მიწოდების ჯაჭვის შეფერხებები ენერგეტიკულ ინდუსტრიაში: გამოწვევები ლითიუმ-იონური ბატარეების მიწოდებასთან დაკავშირებით

სუფთა ენერგიისკენ სწრაფვა და ელექტრომობილებზე გაზრდილი მოთხოვნილება, მწარმოებლებს სჭირდებათ ბატარეები - კონკრეტულად ლითიუმ-იონური ბატარეები - უფრო მეტად, ვიდრე ოდესმე.ბატარეაზე მომუშავე მანქანებზე დაჩქარებული გადასვლის მაგალითები ყველგან არის: შეერთებული შტატების საფოსტო სამსახურმა გამოაცხადა მისი შემდეგი თაობის მიწოდების მანქანების მინიმუმ 40% და სხვა კომერციული მანქანები იქნება ელექტრო მანქანები, Amazon-მა დაიწყო Rivian-ის მიწოდების ფურგონების გამოყენება ათზე მეტ ქალაქში. და Walmart-მა გააფორმა ხელშეკრულება 4500 ელექტრო მიწოდების ფურგონის შეძენის შესახებ.თითოეული ამ კონვერტაციით, ბატარეების მიწოდების ჯაჭვის დატვირთვა ძლიერდება.ამ სტატიაში მოცემულია ლითიუმ-იონური ბატარეების ინდუსტრიის მიმოხილვა და მიწოდების ჯაჭვის მიმდინარე საკითხები, რომლებიც გავლენას ახდენს ამ ბატარეების წარმოებასა და მომავალზე.

I. ლითიუმ-იონური ბატარეის მიმოხილვა

ლითიუმ-იონური ბატარეების ინდუსტრია დიდწილად ეყრდნობა ნედლეულის მოპოვებას და ბატარეების წარმოებას - ორივე დაუცველია მიწოდების ჯაჭვის ჩარევის მიმართ.

ლითიუმ-იონური ბატარეები ძირითადად შედგება ოთხი ძირითადი კომპონენტისგან: კათოდი, ანოდი, გამყოფი და ელექტროლიტი, როგორც ნაჩვენებია სურათზე 1. მაღალ დონეზე, კათოდი (კომპონენტი, რომელიც აწარმოებს ლითიუმის იონებს) შედგება ლითიუმის ოქსიდისგან. ანოდი (კომპონენტი, რომელიც ინახავს ლითიუმის იონებს) ძირითადად დამზადებულია გრაფიტისგან.ელექტროლიტი არის საშუალება, რომელიც საშუალებას აძლევს ლითიუმის იონების თავისუფალ მოძრაობას, რომელიც შედგება მარილების, გამხსნელებისა და დანამატებისგან.და ბოლოს, გამყოფი არის აბსოლუტური ბარიერი კათოდსა და ანოდს შორის.

კათოდი არის კრიტიკული კომპონენტი, რომელიც ეხება ამ სტატიას, რადგან სწორედ აქ წარმოიქმნება მიწოდების ჯაჭვის პრობლემები.კათოდის შემადგენლობა დიდად არის დამოკიდებული ბატარეის გამოყენებაზე.2

განაცხადის საჭირო ელემენტები

Მობილური ტელეფონები

კამერები

ლეპტოპები კობალტი და ლითიუმი

ელექტრო ინსტრუმენტები

სამედიცინო აღჭურვილობა მანგანუმი და ლითიუმი

or

ნიკელ-კობალტ-მანგანუმი და ლითიუმი

or

ფოსფატი და ლითიუმი

ახალ მობილურ ტელეფონებზე, კამერებსა და კომპიუტერებზე გავრცელებისა და მუდმივი მოთხოვნის გათვალისწინებით, კობალტი და ლითიუმი ყველაზე ძვირფასი ნედლეულია ლითიუმ-იონური ბატარეების წარმოებაში და დღეს უკვე ემუქრება მიწოდების ჯაჭვის შეფერხებები.

ლითიუმ-იონური ბატარეების წარმოებაში სამი გადამწყვეტი ეტაპია: (1) ნედლეულის მოპოვება, (2) ნედლეულის დახვეწა და (3) თავად ბატარეების წარმოება და წარმოება.თითოეულ ამ ეტაპზე არის მიწოდების ჯაჭვის საკითხები, რომლებიც უნდა განიხილებოდეს სახელშეკრულებო მოლაპარაკებების დროს, ვიდრე დაველოდოთ საკითხების წარმოქმნას წარმოების პროცესში.

