Amb l'empenta cap a l'energia neta i l'augment de la demanda de vehicles elèctrics, els fabricants necessiten bateries, específicament bateries d'ions de liti, més que mai.Hi ha exemples de la transició accelerada cap als vehicles alimentats amb bateries a tot arreu: el servei postal dels Estats Units va anunciar que almenys el 40% dels seus vehicles de lliurament de nova generació i altres vehicles comercials seran vehicles elèctrics, Amazon ha començat a utilitzar furgonetes de lliurament de Rivian a més d'una dotzena de ciutats, i Walmart va executar un acord per comprar 4.500 furgonetes elèctriques de lliurament.Amb cadascuna d'aquestes conversions, la tensió a la cadena de subministrament de les bateries s'intensifica.Aquest article oferirà una visió general de la indústria de les bateries d'ions de liti i els problemes actuals de la cadena de subministrament que afecten la producció i el futur d'aquestes bateries.
I. Visió general de la bateria de ions de liti
La indústria de les bateries d'ions de liti depèn en gran mesura de la mineria de matèries primeres i la producció de les bateries, ambdues vulnerables a la interferència de la cadena de subministrament.
Les bateries d'ions de liti estan formades principalment per quatre components clau: un càtode, un ànode, un separador i un electròlit, tal com es mostra a la figura 1. A un nivell alt, el càtode (el component que produeix ions de liti) està compost d'òxid de liti.1 L'ànode (el component que emmagatzema els ions de liti) està fet generalment de grafit.L'electròlit és un medi que permet el lliure moviment dels ions de liti que es compon de sals, dissolvents i additius.Finalment, el separador és la barrera absoluta entre el càtode i l'ànode.
El càtode és el component crític rellevant per a aquest article perquè aquí és on és més probable que sorgeixin els problemes de la cadena de subministrament.La composició del càtode depèn molt de l'aplicació de la bateria.2
Elements necessaris per a l'aplicació
Telèfon mòbil
Càmeres
Portàtils Cobalt i Liti
Eines elèctriques
Equipament mèdic Manganès i Liti
or
Níquel-cobalt-manganès i liti
or
Fosfat i liti
Atesa la prevalença i la demanda continuada de nous telèfons mòbils, càmeres i ordinadors, el cobalt i el liti són les matèries primeres més valuoses en la producció de bateries d'ions de liti i avui ja s'enfronten a interrupcions de la cadena de subministrament.
Hi ha tres etapes crucials en la producció de bateries d'ions de liti: (1) extracció de matèries primeres, (2) perfeccionament de les matèries primeres i (3) producció i fabricació de les pròpies bateries.En cadascuna d'aquestes etapes, hi ha problemes de la cadena de subministrament que s'han de tractar durant les negociacions contractuals en lloc d'esperar que els problemes sorgeixin durant el curs de la producció.
II.Problemes de la cadena de subministrament a la indústria de les bateries
A. Producció
Actualment, la Xina domina la cadena mundial de subministrament de bateries d'ions de liti, produint el 79% de totes les bateries d'ions de liti que van entrar al mercat mundial l'any 2021.3 El país controla encara més el 61% de la refinació mundial de liti per a l'emmagatzematge de bateries i vehicles elèctrics4 i el 100% del processament. de grafit natural utilitzat per als ànodes de la bateria.5 La posició dominant de la Xina a la indústria de les bateries d'ions de liti i els elements de terres rares associats és motiu de preocupació tant per a les empreses com per als governs.
La COVID-19, la guerra a Ucraïna i els inevitables disturbis geopolítics continuaran afectant les cadenes de subministrament globals.Com qualsevol altra indústria, el sector energètic ha estat i continuarà sent impactat per aquests factors.El cobalt, el liti i el níquel, materials crítics en la producció de bateries, estan exposats a riscos de la cadena de subministrament perquè la producció i el processament es concentren geogràficament i estan dominats per jurisdiccions que s'ha suposat que violen els drets laborals i humans.Per obtenir informació addicional, consulteu el nostre article sobre Gestió de la interrupció de la cadena de subministrament en una era de risc geopolític.
L'Argentina també està a l'avantguarda de la lluita mundial pel liti, ja que actualment representa el 21% de les reserves mundials amb només dues mines en funcionament.6 Igual que la Xina, Argentina té un poder important en la mineria de matèries primeres i té previst ampliar la seva influeix encara més en la cadena de subministrament del liti, amb tretze mines planificades i potencialment desenes més en obres.
Els països europeus també estan augmentant la seva producció, amb la Unió Europea a punt de convertir-se en el segon productor de bateries d'ions de liti del món l'any 2025 amb l'11% de la capacitat de producció mundial.7
Malgrat els esforços recents8, els Estats Units no tenen una presència significativa en la mineria o el refinament de metalls de terres rares.Per això, els Estats Units depenen molt de fonts estrangeres per produir bateries d'ions de liti.El juny de 2021, el Departament d'Energia dels Estats Units (DOE) va publicar una revisió de la cadena de subministrament de bateries de gran capacitat i va recomanar establir capacitats de producció i processament nacionals per a materials crítics per donar suport a una cadena de subministrament de bateries totalment nacional.9 El DOE va determinar que múltiple energia Les tecnologies depenen molt de fonts estrangeres insegures i inestables, que necessiten el creixement nacional de la indústria de les bateries.10 En resposta, el DOE va emetre dos avisos d'intencions el febrer de 2022 per proporcionar 2.910 milions de dòlars per augmentar la producció nord-americana de bateries d'ions de liti que són fonamentals per a el creixement del sector energètic.11 El DOE té la intenció de finançar plantes de refinació i producció de materials de bateries, instal·lacions de reciclatge i altres instal·lacions de fabricació.
