevitabilele tulburări geopolitice vor continua să afecteze lanțurile globale de aprovizionare.La fel ca orice altă industrie, sectorul energetic a fost și va continua să fie afectat de acești factori.Cobaltul, litiul și nichelul - materiale critice în producția de baterii - sunt expuse riscurilor lanțului de aprovizionare, deoarece producția și procesarea sunt concentrate geografic și dominate de jurisdicții despre care se presupune că încalcă drepturile muncii și drepturile omului.Pentru informații suplimentare, consultați articolul nostru despre Gestionarea întreruperii lanțului de aprovizionare într-o eră a riscului geopolitic.
Argentina este, de asemenea, în fruntea luptei globale pentru litiu, deoarece în prezent reprezintă 21% din rezervele lumii, cu doar două mine în funcțiune.6 La fel ca China, Argentina deține o putere semnificativă în exploatarea materiilor prime și intenționează să-și extindă influență în continuare în lanțul de aprovizionare cu litiu, cu treisprezece mine planificate și, potențial, alte zeci în lucru.
De asemenea, țările europene își măresc producția, Uniunea Europeană fiind pregătită să devină al doilea mare producător de baterii litiu-ion din lume până în 2025, cu 11% din capacitatea globală de producție.7
În ciuda eforturilor recente8, Statele Unite nu au o prezență semnificativă în exploatarea sau rafinarea metalelor pământurilor rare.Din acest motiv, Statele Unite se bazează în mare măsură pe surse străine pentru a produce baterii litiu-ion.În iunie 2021, Departamentul de Energie al SUA (DOE) a publicat o analiză a lanțului de aprovizionare cu baterii de mare capacitate și a recomandat stabilirea capacităților interne de producție și procesare a materialelor critice pentru a susține un lanț de aprovizionare cu baterii complet intern.9 DOE a stabilit că mai multe energie. tehnologiile depind în mare măsură de surse străine nesigure și instabile – necesitând creșterea internă a industriei bateriilor.10 Ca răspuns, DOE a emis două notificări de intenție în februarie 2022 pentru a oferi 2,91 miliarde USD pentru a stimula producția de baterii litiu-ion din SUA, care sunt esențiale pentru creșterea sectorului energetic.11 DOE intenționează să finanțeze instalații de rafinare și producție pentru materiale pentru baterii, instalații de reciclare și alte unități de producție.
Noua tehnologie va schimba, de asemenea, peisajul producției de baterii litiu-ion.Lilac Solutions, o companie startup din California, oferă tehnologie care poate recupera12 până la de două ori mai mult litiu decât metodele tradiționale.13 În mod similar, Princeton NuEnergy este un alt startup care a dezvoltat o modalitate ieftină și durabilă de a face baterii noi din cele vechi.14 Deși acest tip de nouă tehnologie va ușura blocajul lanțului de aprovizionare, nu schimbă faptul că producția de baterii litiu-ion se bazează în mare măsură pe disponibilitatea materiei prime.Concluzia rămâne că producția mondială de litiu este concentrată în Chile, Australia, Argentina și China.15 După cum se arată în figura 2 de mai jos, dependența de materialele din surse străine va continua probabil în următorii câțiva ani până la dezvoltarea ulterioară a tehnologie a bateriei care nu se bazează pe metale din pământuri rare.
Figura 2: Surse viitoare de producție de litiu
B. Preț
Într-un articol separat, Lauren Loew de la Foley a discutat despre modul în care creșterea prețului litiului reflectă cererea crescută a bateriilor, costul crescând cu peste 900% din 2021.16 Aceste creșteri ale prețurilor continuă, deoarece inflația rămâne la un maxim istoric.Costurile în creștere ale bateriilor litiu-ion, cuplate cu inflația, au dus deja la creșteri ale prețurilor la vehiculele electrice.Pentru informații suplimentare despre impactul inflației asupra lanțului de aprovizionare, consultați articolul nostru Probleme legate de inflație: patru modalități cheie prin care companiile pot aborda inflația în lanțul de aprovizionare.
