Met die strewe na skoon energie en 'n groter vraag na elektriese voertuie, benodig vervaardigers batterye - spesifiek litium-ioon-batterye - meer as ooit.Voorbeelde van die versnelde oorgang na battery-aangedrewe voertuie is oral: die Verenigde State se posdiens het aangekondig dat minstens 40% van sy volgende generasie afleweringsvoertuie en ander kommersiële voertuie elektriese voertuie sal wees, Amazon het Rivian-afleweringswaens in meer as 'n dosyn stede begin gebruik, en Walmart het 'n ooreenkoms aangegaan om 4 500 elektriese afleweringswaens te koop.Met elk van hierdie omskakelings vererger die spanning op die voorsieningsketting vir batterye.Hierdie artikel sal 'n oorsig gee van die litium-ioon battery industrie en die huidige voorsieningsketting kwessies wat die produksie en toekoms van hierdie batterye raak.
I. Litium-ioon Battery Oorsig
Die litiumioonbatterybedryf maak baie staat op die ontginning van grondstowwe en die produksie van die batterye—wat albei kwesbaar is vir voorsieningsketting-inmenging.
Litiumioonbatterye bestaan hoofsaaklik uit vier sleutelkomponente: 'n katode, anode, skeier en elektroliet, soos getoon in Figuur 1. Op 'n hoë vlak is die katode (die komponent wat litiumione produseer) saamgestel uit litiumoksied.1 Die anode (die komponent wat die litiumione stoor) word gewoonlik van grafiet gemaak.Die elektroliet is 'n medium wat die vrye beweging van die litiumione moontlik maak wat uit soute, oplosmiddels en bymiddels bestaan.Laastens is die skeier die absolute versperring tussen die katode en anode.
Die katode is die kritieke komponent wat relevant is vir hierdie artikel, want dit is waar voorsieningskettingkwessies die meeste waarskynlik sal opduik.Die samestelling van die katode hang baie af van die aanwending van die battery.2
Toepassing Vereiste Elemente
Selfone
Kameras
Skootrekenaars Kobalt en Litium
Kraggereedskap
Mediese toerusting Mangaan en Litium
or
Nikkel-kobalt-mangaan en litium
or
Fosfaat en litium
Gegewe die voorkoms en volgehoue vraag na nuwe selfone, kameras en rekenaars, is kobalt en litium die waardevolste grondstowwe in die vervaardiging van litium-ioonbatterye en staar vandag reeds voorsieningskettingonderbrekings in die gesig.
Daar is drie belangrike stadiums in die vervaardiging van litium-ioonbatterye: (1) ontginning vir grondstowwe, (2) verfyning van die grondstowwe, en (3) vervaardiging en vervaardiging van die batterye self.In elk van hierdie stadiums is daar voorsieningskettingkwessies wat tydens kontraktuele onderhandelinge aangespreek moet word eerder as om te wag dat die kwessies tydens die produksie opduik.
II.Voorsieningskettingkwessies binne die batterybedryf
A. Produksie
China oorheers tans die wêreldwye litiumioonbatteryvoorsieningsketting, wat 79% van alle litiumioonbatterye produseer wat die wêreldmark in 2021 betree het.3 Die land beheer verder 61% van die wêreldwye litiumraffinering vir batteryberging en elektriese voertuie4 en 100% van die verwerking van natuurlike grafiet wat vir battery-anodes gebruik word.5 China se dominante posisie in die litium-ioonbatterybedryf en gepaardgaande seldsame aardelemente is rede tot kommer vir beide maatskappye en regerings.
COVID-19, die oorlog in die Oekraïne en onvermydelike geopolitieke onrus sal voortgaan om wêreldwye voorsieningskettings te beïnvloed.Net soos enige ander industrie, is en sal die energiesektor deur hierdie faktore beïnvloed word.Kobalt, litium en nikkel - kritieke materiale in die vervaardiging van batterye - word aan voorsieningskettingrisiko's blootgestel omdat produksie en verwerking geografies gekonsentreer is en oorheers word deur jurisdiksies wat na bewering arbeids- en menseregte skend.Vir bykomende inligting, sien ons artikel oor die bestuur van voorsieningskettingontwrigting in 'n era van geopolitieke risiko.
