Ņemot vērā virzību uz tīru enerģiju un pieaugošo pieprasījumu pēc elektriskajiem transportlīdzekļiem, ražotājiem akumulatori, īpaši litija jonu akumulatori, ir vajadzīgi vairāk nekā jebkad agrāk.Piemēri paātrinātai pārejai uz akumulatoru darbināmiem transportlīdzekļiem ir visur: Amerikas Savienoto Valstu pasta dienests paziņoja, ka vismaz 40% no tā nākamās paaudzes piegādes transportlīdzekļiem un citiem komerciālajiem transportlīdzekļiem būs elektriskie transportlīdzekļi, Amazon ir sācis izmantot Rivian piegādes furgonus vairāk nekā desmit pilsētās, un Walmart noslēdza vienošanos par 4500 elektrisko piegādes furgonu iegādi.Ar katru no šiem pārveidojumiem akumulatoru piegādes ķēdes slodze pastiprinās.Šajā rakstā tiks sniegts pārskats par litija jonu akumulatoru nozari un pašreizējām piegādes ķēdes problēmām, kas ietekmē šo akumulatoru ražošanu un nākotni.
I. Litija jonu akumulatoru pārskats
Litija jonu akumulatoru rūpniecība lielā mērā ir atkarīga no izejvielu ieguves un akumulatoru ražošanas, kas abas ir neaizsargātas pret piegādes ķēdes traucējumiem.
Litija jonu akumulatori galvenokārt sastāv no četrām galvenajām sastāvdaļām: katoda, anoda, separatora un elektrolīta, kā parādīts 1. attēlā. Augstā līmenī katods (komponents, kas ražo litija jonus) sastāv no litija oksīda.1 Anods (komponents, kas uzglabā litija jonus) parasti ir izgatavots no grafīta.Elektrolīts ir vide, kas ļauj brīvi pārvietoties litija joniem, kas sastāv no sāļiem, šķīdinātājiem un piedevām.Visbeidzot, separators ir absolūtā barjera starp katodu un anodu.
Katods ir būtiska sastāvdaļa, kas attiecas uz šo rakstu, jo tieši šeit, visticamāk, var rasties piegādes ķēdes problēmas.Katoda sastāvs lielā mērā ir atkarīgs no akumulatora pielietojuma.2
Pieteikumam nepieciešamie elementi
Mobilie telefoni
Kameras
Portatīvie datori kobalta un litija
Elektroinstrumenti
Medicīnas iekārtas Mangāns un litijs
or
Niķelis-kobalts-mangāns un litijs
or
Fosfāts un litijs
Ņemot vērā jauno mobilo tālruņu, kameru un datoru izplatību un pastāvīgo pieprasījumu pēc tiem, kobalts un litijs ir visvērtīgākie izejmateriāli litija jonu akumulatoru ražošanā, un jau šodien tie saskaras ar piegādes ķēdes pārtraukumiem.
Litija jonu akumulatoru ražošanā ir trīs būtiski posmi: (1) izejvielu ieguve, (2) izejvielu attīrīšana un (3) pašu akumulatoru ražošana un izgatavošana.Katrā no šiem posmiem ir piegādes ķēdes problēmas, kas jārisina līguma sarunu laikā, nevis jāgaida, kamēr problēmas radīsies ražošanas gaitā.
II.Piegādes ķēdes problēmas akumulatoru nozarē
A. Ražošana
Ķīna pašlaik dominē pasaules litija jonu akumulatoru piegādes ķēdē, saražojot 79% no visiem litija jonu akumulatoriem, kas 2021. gadā ienāca pasaules tirgū.3 Valsts kontrolē arī 61% pasaules litija rafinēšanas akumulatoru uzglabāšanai un elektriskajiem transportlīdzekļiem4 un 100% no apstrādes. no dabīgā grafīta, ko izmanto akumulatoru anodiem.5 Ķīnas dominējošais stāvoklis litija jonu akumulatoru un ar to saistīto retzemju elementu nozarē rada bažas gan uzņēmumiem, gan valdībām.
COVID-19, karš Ukrainā un neizbēgami ģeopolitiskie nemieri turpinās ietekmēt globālās piegādes ķēdes.Tāpat kā jebkuru citu nozari, arī enerģētikas nozari ir ietekmējuši un arī turpmāk ietekmēs šie faktori.Kobalts, litijs un niķelis, kas ir kritiski svarīgi materiāli akumulatoru ražošanā, ir pakļauti piegādes ķēdes riskiem, jo ražošana un apstrāde ir ģeogrāfiski koncentrēta un dominē jurisdikcijas, kuras, iespējams, pārkāpj darba un cilvēktiesības.Papildinformāciju skatiet mūsu rakstā par piegādes ķēdes traucējumu pārvaldību ģeopolitiskā riska laikmetā.