II.მიწოდების ჯაჭვის საკითხები ბატარეის ინდუსტრიაში

ა წარმოება

ჩინეთი ამჟამად დომინირებს ლითიუმ-იონური ბატარეების მიწოდების გლობალურ ჯაჭვში, რომელიც აწარმოებს ყველა ლითიუმ-იონური ბატარეების 79%-ს, რომლებიც გლობალურ ბაზარზე 2021 წელს შევიდა. ბუნებრივი გრაფიტი, რომელიც გამოიყენება ბატარეის ანოდებისთვის.5 ჩინეთის დომინანტური პოზიცია ლითიუმ-იონური ბატარეების ინდუსტრიაში და მასთან დაკავშირებული იშვიათი დედამიწის ელემენტები შეშფოთების მიზეზია როგორც კომპანიებისთვის, ასევე მთავრობებისთვის.

COVID-19, ომი უკრაინაში და გარდაუვალი გეოპოლიტიკური არეულობა გააგრძელებს გავლენას გლობალურ მიწოდების ჯაჭვებზე.ისევე, როგორც ნებისმიერი სხვა ინდუსტრია, ენერგეტიკის სექტორი განიცადა და იქნება ამ ფაქტორების გავლენა.კობალტი, ლითიუმი და ნიკელი - კრიტიკული მასალები ბატარეების წარმოებაში - ექვემდებარება მიწოდების ჯაჭვის რისკებს, რადგან წარმოება და გადამუშავება გეოგრაფიულად არის კონცენტრირებული და დომინირებს იურისდიქციებით, რომლებიც, სავარაუდოდ, არღვევენ შრომისა და ადამიანის უფლებებს.დამატებითი ინფორმაციისთვის იხილეთ ჩვენი სტატია გეოპოლიტიკური რისკის ეპოქაში მომარაგების ჯაჭვის შეფერხების მართვის შესახებ.

არგენტინა ასევე ლიდერობს ლითიუმის გლობალურ ბრძოლაში, რადგან მას ამჟამად უკავია მსოფლიო მარაგის 21%, მხოლოდ ორი მაღაროებით.6 ჩინეთის მსგავსად, არგენტინას აქვს მნიშვნელოვანი ძალა ნედლეულის მოპოვებაში და გეგმავს გააფართოოს თავისი შემდგომი გავლენა ლითიუმის მიწოდების ჯაჭვზე, ცამეტი დაგეგმილი მაღაროთი და პოტენციურად ათობით სხვა სამუშაოების დროს.

ევროპული ქვეყნები ასევე ზრდიან წარმოებას, ევროკავშირი მზად არის გახდეს ლითიუმ-იონური ბატარეების სიდიდით მეორე მწარმოებელი მსოფლიოში 2025 წლისთვის გლობალური წარმოების სიმძლავრის 11%-ით.

მიუხედავად ბოლოდროინდელი მცდელობებისა,8 შეერთებულ შტატებს არ აქვს მნიშვნელოვანი ყოფნა იშვიათი მიწიერი ლითონების მოპოვებაში ან გადამუშავებაში.ამის გამო, შეერთებული შტატები დიდწილად ეყრდნობა უცხოურ წყაროებს ლითიუმ-იონური ბატარეების წარმოებისთვის.2021 წლის ივნისში, აშშ-ს ენერგეტიკის დეპარტამენტმა (DOE) გამოაქვეყნა მიმოხილვა დიდი სიმძლავრის ბატარეების მიწოდების ჯაჭვის შესახებ და რეკომენდაცია გაუწია შიდა წარმოებისა და დამუშავების შესაძლებლობების შექმნას კრიტიკული მასალებისთვის, რათა მხარი დაუჭიროს სრულად შიდა ბატარეის მიწოდების ჯაჭვს.9 DOE-მ დაადგინა, რომ მრავალჯერადი ენერგია ტექნოლოგიები დიდად არის დამოკიდებული დაუცველ და არასტაბილურ უცხოურ წყაროებზე, რაც მოითხოვს ბატარეების ინდუსტრიის შიდა ზრდას.10 საპასუხოდ, DOE-მ გამოსცა ორი განზრახვა 2022 წლის თებერვალში 2,91 მილიარდი დოლარის გამოყოფის შესახებ აშშ-ში ლითიუმ-იონური ბატარეების წარმოების გასაძლიერებლად, რომლებიც კრიტიკულია. ენერგეტიკის სექტორის ზრდა.11 DOE აპირებს დააფინანსოს ბატარეის მასალების გადამამუშავებელი და წარმოების ქარხნები, გადამუშავების ობიექტები და სხვა საწარმოო ობიექტები.