La nova tecnologia també canviarà el panorama de la producció de bateries d'ions de liti.Lilac Solutions, una startup amb seu a Califòrnia, ofereix tecnologia que pot recuperar12 fins al doble de liti que els mètodes tradicionals.13 De la mateixa manera, Princeton NuEnergy és una altra startup que ha desenvolupat una manera econòmica i sostenible de fer noves bateries a partir de velles.14 Tot i que aquest tipus de nova tecnologia alleujarà el coll d'ampolla de la cadena de subministrament, no canvia el fet que la producció de bateries d'ió de liti depèn en gran mesura de la disponibilitat de matèries primeres.El resultat final segueix sent que la producció mundial de liti es concentra a Xile, Austràlia, Argentina i la Xina.15 Com s'indica a la figura 2 a continuació, és probable que la dependència dels materials d'origen estranger continuï durant els propers anys fins a un major desenvolupament de tecnologia de bateries que no es basa en metalls de terres rares.
Figura 2: Fonts futures de producció de liti
B. Preu
En un article separat, Lauren Loew de Foley va parlar de com l'augment del preu del liti reflecteix l'augment de la demanda de la bateria, amb un augment del cost més del 900% des del 2021.16 Aquests augments de preus continuen a mesura que la inflació es manté en un màxim històric.L'augment dels costos de les bateries d'ions de liti, juntament amb la inflació, ja han provocat augments dels preus dels vehicles elèctrics.Per obtenir informació addicional sobre l'impacte de la inflació en la cadena de subministrament, consulteu el nostre article Problemes de la inflació: quatre maneres clau per a les empreses d'abordar la inflació a la cadena de subministrament.
Els responsables de la presa de decisions voldran ser conscients de l'impacte de la inflació en els seus contractes amb bateries d'ions de liti."En mercats d'emmagatzematge d'energia ben establerts, com els EUA, els costos més elevats han fet que alguns desenvolupadors busquen renegociar els preus dels contractes amb els compradors.Aquestes renegociacions poden trigar temps i retardar la posada en marxa del projecte".diu Helen Kou, associada d'emmagatzematge d'energia de l'empresa d'investigació BloombergNEF.17
C. Transport/Inflamabilitat
Les bateries d'ió de liti estan regulades com a material perillós segons la normativa de materials perillosos del Departament de Transport dels EUA (DOT) per l'Administració de seguretat de materials perillosos (PHMSA) del Departament de Transport dels EUA.A diferència de les bateries estàndard, la majoria de les bateries d'ions de liti contenen materials inflamables i tenen una densitat d'energia increïblement alta.Com a resultat, les bateries d'ió de liti es poden sobreescalfar i encendre en determinades condicions, com ara un curtcircuit, danys físics, un disseny o un muntatge inadequats.Un cop s'encenen, els incendis de les piles de liti i les bateries poden ser difícils d'extingir.18 Com a resultat, les empreses han de ser conscients dels riscos potencials i avaluar les precaucions adequades quan realitzen transaccions amb bateries d'ions de liti.
Fins ara, no hi ha cap investigació concloent per determinar si els vehicles elèctrics són més propensos als incendis espontanis en comparació amb els vehicles tradicionals.19 Les investigacions mostren que els vehicles elèctrics només tenen un 0,03% de possibilitats d'encendre's, en comparació amb els motors de combustió tradicionals amb un 1,5% de possibilitats d'encendre's. .20 Els vehicles híbrids —que tenen una bateria d'alta tensió i un motor de combustió interna— tenen la probabilitat més gran d'incendi de vehicles al 3,4%.21.
El 16 de febrer de 2022, un vaixell de càrrega que transportava prop de 4.000 vehicles des d'Alemanya fins als Estats Units es va incendiar a l'oceà Atlàntic.22 Gairebé dues setmanes després, el vaixell de càrrega es va enfonsar al mig de l'Atlàntic.Tot i que no hi ha cap comunicat oficial sobre l'avaria dels vehicles tradicionals i elèctrics a bord, els vehicles amb bateries d'ions de liti haurien fet més difícil extingir els incendis.
III.Conclusió
A mesura que el món avança cap a una energia més neta, creixeran les preguntes i els problemes relacionats amb la cadena de subministrament.Aquestes preguntes s'han de respondre tan aviat com sigui possible abans d'executar qualsevol contracte.Si vostè o la seva empresa estan involucrats en transaccions en què les bateries d'ió de liti són un component material, hi ha obstacles importants de la cadena de subministrament que s'haurien d'abordar al principi durant les negociacions sobre l'aprovisionament de matèries primeres i els problemes de preus.A la vista de la disponibilitat limitada de matèries primeres i de les complexitats que comporta el desenvolupament de mines de liti, les empreses haurien de buscar vies alternatives per obtenir liti i altres components crítics.Les empreses que confien en bateries d'ions de liti haurien d'avaluar i invertir en tecnologia que sigui econòmicament viable i maximitzi la viabilitat i el reciclatge d'aquestes bateries per evitar problemes de la cadena de subministrament.Alternativament, les empreses poden subscriure acords plurianuals per al liti.No obstant això, donada la gran dependència dels metalls de terres rares per produir bateries d'ions de liti, les empreses haurien de tenir en compte molt l'aprovisionament dels metalls i altres qüestions que poden afectar la mineria i la refinació, com ara els problemes geopolítics.
Hora de publicació: 24-set-2022