Stengdamiesi švarios energijos link ir didėjant elektromobilių paklausai, gamintojams baterijų, ypač ličio jonų akumuliatorių, reikia labiau nei bet kada.Spartėjančio perėjimo prie baterijomis varomų transporto priemonių pavyzdžių galima rasti visur: Jungtinių Valstijų pašto tarnyba paskelbė, kad mažiausiai 40 % naujos kartos pristatymo transporto priemonių ir kitų komercinių transporto priemonių bus elektrinės, Amazon pradėjo naudoti Rivian pristatymo furgonus daugiau nei keliolikoje miestų, ir Walmart įvykdė susitarimą įsigyti 4500 elektrinių pristatymo furgonų.Atlikus kiekvieną iš šių konversijų, baterijų tiekimo grandinės įtampa didėja.Šiame straipsnyje bus apžvelgta ličio jonų akumuliatorių pramonė ir dabartinės tiekimo grandinės problemos, turinčios įtakos šių baterijų gamybai ir ateičiai.
I. Ličio jonų baterijų apžvalga
Ličio jonų baterijų pramonė labai priklauso nuo žaliavų gavybos ir baterijų gamybos – abu yra pažeidžiami tiekimo grandinės trukdžių.
Ličio jonų baterijas daugiausia sudaro keturi pagrindiniai komponentai: katodas, anodas, separatorius ir elektrolitas, kaip parodyta 1 paveiksle. Aukštame lygyje katodas (komponentas, gaminantis ličio jonus) sudarytas iš ličio oksido.1 Anodas (komponentas, kuriame saugomi ličio jonai) paprastai yra pagamintas iš grafito.Elektrolitas yra terpė, leidžianti laisvai judėti ličio jonams, sudarytiems iš druskų, tirpiklių ir priedų.Galiausiai separatorius yra absoliutus barjeras tarp katodo ir anodo.
Katodas yra esminis komponentas, susijęs su šiuo straipsniu, nes čia greičiausiai gali kilti tiekimo grandinės problemų.Katodo sudėtis labai priklauso nuo baterijos pritaikymo.2
Taikymui reikalingi elementai
Mobilieji telefonai
Fotoaparatai
Kobalto ir ličio nešiojamieji kompiuteriai
Elektriniai įrankiai
Medicinos įranga Manganas ir Litis
or
Nikelis-kobaltas-manganas ir litis
or
Fosfatas ir litis
Atsižvelgiant į naujų mobiliųjų telefonų, fotoaparatų ir kompiuterių paplitimą ir nuolatinę paklausą, kobaltas ir litis yra vertingiausios žaliavos ličio jonų baterijų gamyboje ir jau šiandien susiduria su tiekimo grandinės sutrikimais.
Yra trys esminiai ličio jonų baterijų gamybos etapai: (1) žaliavų gavyba, (2) žaliavų rafinavimas ir (3) pačių baterijų gamyba.Kiekviename iš šių etapų yra tiekimo grandinės problemų, kurias reikėtų spręsti per derybas dėl sutarties, o ne laukti, kol problemos iškils gamybos metu.
II.Tiekimo grandinės problemos baterijų pramonėje
A. Gamyba
Kinija šiuo metu dominuoja pasaulinėje ličio jonų baterijų tiekimo grandinėje, gamindama 79 % visų ličio jonų baterijų, kurios 2021 m. pateko į pasaulinę rinką.3 Šalis toliau kontroliuoja 61 % pasaulinio ličio rafinavimo, skirto akumuliatorių laikymui ir elektrinėms transporto priemonėms4, ir 100 % perdirbimo. natūralaus grafito, naudojamo baterijų anodams.5 Kinijos dominuojanti padėtis ličio jonų baterijų ir susijusių retųjų žemių elementų pramonėje kelia susirūpinimą tiek įmonėms, tiek vyriausybėms.