ახალი ტექნოლოგია ასევე შეცვლის ლითიუმ-იონური ბატარეების წარმოების ლანდშაფტს.Lilac Solutions, კალიფორნიის სტარტაპ კომპანია, გთავაზობთ ტექნოლოგიას, რომელსაც შეუძლია აღადგინოს12 ორჯერ მეტი ლითიუმი, ვიდრე ტრადიციულ მეთოდებს. მიუხედავად იმისა, რომ ამ ტიპის ახალი ტექნოლოგია შეამსუბუქებს მიწოდების ჯაჭვის შეფერხებას, ის არ ცვლის იმ ფაქტს, რომ ლითიუმ-იონური ბატარეების წარმოება დიდწილად დამოკიდებულია ნედლეულის წყაროს ხელმისაწვდომობაზე.დასკვნა ის არის, რომ მსოფლიოში არსებული ლითიუმის წარმოება კონცენტრირებულია ჩილეში, ავსტრალიაში, არგენტინასა და ჩინეთში.15 როგორც ქვემოთ მოცემულია 2 სურათი, უცხოური წარმოშობის მასალებზე დამოკიდებულება სავარაუდოდ გაგრძელდება მომდევნო რამდენიმე წლის განმავლობაში შემდგომ განვითარებამდე. ბატარეის ტექნოლოგია, რომელიც არ ეყრდნობა იშვიათი დედამიწის ლითონებს.

სურათი 2: მომავალი ლითიუმის წარმოების წყაროები

B. ფასი

ცალკეულ სტატიაში ფოლის ლორენ ლოვმა განიხილა, თუ როგორ აისახება ლითიუმის ფასის ზრდა ბატარეის მოთხოვნილებებზე, 2021 წლიდან მოყოლებული ღირებულება 900%-ზე მეტით გაიზარდა.ლითიუმ-იონური ბატარეების ხარჯების ზრდამ, ინფლაციასთან ერთად, უკვე გამოიწვია ელექტრო მანქანების ფასების ზრდა.დამატებითი ინფორმაციისთვის ინფლაციის გავლენის შესახებ მიწოდების ჯაჭვზე, იხილეთ ჩვენი სტატია ინფლაციის პრობლემები: კომპანიებისთვის მიწოდების ჯაჭვში ინფლაციის მოგვარების ოთხი ძირითადი გზა.

გადაწყვეტილების მიმღებებს სურთ იცოდნენ ინფლაციის გავლენის შესახებ მათ კონტრაქტებზე, რომლებიც ეხება ლითიუმ-იონურ ბატარეებს.„აშშ-ის მსგავსად, ენერგიის შენახვის კარგად დამკვიდრებულ ბაზრებზე, უფრო მაღალმა დანახარჯებმა განაპირობა ის, რომ ზოგიერთი დეველოპერი ცდილობს ხელახლა მოლაპარაკება მოახდინოს კონტრაქტის ფასებზე გამყიდველებთან.ამ ხელახლა მოლაპარაკებებს შეიძლება დრო დასჭირდეს და პროექტის ექსპლუატაციაში გაშვება შეფერხდეს“.ამბობს ჰელენ კუ, კვლევითი კომპანია BloombergNEF.17 ენერგიის შესანახი თანაშემწე

C. ტრანსპორტირება/აალებადი

ლითიუმ-იონური ბატარეები რეგულირდება როგორც სახიფათო მასალა აშშ-ს ტრანსპორტის დეპარტამენტის (DOT) სახიფათო მასალების რეგულაციების მიხედვით აშშ-ს ტრანსპორტის მილსადენის დეპარტამენტისა და საშიში მასალების უსაფრთხოების ადმინისტრაციის (PHMSA) მიერ.სტანდარტული ბატარეებისგან განსხვავებით, ლითიუმ-იონური ბატარეების უმეტესობა შეიცავს აალებადი მასალებს და აქვს წარმოუდგენლად მაღალი ენერგიის სიმკვრივე.შედეგად, ლითიუმ-იონური ბატარეები შეიძლება გადახურდეს და აალდეს გარკვეულ პირობებში, როგორიცაა მოკლე ჩართვა, ფიზიკური დაზიანება, არასწორი დიზაინი ან აწყობა.როდესაც აალდება, ლითიუმის უჯრედებისა და ბატარეების ხანძრის ჩაქრობა შეიძლება რთული იყოს.18 შედეგად, კომპანიებმა უნდა იცოდნენ პოტენციური რისკები და შეაფასონ სათანადო სიფრთხილის ზომები ლითიუმ-იონური ბატარეებთან დაკავშირებული ტრანზაქციის დროს.

