Са гурањем ка чистој енергији и повећаном потражњом за електричним возилима, произвођачима су потребне батерије — посебно литијум-јонске батерије — више него икад.Примери убрзаног преласка на возила на батерије су свуда: поштанска служба Сједињених Држава најавила је да ће најмање 40% њених возила за испоруку следеће генерације и других комерцијалних возила бити електрична возила, Амазон је почео да користи Ривиан комбије за доставу у више од десет градова, и Валмарт су склопили уговор о куповини 4.500 електричних комбија за доставу.Са сваком од ових конверзија, оптерећење ланца снабдевања батеријама се појачава.Овај чланак ће пружити преглед индустрије литијум-јонских батерија и тренутних проблема у ланцу снабдевања који утичу на производњу и будућност ових батерија.
И. Преглед литијум-јонске батерије
Индустрија литијум-јонских батерија се у великој мери ослања на експлоатацију сировина и производњу батерија — обе су подложне сметњама у ланцу снабдевања.
Литијум-јонске батерије се углавном састоје од четири кључне компоненте: катоде, аноде, сепаратора и електролита, као што је приказано на слици 1. На високом нивоу, катода (компонента која производи литијум јоне) се састоји од литијум оксида.1 Анода (компонента која чува литијум јоне) је углавном направљена од графита.Електролит је медијум који омогућава слободно кретање литијум јона који се састоји од соли, растварача и адитива.Коначно, сепаратор је апсолутна баријера између катоде и аноде.
Катода је критична компонента релевантна за овај чланак јер ће се ту највероватније појавити проблеми у ланцу снабдевања.Састав катоде у великој мери зависи од примене батерије.2
Захтевани елементи апликације
Мобилни телефони
камере
Лаптопови кобалт и литијум
Електричне алате
Медицинска опрема Манган и литијум
or
никл-кобалт-манган и литијум
or
Фосфат и литијум
С обзиром на распрострањеност и континуирану потражњу за новим мобилним телефонима, камерама и компјутерима, кобалт и литијум су највредније сировине у производњи литијум-јонских батерија и већ се данас суочавају са прекидима у ланцу снабдевања.
Постоје три кључне фазе у производњи литијум-јонских батерија: (1) експлоатација сировина, (2) рафинација сировина и (3) производња и производња самих батерија.У свакој од ових фаза, постоје питања у ланцу снабдевања која би требало да се решавају током преговора о уговору, а не да се чекају да се проблеми појаве током производње.
ИИ.Проблеми ланца снабдевања у индустрији батерија
А. Производња
Кина тренутно доминира у глобалном ланцу снабдевања литијум-јонским батеријама, производећи 79% свих литијум-јонских батерија које су ушле на светско тржиште 2021.3. Земља даље контролише 61% глобалне прераде литијума за складиштење батерија и електрична возила4 и 100% прераде природног графита који се користи за аноде батерија.5 Доминантна позиција Кине у индустрији литијум-јонских батерија и повезаних елемената ретких земаља је разлог за забринутост и за компаније и за владе.
ЦОВИД-19, рат у Украјини и неизбежни геополитички немири наставиће да утичу на глобалне ланце снабдевања.Као и свака друга индустрија, енергетски сектор је био и биће под утицајем ових фактора.Кобалт, литијум и никл — критични материјали у производњи батерија — изложени су ризицима у ланцу снабдевања јер су производња и прерада географски концентрисани и под њима доминирају јурисдикције за које се тврди да крше радничка и људска права.За додатне информације погледајте наш чланак о управљању прекидом ланца снабдевања у ери геополитичког ризика.
Аргентина је такође на челу глобалне борбе за литијум пошто тренутно чини 21% светских резерви са само два рудника у раду.6 Слично Кини, Аргентина има значајну моћ у ископавању сировина и планира да прошири своје даље утиче на ланац снабдевања литијумом, са тринаест планираних рудника и потенцијално још десетинама у радовима.
Европске земље такође повећавају своју производњу, а Европска унија је спремна да до 2025. године постане други највећи произвођач литијум-јонских батерија у свету са 11% глобалног производног капацитета.7
Упркос недавним напорима,8 Сједињене Државе немају значајније присуство у рударству или рафинацији ретких земних метала.Због тога се Сједињене Државе у великој мери ослањају на стране изворе за производњу литијум-јонских батерија.У јуну 2021. Министарство енергетике САД (ДОЕ) објавило је преглед ланца снабдевања батеријама великог капацитета и препоручило успостављање капацитета домаће производње и прераде критичних материјала како би се подржао потпуно домаћи ланац снабдевања батеријама.9 ДОЕ је утврдио да више енергије технологије у великој мери зависе од несигурних и нестабилних страних извора – што захтева домаћи раст индустрије батерија.10 Као одговор, ДОЕ је у фебруару 2022. издао два обавештења о намери да обезбеди 2,91 милијарду долара за повећање производње литијум-јонских батерија у САД које су кључне за развој енергетског сектора.11 ДОЕ намерава да финансира постројења за прераду и производњу батеријских материјала, постројења за рециклажу и друге производне погоне.
