С натиска към чиста енергия и повишеното търсене на електрически превозни средства, производителите се нуждаят от батерии – по-специално от литиево-йонни батерии – повече от всякога.Примери за ускоряващ се преход към превозни средства, захранвани с батерии, има навсякъде: Пощенската служба на Съединените щати обяви, че най-малко 40% от превозните средства за доставка от следващо поколение и други търговски превозни средства ще бъдат електрически превозни средства, Amazon започна да използва ванове за доставка Rivian в над дузина градове, и Walmart сключиха споразумение за закупуване на 4500 електрически микробуса за доставка.С всяко от тези преобразувания напрежението върху веригата за доставки на батерии се засилва.Тази статия ще предостави преглед на индустрията за литиево-йонни батерии и настоящите проблеми във веригата на доставки, засягащи производството и бъдещето на тези батерии.
I. Общ преглед на литиево-йонната батерия
Индустрията на литиево-йонните батерии разчита в голяма степен на добива на суровини и производството на батерии – и двете са уязвими от смущения във веригата за доставки.
Литиево-йонните батерии се състоят главно от четири ключови компонента: катод, анод, сепаратор и електролит, както е показано на фигура 1. На високо ниво катодът (компонентът, който произвежда литиеви йони) е съставен от литиев оксид.1 Анодът (компонентът, който съхранява литиевите йони) обикновено е направен от графит.Електролитът е среда, която позволява свободното движение на литиевите йони, която се състои от соли, разтворители и добавки.И накрая, сепараторът е абсолютната бариера между катода и анода.
Катодът е критичният компонент, свързан с тази статия, тъй като тук е най-вероятно да възникнат проблеми с веригата за доставки.Съставът на катода зависи силно от приложението на батерията.2
Необходими елементи за приложение
Мобилни телефони
Фотоапарати
Кобалтови и литиеви лаптопи
Електрически инструменти
Медицинско оборудване Манган и литий
or
Никел-кобалт-манган и литий
or
Фосфат и литий
Като се има предвид разпространението и продължаващото търсене на нови мобилни телефони, камери и компютри, кобалтът и литият са най-ценните суровини в производството на литиево-йонни батерии и вече са изправени пред прекъсвания на веригата за доставки днес.
Има три ключови етапа в производството на литиево-йонни батерии: (1) добив на суровини, (2) рафиниране на суровините и (3) производство и производство на самите батерии.На всеки от тези етапи има проблеми във веригата за доставки, които трябва да бъдат разгледани по време на преговорите по договора, вместо да чакат проблемите да възникнат по време на производството.
II.Проблеми с веригата за доставки в индустрията за батерии
А. Производство
Понастоящем Китай доминира в глобалната верига за доставки на литиево-йонни батерии, произвеждайки 79% от всички литиево-йонни батерии, навлезли на световния пазар през 2021 г.3 Страната допълнително контролира 61% от световното рафиниране на литий за съхранение на батерии и електрически превозни средства4 и 100% от обработката на естествен графит, използван за аноди на батерии.5 Доминиращата позиция на Китай в производството на литиево-йонни батерии и свързаните с тях редкоземни елементи е причина за безпокойство както за компаниите, така и за правителствата.
COVID-19, войната в Украйна и неизбежните геополитически вълнения ще продължат да влияят върху глобалните вериги за доставки.Както всяка друга индустрия, енергийният сектор е бил и ще продължи да бъде повлиян от тези фактори.Кобалтът, литият и никелът – критични материали в производството на батерии – са изложени на рискове по веригата на доставки, тъй като производството и обработката са географски концентрирани и доминирани от юрисдикции, за които се твърди, че нарушават трудовите и човешките права.За допълнителна информация вижте статията ни за управление на прекъсването на веригата за доставки в ерата на геополитически риск.
Аржентина също е в челните редици на глобалната битка за литий, тъй като в момента представлява 21% от световните резерви със само две действащи мини.6 Подобно на Китай, Аржентина притежава значителна мощ в добива на суровини и планира да разшири своите по-нататъшно влияние във веригата за доставка на литий, с тринадесет планирани мини и потенциално още десетки в процес на работа.
Европейските страни също увеличават производството си, като Европейският съюз е на път да стане вторият по големина производител на литиево-йонни батерии в света до 2025 г. с 11% от световния производствен капацитет.7
Въпреки последните усилия8 Съединените щати нямат значително присъствие в добива или рафинирането на редкоземни метали.Поради това Съединените щати силно разчитат на чуждестранни източници за производството на литиево-йонни батерии.През юни 2021 г. Министерството на енергетиката на САЩ (DOE) публикува преглед на веригата за доставки на батерии с голям капацитет и препоръча установяване на вътрешни възможности за производство и обработка на критични материали, за да се поддържа напълно вътрешна верига за доставки на батерии.9 Министерството на енергетиката определи, че многократна енергия технологиите са силно зависими от несигурни и нестабилни чуждестранни източници – което налага вътрешния растеж на индустрията за батерии.10 В отговор DOE издаде две известия за намерение през февруари 2022 г. да предостави 2,91 милиарда долара за стимулиране на производството на литиево-йонни батерии в САЩ, които са от решаващо значение за разрастване на енергийния сектор.11 Министерството на енергетиката възнамерява да финансира заводи за рафиниране и производство на материали за батерии, съоръжения за рециклиране и други производствени съоръжения.
