• แป้ง-001

การหยุดชะงักของห่วงโซ่อุปทานในอุตสาหกรรมพลังงาน: ความท้าทายในการจัดหาแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

ด้วยการผลักดันไปสู่พลังงานสะอาดและความต้องการรถยนต์ไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้น ผู้ผลิตต้องการแบตเตอรี่ โดยเฉพาะแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน มากกว่าที่เคยตัวอย่างของการเปลี่ยนไปใช้รถยนต์ที่ใช้แบตเตอรี่แบบเร่งรัดมีอยู่ทุกหนทุกแห่ง: บริการไปรษณีย์ของสหรัฐอเมริกาประกาศอย่างน้อย 40% ของยานพาหนะสำหรับการส่งมอบรุ่นต่อไปและยานพาหนะเชิงพาณิชย์อื่นๆ จะเป็นยานพาหนะไฟฟ้า Amazon ได้เริ่มใช้รถตู้ส่งของ Rivian ในกว่าสิบเมือง และ Walmart ได้ทำข้อตกลงในการซื้อรถตู้ไฟฟ้าจำนวน 4,500 คันด้วยการแปลงเหล่านี้แต่ละครั้ง ความเครียดในห่วงโซ่อุปทานสำหรับแบตเตอรี่จะทวีความรุนแรงมากขึ้นบทความนี้จะให้ภาพรวมของอุตสาหกรรมแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนและปัญหาห่วงโซ่อุปทานในปัจจุบันที่ส่งผลต่อการผลิตและอนาคตของแบตเตอรี่เหล่านี้

I. ภาพรวมแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

อุตสาหกรรมแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนต้องอาศัยการขุดวัตถุดิบและการผลิตแบตเตอรี่เป็นอย่างมาก ซึ่งทั้งสองอย่างนี้มีความเสี่ยงที่จะถูกรบกวนในห่วงโซ่อุปทาน

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนส่วนใหญ่ประกอบด้วยส่วนประกอบหลักสี่ส่วน: แคโทด แอโนด ตัวแยก และอิเล็กโทรไลต์ ดังแสดงในรูปที่ 1 ในระดับสูง แคโทด (ส่วนประกอบที่ผลิตลิเธียมไอออน) ประกอบด้วยลิเธียมออกไซด์1 แอโนด (ส่วนประกอบที่เก็บลิเธียมไอออน) โดยทั่วไปทำจากกราไฟท์อิเล็กโทรไลต์เป็นสื่อกลางที่ช่วยให้ลิเธียมไอออนเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระซึ่งประกอบด้วยเกลือ ตัวทำละลาย และสารเติมแต่งสุดท้าย ตัวคั่นคืออุปสรรคที่แน่นอนระหว่างแคโทดและแอโนด

แคโทดเป็นองค์ประกอบสำคัญที่เกี่ยวข้องกับบทความนี้ เนื่องจากเป็นประเด็นที่มักเกิดปัญหาในห่วงโซ่อุปทานองค์ประกอบของแคโทดขึ้นอยู่กับการใช้งานของแบตเตอรี่เป็นอย่างมาก2

แอปพลิเคชันที่จำเป็นองค์ประกอบ

โทรศัพท์มือถือ

กล้อง

แล็ปท็อปโคบอลต์และลิเธียม

เครื่องมือไฟฟ้า

อุปกรณ์การแพทย์ แมงกานีสและลิเธียม

or

นิกเกิล-โคบอลต์-แมงกานีสและลิเธียม

or

ฟอสเฟตและลิเธียม

เนื่องจากความแพร่หลายและความต้องการอย่างต่อเนื่องสำหรับโทรศัพท์มือถือ กล้อง และคอมพิวเตอร์รุ่นใหม่ โคบอลต์และลิเธียมจึงเป็นวัตถุดิบที่มีค่าที่สุดในการผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน และกำลังเผชิญกับการหยุดชะงักของห่วงโซ่อุปทานในปัจจุบัน

มีสามขั้นตอนสำคัญในการผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน: (1) การขุดหาวัตถุดิบ (2) การกลั่นวัตถุดิบ และ (3) การผลิตและการผลิตแบตเตอรี่ด้วยตนเองในแต่ละขั้นตอนเหล่านี้ มีปัญหาด้านซัพพลายเชนที่ควรได้รับการแก้ไขในระหว่างการเจรจาตามสัญญา แทนที่จะรอให้ปัญหาเกิดขึ้นในระหว่างขั้นตอนการผลิต