Factorii de decizie vor dori să fie conștienți de impactul inflației asupra contractelor lor care implică baterii litiu-ion.„Pe piețele bine stabilite de stocare a energiei, cum ar fi SUA, costurile mai mari au determinat unii dezvoltatori să caute să renegocieze prețurile contractuale cu furnizorii.Aceste renegocieri pot dura timp și pot întârzia punerea în funcțiune a proiectului.”spune Helen Kou, un asociat de stocare a energiei la compania de cercetare BloombergNEF.17
C. Transport/Inflamabilitate
Bateriile cu litiu-ion sunt reglementate ca materiale periculoase în conformitate cu Regulamentele privind materialele periculoase ale Departamentului de Transport al SUA (DOT) de către Departamentul de Transport al SUA pentru Conducte și Administrația pentru Siguranța Materialelor Periculoase (PHMSA).Spre deosebire de bateriile standard, majoritatea bateriilor litiu-ion conțin materiale inflamabile și au o densitate de energie incredibil de mare.Ca urmare, bateriile cu litiu-ion se pot supraîncălzi și se pot aprinde în anumite condiții, cum ar fi un scurtcircuit, deteriorare fizică, design necorespunzător sau asamblare.Odată aprinse, incendiile celulelor cu litiu și ale bateriilor pot fi dificil de stins.18 Ca urmare, companiile trebuie să fie conștiente de riscurile potențiale și să evalueze măsurile de precauție adecvate atunci când sunt implicate în tranzacții care implică baterii litiu-ion.
Până în prezent, nu există nicio cercetare concludentă care să determine dacă vehiculele electrice sunt mai predispuse la incendii spontane în comparație cu vehiculele tradiționale.19 Cercetările arată că vehiculele electrice au șanse de aprindere de doar 0,03%, comparativ cu motoarele cu ardere tradițională cu șanse de 1,5% de a se aprinde. .20 Vehiculele hibride — care au o baterie de înaltă tensiune și un motor cu ardere internă — au cea mai mare probabilitate de incendiu a vehiculului la 3,4%.21
La 16 februarie 2022, o navă de marfă care transporta aproape 4.000 de vehicule din Germania către Statele Unite a luat foc în Oceanul Atlantic.22 Aproape două săptămâni mai târziu, nava de marfă s-a scufundat în mijlocul Atlanticului.Deși nu există o declarație oficială cu privire la defecțiunea vehiculelor tradiționale și electrice de la bord, vehiculele cu baterii litiu-ion ar fi făcut incendiile mai greu de stins.
III.Concluzie
Pe măsură ce lumea se îndreaptă către o energie mai curată, întrebările și problemele care implică lanțul de aprovizionare vor crește.Aceste întrebări ar trebui să fie abordate cât mai curând posibil înainte de a executa orice contract.Dacă dvs. sau compania dvs. sunteți implicat în tranzacții în care bateriile litiu-ion sunt o componentă materială, există obstacole semnificative ale lanțului de aprovizionare care ar trebui abordate devreme în timpul negocierilor privind aprovizionarea cu materii prime și problemele de preț.Având în vedere disponibilitatea limitată a materiilor prime și complexitățile implicate în dezvoltarea minelor de litiu, companiile ar trebui să caute căi alternative pentru obținerea litiului și a altor componente critice.Companiile care se bazează pe bateriile litiu-ion ar trebui să evalueze și să investească în tehnologie care este viabilă din punct de vedere economic și care maximizează viabilitatea și reciclabilitatea acestor baterii pentru a evita problemele lanțului de aprovizionare.Alternativ, companiile pot încheia acorduri multianuale pentru litiu.Cu toate acestea, având în vedere dependența puternică de metalele pământurilor rare pentru a produce baterii litiu-ion, companiile ar trebui să ia în considerare cu atenție aprovizionarea metalelor și alte probleme care pot afecta mineritul și rafinarea, cum ar fi problemele geopolitice.
Ora postării: 24-sept-2022