Новата технология също ще промени пейзажа на производството на литиево-йонни батерии.Lilac Solutions, стартираща компания, базирана в Калифорния, предлага технология, която може да възстанови12 до два пъти повече литий от традиционните методи.13 По подобен начин Princeton NuEnergy е друга стартираща компания, която е разработила евтин, устойчив начин за производство на нови батерии от стари.14 Въпреки че този тип нова технология ще облекчи затрудненията във веригата за доставки, това не променя факта, че производството на литиево-йонни батерии силно зависи от наличието на суровини.Изводът остава, че съществуващото производство на литий в света е съсредоточено в Чили, Австралия, Аржентина и Китай.15 Както е показано на Фигура 2 по-долу, разчитането на материали с чуждестранен произход вероятно ще продължи през следващите няколко години до по-нататъшното развитие на технология за батерии, която не разчита на редкоземни метали.
Фигура 2: Бъдещи източници за производство на литий
Б. Цена
В отделна статия Лорън Льов от Foley обсъди как покачването на цените на лития отразява увеличеното търсене на батерии, като разходите се покачват с повече от 900% от 2021 г. насам.16 Тези скокове на цените продължават, тъй като инфлацията остава най-висока за всички времена.Нарастващите цени на литиево-йонните батерии, съчетани с инфлацията, вече доведоха до увеличения на цените на електрическите превозни средства.За допълнителна информация относно въздействието на инфлацията върху веригата на доставки вижте нашата статия Неволи на инфлацията: Четири ключови начина за компаниите да се справят с инфлацията във веригата на доставки.
Вземащите решения ще искат да са наясно с въздействието на инфлацията върху техните договори, включващи литиево-йонни батерии.„На добре установените пазари за съхранение на енергия, като САЩ, по-високите разходи доведоха до някои разработчици, които искат да предоговорят цените по договора с купувачите.Тези предоговаряния могат да отнемат време и да забавят пускането на проекта в експлоатация.“казва Хелън Коу, сътрудник по съхранение на енергия в изследователската компания BloombergNEF.17
C. Транспортиране/Запалимост
Литиево-йонните батерии се регулират като опасен материал съгласно Разпоредбите за опасни материали на Министерството на транспорта на САЩ (DOT) от Управлението за безопасност на транспортните тръбопроводи и опасни материали на САЩ (PHMSA).За разлика от стандартните батерии, повечето литиево-йонни батерии съдържат запалими материали и имат невероятно висока енергийна плътност.В резултат на това литиево-йонните батерии могат да прегреят и да се запалят при определени условия, като късо съединение, физическа повреда, неправилен дизайн или сглобяване.Веднъж възпламенени, пожарите от литиеви клетки и батерии могат да бъдат трудни за гасене.18 В резултат на това компаниите трябва да са наясно с потенциалните рискове и да оценят правилните предпазни мерки, когато участват в транзакции, включващи литиево-йонни батерии.
Към днешна дата няма убедителни изследвания, които да определят дали електрическите превозни средства са по-склонни към спонтанни пожари в сравнение с традиционните превозни средства.19 Изследванията показват, че електрическите превозни средства имат само 0,03% шанс за запалване, в сравнение с традиционните двигатели с вътрешно горене с 1,5% шанс за запалване .20 Хибридните превозни средства - които имат батерия с високо напрежение и двигател с вътрешно горене - имат най-голяма вероятност от пожар на превозното средство при 3,4%.21
На 16 февруари 2022 г. товарен кораб, превозващ близо 4000 превозни средства от Германия за Съединените щати, се запали в Атлантическия океан.22 Близо две седмици по-късно товарният кораб потъна в средата на Атлантическия океан.Въпреки че няма официално изявление относно повредата на традиционните и електрически превозни средства на борда, превозните средства с литиево-йонни батерии биха направили пожарите по-трудни за гасене.
III.Заключение
Докато светът се движи към по-чиста енергия, въпросите и проблемите, свързани с веригата за доставки, ще растат.Тези въпроси трябва да бъдат разгледани възможно най-скоро, преди да изпълните какъвто и да е договор.Ако вие или вашата компания участвате в транзакции, при които литиево-йонните батерии са съществен компонент, има значителни препятствия във веригата за доставки, които трябва да бъдат разгледани на ранен етап по време на преговорите по отношение на снабдяването със суровини и проблемите с ценообразуването.В светлината на ограничената наличност на суровини и сложността, свързана с разработването на литиеви мини, компаниите трябва да търсят алтернативни пътища за получаване на литий и други критични компоненти.Компаниите, разчитащи на литиево-йонни батерии, трябва да оценят и инвестират в технология, която е икономически жизнеспособна и увеличава максимално жизнеспособността и рециклируемостта на тези батерии, за да избегнат проблеми с веригата за доставки.Като алтернатива компаниите могат да сключват многогодишни споразумения за литий.Въпреки това, като се има предвид силната зависимост от редкоземни метали за производството на литиево-йонни батерии, компаниите трябва сериозно да обмислят снабдяването с метали и други въпроси, които могат да повлияят на добива и рафинирането, като например геополитически въпроси.
Време на публикуване: 24 септември 2022 г