ครั้งที่สองปัญหาซัพพลายเชนในอุตสาหกรรมแบตเตอรี่

ก. การผลิต

ปัจจุบันจีนครองห่วงโซ่อุปทานแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนทั่วโลก โดยผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนทั้งหมด 79% ที่เข้าสู่ตลาดโลกในปี 2564 3 จีนควบคุมการกลั่นลิเธียมทั่วโลกอีก 61% สำหรับการจัดเก็บแบตเตอรี่และยานยนต์ไฟฟ้า4 และ 100% ของการแปรรูป กราไฟต์ธรรมชาติที่ใช้สำหรับขั้วบวกของแบตเตอรี่5 ตำแหน่งที่โดดเด่นของจีนในอุตสาหกรรมแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนและธาตุหายากที่เกี่ยวข้องนั้นก่อให้เกิดความกังวลทั้งต่อบริษัทและรัฐบาล

โควิด-19 สงครามในยูเครน และความไม่สงบทางการเมืองที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ จะยังคงส่งผลกระทบต่อห่วงโซ่อุปทานทั่วโลกเช่นเดียวกับอุตสาหกรรมอื่นๆ ภาคพลังงานได้รับผลกระทบและจะยังคงได้รับผลกระทบจากปัจจัยเหล่านี้ต่อไปโคบอลต์ ลิเธียม และนิกเกิล—วัสดุที่สำคัญในการผลิตแบตเตอรี่—มีความเสี่ยงต่อห่วงโซ่อุปทาน เนื่องจากการผลิตและการแปรรูปมีความเข้มข้นทางภูมิศาสตร์และถูกครอบงำโดยเขตอำนาจศาลที่ถูกกล่าวหาว่าละเมิดแรงงานและสิทธิมนุษยชนสำหรับข้อมูลเพิ่มเติม โปรดดูบทความเกี่ยวกับการจัดการการหยุดชะงักของซัพพลายเชนในยุคความเสี่ยงทางการเมือง

อาร์เจนตินาอยู่ในแนวหน้าของการแย่งชิงลิเธียมทั่วโลก เนื่องจากปัจจุบันคิดเป็น 21% ของปริมาณสำรองของโลก โดยมีเพียง 2 เหมืองที่เปิดดำเนินการ6 เช่นเดียวกับจีน อาร์เจนตินามีอำนาจสำคัญในการทำเหมืองวัตถุดิบและวางแผนที่จะขยาย อิทธิพลเพิ่มเติมในห่วงโซ่อุปทานลิเธียมด้วยเหมืองที่วางแผนไว้สิบสามแห่งและอาจมีอีกหลายสิบงาน

ประเทศในยุโรปก็เพิ่มการผลิตเช่นกัน โดยสหภาพยุโรปพร้อมที่จะเป็นผู้ผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนรายใหญ่เป็นอันดับสองของโลกภายในปี 2568 โดยมีกำลังการผลิต 11% ของโลก7

แม้จะมีความพยายามเมื่อเร็ว ๆ นี้ 8 สหรัฐอเมริกาไม่มีสถานะที่สำคัญในการขุดหรือการกลั่นโลหะหายากด้วยเหตุนี้ สหรัฐอเมริกาจึงพึ่งพาแหล่งต่างประเทศอย่างมากในการผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2564 กระทรวงพลังงานสหรัฐ (DOE) เผยแพร่การทบทวนห่วงโซ่อุปทานของแบตเตอรี่ความจุสูง และแนะนำให้สร้างความสามารถในการผลิตและแปรรูปในประเทศสำหรับวัสดุที่สำคัญเพื่อรองรับห่วงโซ่อุปทานของแบตเตอรี่ภายในประเทศทั้งหมด DOE ระบุว่าพลังงานหลายอย่าง เทคโนโลยีต้องพึ่งพาแหล่งต่างประเทศที่ไม่ปลอดภัยและไม่เสถียรเป็นอย่างมาก ซึ่งจำเป็นต่อการเติบโตภายในประเทศของอุตสาหกรรมแบตเตอรี่10 ในการตอบโต้ DOE ได้ออกประกาศเจตนารมณ์สองฉบับในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2565 เพื่อจัดหาเงิน 2.91 พันล้านดอลลาร์เพื่อกระตุ้นการผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนของสหรัฐฯ ที่มีความสำคัญต่อ การเติบโตของภาคพลังงาน11 DOE ตั้งใจที่จะให้ทุนแก่โรงกลั่นและโรงงานผลิตสำหรับวัสดุแบตเตอรี่ สิ่งอำนวยความสะดวกในการรีไซเคิล และโรงงานผลิตอื่นๆ