COVID-19, karas Ukrainoje ir neišvengiami geopolitiniai neramumai ir toliau paveiks pasaulines tiekimo grandines.Energetikos sektorius, kaip ir bet kuri kita pramonės šaka, buvo ir toliau bus veikiami šių veiksnių.Kobaltas, litis ir nikelis – itin svarbios baterijų gamyboje naudojamos medžiagos – susiduria su tiekimo grandinės rizika, nes gamyba ir perdirbimas yra geografiškai koncentruoti ir dominuoja jurisdikcijos, kurios, kaip įtariama, pažeidžia darbo ir žmogaus teises.Norėdami gauti papildomos informacijos, žr. mūsų straipsnį apie tiekimo grandinės sutrikimo valdymą geopolitinės rizikos eroje.
Argentina taip pat yra pasaulinės kovos dėl ličio priešakyje, nes šiuo metu ji sudaro 21 % pasaulio atsargų ir veikia tik dvi kasyklos.6 Panašiai kaip Kinija, Argentina turi didelę galią kasant žaliavas ir planuoja plėsti savo atsargas. darys įtaką ličio tiekimo grandinėje, suplanuota trylika kasyklų ir, galbūt, dar kelios dešimtys darbų.
Europos šalys taip pat didina savo gamybą, o Europos Sąjunga iki 2025 m. ketina tapti antra pagal dydį ličio jonų baterijų gamintoja pasaulyje, turinti 11 % pasaulinių gamybos pajėgumų.
Nepaisant pastarojo meto pastangų8, Jungtinės Valstijos nedalyvauja retųjų žemių metalų kasybos ar rafinavimo srityse.Dėl šios priežasties JAV, gamindamos ličio jonų baterijas, labai priklauso nuo užsienio šaltinių.2021 m. birželio mėn. JAV Energetikos departamentas (DOE) paskelbė didelės talpos baterijų tiekimo grandinės apžvalgą ir rekomendavo sukurti svarbiausių medžiagų vidaus gamybos ir apdorojimo pajėgumus, kad būtų palaikoma visiškai buitinė baterijų tiekimo grandinė.9 DOE nustatė, kad daug energijos. technologijos labai priklauso nuo nesaugių ir nestabilių užsienio šaltinių, todėl baterijų pramonė turi augti šalyje.10 Atsakydama į tai, DOE 2022 m. vasario mėn. paskelbė du ketinimus skirti 2,91 mlrd. augantis energetikos sektorius.11 DOE ketina finansuoti baterijų medžiagų perdirbimo ir gamybos įmones, perdirbimo įrenginius ir kitus gamybos įrenginius.
Naujos technologijos taip pat pakeis ličio jonų baterijų gamybos aplinką.Kalifornijoje įsikūrusi startuolių įmonė „Lilac Solutions“ siūlo technologijas, kurios gali atgauti12 iki dvigubai daugiau ličio nei tradiciniais metodais.13 Taip pat Princeton NuEnergy yra dar vienas startuolis, sukūręs nebrangų ir tvarų būdą iš senų baterijų gaminti naujus.14 Nors tokio tipo naujos technologijos palengvins tiekimo grandinės kliūtis, tai nekeičia fakto, kad ličio jonų baterijų gamyba labai priklauso nuo žaliavos prieinamumo.Esmė ta, kad pasaulyje esama ličio gamyba yra sutelkta Čilėje, Australijoje, Argentinoje ir Kinijoje.15 Kaip parodyta 2 paveiksle toliau, tikėtina, kad priklausomybė nuo užsienio kilmės medžiagų išliks kelerius ateinančius metus, kol bus toliau plėtojama baterijų technologija, kuri nepriklauso nuo retųjų žemių metalų.
2 pav. Ateities ličio gamybos šaltiniai
B. Kaina
Atskirame straipsnyje Foley's Lauren Loew aptarė, kaip ličio kainų padidėjimas atspindi padidėjusį baterijų poreikį, kai kaina nuo 2021 m. išaugo daugiau nei 900 %.16 Šie kainų šuoliai tęsiasi, nes infliacija išlieka aukščiausia visų laikų.Didėjančios ličio jonų baterijų kainos ir infliacija jau lėmė elektromobilių kainų augimą.Daugiau informacijos apie infliacijos poveikį tiekimo grandinei rasite mūsų straipsnyje Infliacijos bėdos: keturi pagrindiniai būdai, kaip įmonės gali spręsti infliacijos problemą tiekimo grandinėje.