Нова технологија ће такође променити пејзаж производње литијум-јонских батерија.Лилац Солутионс, стартап компанија са седиштем у Калифорнији, нуди технологију која може да поврати12 до дупло више литијума од традиционалних метода.13 Слично томе, Принцетон НуЕнерги је још један стартап који је развио јефтин, одржив начин за прављење нових батерија од старих.14 Иако ће ова врста нове технологије олакшати уско грло у ланцу снабдевања, то не мења чињеницу да се производња литијум-јонских батерија у великој мери ослања на доступност сировина.Суштина остаје да је постојећа светска производња литијума концентрисана у Чилеу, Аустралији, Аргентини и Кини.15 Као што је приказано на слици 2 у наставку, ослањање на материјале страних извора ће се вероватно наставити у наредних неколико година до даљег развоја технологија батерија која се не ослања на ретке земне метале.
Слика 2: Будући извори производње литијума
Б. Прице
У посебном чланку, Лорен Лоу из Фолеиа, расправљала је о томе како пораст цене литијума одражава повећану потражњу за батеријама, при чему је цена порасла за више од 900% од 2021.16 Ови скокови цена се настављају док инфлација остаје на врхунцу свих времена.Све већи трошкови литијум-јонских батерија, заједно са инфлацијом, већ су довели до повећања цена електричних возила.За додатне информације о утицају инфлације на ланац снабдевања, погледајте наш чланак Инфлаторни проблеми: Четири кључна начина да се компаније позабаве инфлацијом у ланцу снабдевања.
Доносиоци одлука ће желети да буду свесни утицаја инфлације на њихове уговоре који укључују литијум-јонске батерије.„На добро успостављеним тржиштима за складиштење енергије, попут САД, већи трошкови су довели до тога да неки програмери желе да поново преговарају о уговореним ценама са откупљивачима.Ови поновни преговори могу потрајати и одложити пуштање у рад пројекта."каже Хелен Коу, сарадница за складиштење енергије у истраживачкој компанији БлоомбергНЕФ.17
Ц. Транспорт/запаљивост
Литијум-јонске батерије су регулисане као опасан материјал према прописима Министарства саобраћаја САД (ДОТ) о опасним материјалима од стране Управе за безбедност цевовода и опасних материја САД (ПХМСА).За разлику од стандардних батерија, већина литијум-јонских батерија садржи запаљиве материјале и имају невероватно високу густину енергије.Као резултат тога, литијум-јонске батерије могу да се прегреју и запале под одређеним условима, као што су кратки спој, физичко оштећење, неправилан дизајн или монтажа.Када се запале, пожари литијумских ћелија и батерија могу бити тешко угашени.18 Као резултат тога, компаније морају да буду свесне потенцијалних ризика и да процене одговарајуће мере предострожности када су укључене у трансакције које укључују литијум-јонске батерије.
До данас, не постоји коначна истраживања која би утврдила да ли су електрична возила склонија спонтаним пожарима у поређењу са традиционалним возилима.19 Истраживања показују да електрична возила имају само 0,03% шансе да се запале, у поређењу са традиционалним моторима са унутрашњим сагоревањем са 1,5% шансе да се запале .20 Хибридна возила—која имају батерију високог напона и мотор са унутрашњим сагоревањем—имају највећу вероватноћу пожара возила са 3,4%.21
16. фебруара 2022. године, теретни брод који је превозио скоро 4.000 возила из Немачке у Сједињене Државе запалио се у Атлантском океану.22 Скоро две недеље касније, теретни брод је потонуо усред Атлантика.Иако нема званичне изјаве о квару традиционалних и електричних возила у возилу, возила са литијум-јонским батеријама би отежала гашење пожара.
ИИИ.Закључак
Како се свет креће ка чистијој енергији, питања и проблеми који укључују ланац снабдевања ће расти.Ова питања треба решити што је пре могуће пре потписивања било ког уговора.Ако сте ви или ваша компанија укључени у трансакције у којима су литијум-јонске батерије материјална компонента, постоје значајне препреке у ланцу снабдевања које би требало решити рано током преговора у вези са набавком сировина и питањима цена.У светлу ограничене доступности сировина и сложености у развоју рудника литијума, компаније би требало да траже алтернативне путеве за добијање литијума и других критичних компоненти.Компаније које се ослањају на литијум-јонске батерије треба да процене и инвестирају у технологију која је економски одржива и максимизира одрживост и могућност рециклирања ових батерија како би избегли проблеме у ланцу снабдевања.Алтернативно, компаније могу склопити вишегодишње уговоре за литијум.Међутим, с обзиром на велико ослањање на ретке земне метале за производњу литијум-јонских батерија, компаније би требало да озбиљно размотре набавку метала и друга питања која могу утицати на рударство и прераду, као што су геополитичка питања.
Време поста: 24.09.2022