เทคโนโลยีใหม่จะเปลี่ยนภูมิทัศน์ของการผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนLilac Solutions ซึ่งเป็นบริษัทสตาร์ทอัพในแคลิฟอร์เนียนำเสนอเทคโนโลยีที่สามารถกู้คืนลิเธียมได้มากถึงสองเท่าของวิธีการแบบเดิม13 ในทำนองเดียวกัน Princeton NuEnergy เป็นสตาร์ทอัพอีกรายหนึ่งที่ได้พัฒนาวิธีการผลิตแบตเตอรี่ใหม่จากแบตเตอรี่เก่าที่ราคาถูกและยั่งยืน14 แม้ว่าเทคโนโลยีใหม่ประเภทนี้จะช่วยลดปัญหาคอขวดของห่วงโซ่อุปทานได้ แต่ก็ไม่ได้เปลี่ยนข้อเท็จจริงที่ว่าการผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนต้องอาศัยวัตถุดิบที่มีอยู่เป็นจำนวนมากสิ่งสำคัญที่สุดคือการผลิตลิเธียมที่มีอยู่ของโลกกระจุกตัวอยู่ในชิลี ออสเตรเลีย อาร์เจนตินา และจีน15 ตามที่ระบุไว้ในรูปที่ 2 ด้านล่าง การพึ่งพาวัสดุที่มาจากต่างประเทศมีแนวโน้มที่จะดำเนินต่อไปในอีกไม่กี่ปีข้างหน้าจนกว่าจะมีการพัฒนาต่อไป เทคโนโลยีแบตเตอรี่ที่ไม่พึ่งพาโลหะแรร์เอิร์ธ

รูปที่ 2: แหล่งผลิตลิเธียมในอนาคต

ข. ราคา

ในบทความที่แยกออกมา Lauren Loew แห่ง Foley กล่าวถึงการที่ราคาลิเธียมที่พุ่งสูงขึ้นสะท้อนถึงความต้องการแบตเตอรี่ที่เพิ่มขึ้น โดยต้นทุนเพิ่มขึ้นมากกว่า 900% ตั้งแต่ปี 2021.16 ราคาเหล่านี้พุ่งสูงขึ้นอย่างต่อเนื่องเนื่องจากอัตราเงินเฟ้อยังคงอยู่ที่ระดับสูงสุดเป็นประวัติการณ์ค่าใช้จ่ายที่เพิ่มขึ้นของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ประกอบกับอัตราเงินเฟ้อ ส่งผลให้ราคารถยนต์ไฟฟ้าเพิ่มขึ้นสำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับผลกระทบของเงินเฟ้อในห่วงโซ่อุปทาน โปรดดูบทความเรื่องเงินเฟ้อที่วิบัติ: สี่วิธีหลักสำหรับบริษัทในการจัดการกับภาวะเงินเฟ้อในซัพพลายเชน

ผู้มีอำนาจตัดสินใจจะต้องตระหนักถึงผลกระทบของเงินเฟ้อต่อสัญญาที่เกี่ยวข้องกับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน“ในตลาดกักเก็บพลังงานที่มีชื่อเสียง เช่น สหรัฐอเมริกา ต้นทุนที่สูงขึ้นส่งผลให้นักพัฒนาบางรายต้องการเจรจาราคาสัญญาใหม่กับผู้รับโอนการเจรจาใหม่อาจต้องใช้เวลาและทำให้การว่าจ้างโครงการล่าช้า”Helen Kou ผู้ช่วยด้านการจัดเก็บพลังงานของบริษัทวิจัย BloombergNEF.17 . กล่าว