Argentinië is ook op die voorpunt van die wêreldwye geskarrel vir litium aangesien dit tans verantwoordelik is vir 21% van die wêreld se reserwes met slegs twee myne in bedryf.6 Soortgelyk aan China, het Argentinië aansienlike mag in die ontginning van grondstowwe en beplan om sy uitbreiding uit te brei. invloed verder in die litiumvoorsieningsketting, met dertien beplande myne en moontlik nog tientalle in die werke.
Europese lande verhoog ook hul produksie, met die Europese Unie wat gereed is om teen 2025 die tweede grootste vervaardiger van litium-ioonbatterye ter wêreld te word met 11% van die wêreldwye produksiekapasiteit.7
Ten spyte van onlangse pogings8 het die Verenigde State nie 'n noemenswaardige teenwoordigheid in die ontginning of raffinering van seldsame aardmetale nie.As gevolg hiervan maak die Verenigde State baie staat op buitelandse bronne om litiumioonbatterye te vervaardig.In Junie 2021 het die Amerikaanse departement van energie (DOE) 'n oorsig van die groot-kapasiteit battery voorsieningsketting gepubliseer en aanbeveel om binnelandse produksie en verwerking vermoëns vir kritieke materiale te vestig om 'n ten volle binnelandse battery voorsieningsketting te ondersteun.9 Die DOE het vasgestel dat veelvuldige energie tegnologieë is hoogs afhanklik van onseker en onstabiele buitelandse bronne—wat binnelandse groei van die batterybedryf noodsaak.10 In reaksie hierop het die DOE in Februarie 2022 twee kennisgewings van voorneme uitgereik om $2,91 miljard te verskaf om die Amerikaanse produksie van litium-ioonbatterye wat van kritieke belang is vir groei van die energiesektor.11 Die DOE beoog om raffinerings- en produksie-aanlegte vir batterymateriaal, herwinningsfasiliteite en ander vervaardigingsfasiliteite te finansier.
Nuwe tegnologie sal ook die landskap van litium-ioon battery produksie verander.Lilac Solutions, 'n Kalifornië-gebaseerde opstartmaatskappy, bied tegnologie wat tot twee keer soveel litium as tradisionele metodes kan herwin12.13 Net so is Princeton NuEnergy nog 'n beginonderneming wat 'n goedkoop, volhoubare manier ontwikkel het om nuwe batterye van oues te maak.14 Alhoewel hierdie tipe nuwe tegnologie die bottelnek in die verskaffingsketting sal vergemaklik, verander dit nie die feit dat litium-ioonbatteryproduksie sterk afhanklik is van die beskikbaarheid van grondstowwe nie.Die kern van die saak bly dat die wêreld se bestaande litiumproduksie in Chili, Australië, Argentinië en China gekonsentreer is.15 Soos aangedui in Figuur 2 hieronder, sal die afhanklikheid van materiaal van buitelandse bronne waarskynlik vir die volgende paar jaar voortduur totdat verdere ontwikkeling van batterytegnologie wat nie op seldsame aardmetale staatmaak nie.
Figuur 2: Toekomstige Litiumproduksiebronne
B. Prys
In 'n afsonderlike artikel het Lauren Loew van Foley bespreek hoe die prysstyging van litium verhoogde batterybehoeftes weerspieël, met die koste wat sedert 2021 met meer as 900% gestyg het.16 Hierdie prysstygings duur voort namate inflasie op 'n alledaagse hoogtepunt bly.Die stygende koste van litiumioonbatterye, tesame met inflasie, het reeds tot stygings in die pryse vir elektriese voertuie gelei.Vir bykomende inligting oor die impak van inflasie op die voorsieningsketting, sien ons artikel Inflation Woes: Four Key Ways for Companies to Adresse Inflation in the Supply Chain.