Argentīna ir arī līdere globālajā cīņā par litiju, jo pašlaik tā veido 21% no pasaules rezervēm un darbojas tikai divas raktuves.6 Līdzīgi kā Ķīna, arī Argentīnai ir ievērojama vara izejvielu ieguvē un plāno paplašināt savu darbību. ietekmēt tālāk litija piegādes ķēdē, ar trīspadsmit plānotajām raktuvēm un, iespējams, vēl desmitiem citu darbu.
Arī Eiropas valstis palielina savu ražošanu, un Eiropas Savienībai līdz 2025. gadam ir iespēja kļūt par otro lielāko litija jonu akumulatoru ražotāju pasaulē ar 11% no pasaules ražošanas jaudas.
Neraugoties uz nesenajiem centieniem8, Amerikas Savienotajām Valstīm nav nozīmīgas klātbūtnes retzemju metālu ieguves vai rafinēšanas jomā.Tāpēc ASV litija jonu akumulatoru ražošanā lielā mērā paļaujas uz ārvalstu avotiem.2021. gada jūnijā ASV Enerģētikas departaments (DOE) publicēja pārskatu par lielas ietilpības akumulatoru piegādes ķēdi un ieteica izveidot vietējās ražošanas un apstrādes iespējas kritiskiem materiāliem, lai atbalstītu pilnībā iekšzemes akumulatoru piegādes ķēdi.9 DOE noteica, ka vairāku enerģijas avotu izmantošana. tehnoloģijas ir ļoti atkarīgas no nedrošiem un nestabiliem ārvalstu avotiem, tādēļ ir nepieciešama akumulatoru nozares iekšzemes izaugsme.10 Atbildot uz to, DOE 2022. gada februārī izdeva divus paziņojumus par nodomu piešķirt USD 2,91 miljardu, lai palielinātu litija jonu akumulatoru ražošanu ASV, kas ir ļoti svarīgi enerģētikas sektora audzēšana.11 DOE plāno finansēt akumulatoru materiālu rafinēšanas un ražošanas rūpnīcas, otrreizējās pārstrādes iekārtas un citas ražošanas iekārtas.
Jaunās tehnoloģijas mainīs arī litija jonu akumulatoru ražošanas ainavu.Lilac Solutions, Kalifornijā bāzēts starta uzņēmums, piedāvā tehnoloģiju, kas var atgūt12 līdz pat divreiz vairāk litija nekā tradicionālās metodes.13 Tāpat Princeton NuEnergy ir vēl viens jaunuzņēmums, kas ir izstrādājis lētu un ilgtspējīgu veidu, kā izgatavot jaunas baterijas no vecajām.14 Lai gan šāda veida jaunā tehnoloģija atvieglos piegādes ķēdes sašaurinājumu, tas nemaina faktu, ka litija jonu akumulatoru ražošana lielā mērā ir atkarīga no izejvielu pieejamības.Būtība joprojām ir tāda, ka pasaulē esošā litija ražošana ir koncentrēta Čīlē, Austrālijā, Argentīnā un Ķīnā.15 Kā norādīts tālāk 2. attēlā, paļaušanās uz ārvalstu izcelsmes materiāliem, visticamāk, turpināsies dažus nākamos gadus līdz turpmākai attīstībai. akumulatoru tehnoloģija, kas nav balstīta uz retzemju metāliem.
2. attēls. Nākotnes litija ražošanas avoti
B. Cena
Atsevišķā rakstā Foley's Lauren Loew apsprieda, kā litija cenu kāpums atspoguļo pieaugošo bateriju pieprasījumu, un kopš 2021. gada izmaksas ir pieaugušas par vairāk nekā 900%.16 Šis cenu pieaugums turpinās, jo inflācija joprojām ir visu laiku augstāka.Litija jonu akumulatoru pieaugošās izmaksas kopā ar inflāciju jau ir izraisījušas elektrisko transportlīdzekļu cenu pieaugumu.Papildinformāciju par inflācijas ietekmi uz piegādes ķēdi skatiet mūsu rakstā Inflācijas problēmas: četri galvenie veidi, kā uzņēmumi var risināt inflāciju piegādes ķēdē.