ค. การขนส่ง/ความไวไฟ

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนได้รับการควบคุมให้เป็นวัสดุอันตรายภายใต้ระเบียบข้อบังคับด้านวัสดุอันตรายของกระทรวงคมนาคมขนส่งแห่งสหรัฐอเมริกา (DOT) โดยกระทรวงท่อขนส่งแห่งสหรัฐอเมริกาและการบริหารความปลอดภัยด้านวัสดุอันตราย (PHMSA)แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนส่วนใหญ่ต่างจากแบตเตอรี่มาตรฐานทั่วไป แต่มีวัสดุที่ติดไฟได้และมีความหนาแน่นของพลังงานสูงอย่างไม่น่าเชื่อด้วยเหตุนี้ แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจึงสามารถเกิดความร้อนสูงเกินไปและจุดไฟได้ภายใต้สภาวะบางประการ เช่น การลัดวงจร ความเสียหายทางกายภาพ การออกแบบหรือการประกอบที่ไม่เหมาะสมเมื่อจุดไฟแล้ว เซลล์ลิเธียมและไฟจากแบตเตอรี่อาจดับได้ยาก18 ด้วยเหตุนี้ บริษัทต่างๆ จึงจำเป็นต้องตระหนักถึงความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้นและประเมินข้อควรระวังที่เหมาะสมเมื่อทำธุรกรรมเกี่ยวกับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

จนถึงปัจจุบัน ยังไม่มีการวิจัยที่แน่ชัดเพื่อระบุว่ายานพาหนะไฟฟ้ามีแนวโน้มที่จะเกิดไฟไหม้ขึ้นเองหรือไม่เมื่อเทียบกับรถยนต์แบบดั้งเดิม19 การวิจัยแสดงให้เห็นว่ายานพาหนะไฟฟ้ามีโอกาสจุดไฟเพียง 0.03% เมื่อเทียบกับเครื่องยนต์สันดาปแบบเดิมที่มีโอกาส 1.5% ที่จะจุดไฟ .20 รถยนต์ไฮบริด—ซึ่งมีแบตเตอรี่ไฟฟ้าแรงสูงและเครื่องยนต์สันดาปภายใน— มีโอกาสเกิดอัคคีภัยมากที่สุดที่ 3.4%.21

เมื่อวันที่ 16 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2565 เรือบรรทุกสินค้าซึ่งบรรทุกยานพาหนะเกือบ 4,000 คันจากเยอรมนีไปยังสหรัฐอเมริกาถูกไฟไหม้ในมหาสมุทรแอตแลนติก22 เกือบสองสัปดาห์ต่อมา เรือบรรทุกสินค้าดังกล่าวจมลงกลางมหาสมุทรแอตแลนติกแม้ว่าจะไม่มีแถลงการณ์อย่างเป็นทางการเกี่ยวกับการพังทลายของยานพาหนะแบบดั้งเดิมและรถยนต์ไฟฟ้าบนเรือ แต่ยานพาหนะที่ใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจะทำให้ไฟดับยากขึ้น

สาม.บทสรุป

ในขณะที่โลกกำลังเคลื่อนไปสู่พลังงานสะอาด คำถามและประเด็นที่เกี่ยวข้องกับซัพพลายเชนจะเพิ่มขึ้นคำถามเหล่านี้ควรได้รับการแก้ไขโดยเร็วที่สุดก่อนที่จะทำสัญญาใดๆหากคุณหรือบริษัทของคุณมีส่วนร่วมในธุรกรรมที่แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเป็นส่วนประกอบที่เป็นวัสดุ มีอุปสรรค์ในห่วงโซ่อุปทานที่สำคัญซึ่งควรได้รับการแก้ไขตั้งแต่เนิ่นๆ ในระหว่างการเจรจาเกี่ยวกับการจัดหาวัตถุดิบและปัญหาด้านราคาในแง่ของวัตถุดิบที่มีอยู่อย่างจำกัดและความซับซ้อนที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาเหมืองลิเธียม บริษัทต่างๆ ควรมองหาทางเลือกอื่นในการรับลิเธียมและส่วนประกอบที่สำคัญอื่นๆบริษัทต่างๆ ที่ใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนควรประเมินและลงทุนในเทคโนโลยีที่ใช้งานได้จริงในเชิงเศรษฐกิจ และเพิ่มศักยภาพและความสามารถในการรีไซเคิลของแบตเตอรี่เหล่านี้ให้สูงสุดเพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาด้านซัพพลายเชนอีกทางหนึ่ง บริษัทต่างๆ สามารถทำสัญญาระยะยาวสำหรับลิเธียมได้อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการพึ่งพาโลหะแรร์เอิร์ธอย่างหนักในการผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน บริษัทต่างๆ ควรพิจารณาการจัดหาโลหะและปัญหาอื่นๆ ที่อาจส่งผลกระทบต่อการทำเหมืองและการกลั่น เช่น ประเด็นด้านภูมิรัฐศาสตร์เป็นอย่างมาก


เวลาโพสต์: 24 ก.ย. 2565