Sprendimus priimantys asmenys norės žinoti apie infliacijos poveikį jų sutartims dėl ličio jonų baterijų.„Nustatytose energijos kaupimo rinkose, tokiose kaip JAV, dėl didesnių sąnaudų kai kurie kūrėjai norėjo iš naujo derėtis su pardavėjais dėl sutarčių kainų.Šios pakartotinės derybos gali užtrukti ir atidėti projekto paleidimą.sako Helen Kou, tyrimų bendrovės BloombergNEF.17 energijos kaupimo bendradarbė
C. Transportavimas/degumas
Ličio jonų baterijas kaip pavojingą medžiagą reglamentuoja JAV Transporto departamento (DOT) pavojingų medžiagų reglamentas, kurį nustato JAV Transporto vamzdynų departamento ir pavojingų medžiagų saugos administracija (PHMSA).Skirtingai nuo standartinių baterijų, daugumoje ličio jonų baterijų yra degių medžiagų ir jų energijos tankis yra neįtikėtinai didelis.Dėl to ličio jonų baterijos gali perkaisti ir užsidegti tam tikromis sąlygomis, pvz., dėl trumpojo jungimo, fizinės žalos, netinkamo dizaino ar surinkimo.Užsidegus ličio elementų ir baterijų gaisrus gali būti sunku užgesinti18. Todėl įmonės turi žinoti apie galimą riziką ir įvertinti tinkamas atsargumo priemones, kai atlieka sandorius, susijusius su ličio jonų baterijomis.
Iki šiol nėra įtikinamų tyrimų, kuriais būtų galima nustatyti, ar elektra varomos transporto priemonės yra labiau linkusios į savaiminį gaisrą, palyginti su tradicinėmis transporto priemonėmis.19 Tyrimai rodo, kad elektra varomų transporto priemonių užsidegimo tikimybė yra tik 0,03 %, o tradicinių vidaus degimo variklių – 1,5 %. .20 Hibridinėse transporto priemonėse, turinčiose aukštos įtampos akumuliatorių ir vidaus degimo variklį, transporto priemonės gaisro tikimybė yra didžiausia – 3,4%.21
2022 m. vasario 16 d. Atlanto vandenyne užsidegė krovininis laivas, gabenęs beveik 4000 transporto priemonių iš Vokietijos į JAV.22 Beveik po dviejų savaičių krovininis laivas nuskendo Atlanto viduryje.Nors nėra oficialaus pranešimo apie tradicinių ir elektrinių transporto priemonių gedimus laive, ličio jonų akumuliatorius turinčios transporto priemonės būtų apsunkinusios gaisrų gesinimą.
III.Išvada
Pasauliui judant švaresnės energijos link, daugės klausimų ir problemų, susijusių su tiekimo grandine.Į šiuos klausimus reikėtų atsakyti kuo greičiau prieš sudarant bet kokią sutartį.Jei jūs arba jūsų įmonė dalyvauja sandoriuose, kuriuose ličio jonų baterijos yra materialioji sudedamoji dalis, yra didelių tiekimo grandinės kliūčių, kurias derėtų spręsti anksti derybų dėl žaliavų tiekimo ir kainų nustatymo klausimais.Atsižvelgiant į ribotą žaliavų prieinamumą ir sudėtingumą kuriant ličio kasyklas, įmonės turėtų ieškoti alternatyvių ličio ir kitų svarbių komponentų gavimo būdų.Įmonės, kurios naudojasi ličio jonų baterijomis, turėtų įvertinti ir investuoti į technologijas, kurios yra ekonomiškai perspektyvios ir maksimaliai padidina šių baterijų gyvybingumą ir perdirbamumą, kad išvengtų tiekimo grandinės problemų.Arba įmonės gali sudaryti daugiametes ličio sutartis.Tačiau, atsižvelgiant į tai, kad ličio jonų baterijos yra labai priklausomos nuo retųjų žemių metalų, įmonės turėtų rimtai apsvarstyti metalų tiekimą ir kitas problemas, kurios gali turėti įtakos kasybai ir perdirbimui, pavyzdžiui, geopolitines problemas.
Paskelbimo laikas: 2022-09-24