Lēmumu pieņēmēji vēlēsies apzināties inflācijas ietekmi uz viņu līgumiem, kas saistīti ar litija jonu akumulatoriem.“Labāk izveidotos enerģijas uzglabāšanas tirgos, piemēram, ASV, augstāku izmaksu dēļ daži izstrādātāji ir vēlējušies vienoties par līgumcenām ar pārdevējiem.Šīs atkārtotās sarunas var aizņemt laiku un aizkavēt projekta nodošanu ekspluatācijā.saka Helēna Kou, pētniecības uzņēmuma BloombergNEF.17 enerģijas uzglabāšanas līdzstrādniece
C. Transportēšana/uzliesmojamība
Saskaņā ar ASV Transporta departamenta (DOT) Bīstamo materiālu noteikumiem litija jonu akumulatorus regulē ASV Transporta cauruļvadu departamenta un Bīstamo materiālu drošības pārvalde (PHMSA) kā bīstamu materiālu.Atšķirībā no standarta akumulatoriem, lielākā daļa litija jonu akumulatoru satur viegli uzliesmojošus materiālus un tiem ir neticami augsts enerģijas blīvums.Rezultātā litija jonu akumulatori var pārkarst un aizdegties noteiktos apstākļos, piemēram, īssavienojuma, fizisku bojājumu, nepareizas konstrukcijas vai montāžas gadījumā.Pēc aizdegšanās litija elementu un akumulatoru ugunsgrēkus var būt grūti nodzēst.18 Tā rezultātā uzņēmumiem ir jāapzinās iespējamie riski un jāizvērtē atbilstošie piesardzības pasākumi, veicot darījumus ar litija jonu akumulatoriem.
Līdz šim nav pārliecinošu pētījumu, lai noteiktu, vai elektriskie transportlīdzekļi ir vairāk pakļauti spontāniem ugunsgrēkiem, salīdzinot ar tradicionālajiem transportlīdzekļiem.19 Pētījumi liecina, ka elektriskajiem transportlīdzekļiem ir tikai 0,03% aizdegšanās iespēja, salīdzinot ar tradicionālajiem iekšdedzes dzinējiem ar 1,5% aizdegšanās iespējamību. .20 Hibrīdautomobiļiem, kuriem ir augstsprieguma akumulators un iekšdedzes dzinējs, ir vislielākā transportlīdzekļa aizdegšanās iespējamība ar 3,4%.21
2022. gada 16. februārī Atlantijas okeānā aizdegās kravas kuģis, kas no Vācijas uz ASV veda gandrīz 4000 transportlīdzekļu.22 Gandrīz divas nedēļas vēlāk kravas kuģis nogrima Atlantijas okeāna vidū.Lai gan nav oficiāla paziņojuma par tradicionālo un elektrisko transportlīdzekļu bojājumiem uz kuģa, litija jonu akumulatoru transportlīdzekļi būtu padarījuši ugunsgrēkus grūtāk nodzēst.
III.Secinājums
Pasaulei virzoties uz tīrāku enerģiju, pieaugs jautājumi un problēmas, kas saistītas ar piegādes ķēdi.Šie jautājumi ir jāatrisina pēc iespējas ātrāk pirms jebkura līguma izpildes.Ja jūs vai jūsu uzņēmums esat iesaistīts darījumos, kuros litija jonu akumulatori ir materiāla sastāvdaļa, pastāv būtiski piegādes ķēdes šķēršļi, kas būtu jārisina jau sarunu laikā par izejvielu iegūšanu un cenu noteikšanas jautājumiem.Ņemot vērā ierobežoto izejvielu pieejamību un sarežģītību, kas saistīta ar litija raktuvju izstrādi, uzņēmumiem būtu jāmeklē alternatīvi veidi, kā iegūt litiju un citus svarīgus komponentus.Uzņēmumiem, kas paļaujas uz litija jonu baterijām, ir jānovērtē un jāiegulda tehnoloģijās, kas ir ekonomiski dzīvotspējīgas un palielina šo akumulatoru dzīvotspēju un pārstrādājamību, lai izvairītos no piegādes ķēdes problēmām.Alternatīvi uzņēmumi var slēgt vairāku gadu līgumus par litiju.Tomēr, ņemot vērā lielo atkarību no retzemju metāliem litija jonu akumulatoru ražošanā, uzņēmumiem būtu nopietni jāapsver metālu iegūšana un citi jautājumi, kas var ietekmēt ieguvi un rafinēšanu, piemēram, ģeopolitiskās problēmas.
Izlikšanas laiks: 2022. gada 24. septembris