Besluitnemers sal bewus wil wees van die impak van inflasie op hul kontrakte wat litiumioonbatterye behels.“In goed gevestigde energiebergingsmarkte, soos die VSA, het hoër koste daartoe gelei dat sommige ontwikkelaars kontrakpryse met afnemers wil heronderhandel.Hierdie heronderhandelinge kan tyd neem en die ingebruikneming van projek vertraag.”sê Helen Kou, 'n energiebergingsmedewerker by die navorsingsmaatskappy BloombergNEF.17
C. Vervoer/Vlambaarheid
Litium-ioon-batterye word gereguleer as 'n gevaarlike materiaal onder die Amerikaanse departement van vervoer (DOT) se regulasies vir gevaarlike materiale deur die Amerikaanse departement van vervoerpypleiding en veiligheidsadministrasie vir gevaarlike materiale (PHMSA).Anders as standaardbatterye bevat die meeste litiumioonbatterye vlambare materiale en het 'n ongelooflike hoë energiedigtheid.As gevolg hiervan kan die litiumioonbatterye onder sekere toestande oorverhit en aan die brand steek, soos 'n kortsluiting, fisiese skade, onbehoorlike ontwerp of samestelling.Sodra dit aangesteek is, kan litiumsel- en batterybrande moeilik wees om te blus.18 Gevolglik moet maatskappye bewus wees van die potensiële risiko's en die behoorlike voorsorgmaatreëls evalueer wanneer hulle betrokke is by transaksies wat litium-ioonbatterye behels.
Tot op hede is daar geen afdoende navorsing om te bepaal of elektriese voertuie meer geneig is tot spontane brande in vergelyking met tradisionele voertuie nie.19 Navorsing toon dat elektriese voertuie slegs 'n 0,03% kans het om te ontbrand, in vergelyking met tradisionele verbrandingsenjins met 1,5% kans om te ontbrand .20 Hibriedvoertuie—wat ’n hoëspanningbattery en ’n binnebrandenjin het—het die grootste waarskynlikheid van ’n voertuigbrand op 3,4%.21
Op 16 Februarie 2022 het 'n vragskip wat nagenoeg 4 000 voertuie van Duitsland na die Verenigde State vervoer het in die Atlantiese Oseaan aan die brand geslaan.22 Byna twee weke later het die vragskip in die middel van die Atlantiese Oseaan gesink.Alhoewel daar geen amptelike verklaring is oor die onklaarraking van tradisionele en elektriese voertuie aan boord nie, sou die litium-ioon batteryvoertuie die brande moeiliker gemaak het om te blus.
III.Afsluiting
Soos die wêreld na skoner energie beweeg, sal vrae en kwessies rakende die voorsieningsketting groei.Hierdie vrae moet so gou moontlik aangespreek word voordat enige kontrak uitgevoer word.As jy of jou maatskappy betrokke is by transaksies waar litium-ioonbatterye 'n wesenlike komponent is, is daar aansienlike voorsieningsketting-hindernisse wat vroeg tydens onderhandelinge aangespreek moet word oor die verkryging van grondstowwe en pryskwessies.In die lig van die beperkte beskikbaarheid van grondstowwe en die kompleksiteite betrokke by die ontwikkeling van litiummyne, behoort maatskappye na alternatiewe weë te kyk om litium en ander kritieke komponente te bekom.Maatskappye wat op litiumioonbatterye staatmaak, moet tegnologie evalueer en belê in tegnologie wat ekonomies lewensvatbaar is en die lewensvatbaarheid en herwinbaarheid van hierdie batterye maksimeer om voorsieningskettingkwessies te vermy.Alternatiewelik kan maatskappye meerjarige ooreenkomste vir litium aangaan.Gegewe die groot afhanklikheid van seldsame aardmetale om litium-ioonbatterye te vervaardig, behoort maatskappye egter die verkryging van die metale en ander kwessies wat mynbou en raffinering kan beïnvloed, soos geopolitieke kwessies, ernstig te oorweeg.
Postyd: 24 September 2022