დღემდე, არ არსებობს საბოლოო კვლევა იმის დასადგენად, არის თუ არა ელექტრო მანქანები უფრო მიდრეკილი სპონტანური ხანძრისკენ, ვიდრე ტრადიციულ მანქანებთან შედარებით.19 კვლევები აჩვენებს, რომ ელექტრომობილებს აქვთ მხოლოდ 0.03% აალების შანსი, ტრადიციულ წვის ძრავებთან შედარებით 1.5% აალება. .20 ჰიბრიდულ მანქანებს, რომლებსაც აქვთ მაღალი ძაბვის ბატარეა და შიდა წვის ძრავა, აქვთ ავტომობილის ხანძრის ყველაზე დიდი ალბათობა 3,4%.21.

2022 წლის 16 თებერვალს ატლანტის ოკეანეში ცეცხლი წაიღო სატვირთო გემზე, რომელიც გადაჰქონდა თითქმის 4000 მანქანას გერმანიიდან შეერთებულ შტატებში.22 თითქმის ორი კვირის შემდეგ, სატვირთო გემი ჩაიძირა ატლანტის ოკეანის შუაგულში.მიუხედავად იმისა, რომ არ არსებობს ოფიციალური განცხადება ბორტზე ტრადიციული და ელექტრო მანქანების ავარიის შესახებ, ლითიუმ-იონური ბატარეის მანქანები ხანძრის ჩაქრობას უფრო გაართულებდნენ.

III.დასკვნა

როდესაც მსოფლიო მიიწევს სუფთა ენერგიისკენ, გაიზრდება კითხვები და საკითხები, რომლებიც დაკავშირებულია მიწოდების ჯაჭვთან.ეს კითხვები უნდა განიხილებოდეს რაც შეიძლება მალე, ნებისმიერი ხელშეკრულების შესრულებამდე.თუ თქვენ ან თქვენი კომპანია მონაწილეობთ ტრანზაქციებში, სადაც ლითიუმ-იონური ბატარეები წარმოადგენს მატერიალურ კომპონენტს, არსებობს მიწოდების ჯაჭვის მნიშვნელოვანი დაბრკოლებები, რომლებიც უნდა მოგვარდეს ადრეული მოლაპარაკებების დროს ნედლეულის მოპოვებასა და ფასების საკითხებთან დაკავშირებით.ნედლეულის შეზღუდული ხელმისაწვდომობისა და ლითიუმის მაღაროების განვითარებასთან დაკავშირებული სირთულეების გათვალისწინებით, კომპანიებმა უნდა მოიძიონ ალტერნატიული გზები ლითიუმის და სხვა მნიშვნელოვანი კომპონენტების მოსაპოვებლად.კომპანიებმა, რომლებიც ეყრდნობიან ლითიუმ-იონურ ბატარეებს, უნდა შეაფასონ და ინვესტიცია განახორციელონ ტექნოლოგიაში, რომელიც ეკონომიკურად მომგებიანია და მაქსიმალურად გაზრდის ამ ბატარეების სიცოცხლისუნარიანობას და გადამუშავებას, რათა თავიდან აიცილონ მიწოდების ჯაჭვის პრობლემები.ალტერნატიულად, კომპანიებს შეუძლიათ დადონ მრავალწლიანი ხელშეკრულებები ლითიუმზე.თუმცა, თუ გავითვალისწინებთ ლითიუმ-იონური ბატარეების წარმოების იშვიათ ლითონებზე დიდ დამოკიდებულებას, კომპანიებმა სერიოზულად უნდა განიხილონ ლითონების მოპოვება და სხვა საკითხები, რომლებიც შეიძლება გავლენა იქონიონ სამთო და გადამუშავებაზე, როგორიცაა გეოპოლიტიკური საკითხები.