クリーン エネルギーの推進と電気自動車の需要の増加に伴い、製造業者はバッテリー、特にリチウム イオン バッテリーをこれまで以上に必要としています。バッテリー駆動の車両への移行が加速している例はいたるところにあります。米国郵政公社は次世代配送車両の少なくとも 40% を電気自動車にすることを発表し、Amazon は 10 を超える都市で Rivian 配送バンの使用を開始しました。ウォルマートは、4,500台の電気配達用バンを購入する契約を締結しました。これらの変換のたびに、バッテリーのサプライチェーンへの負担が強くなっています。この記事では、リチウム イオン電池業界の概要と、これらの電池の生産と将来に影響を与える現在のサプライ チェーンの問題について説明します。
I. リチウムイオン電池の概要
リチウムイオン電池産業は、原材料の採掘と電池の生産に大きく依存しており、どちらもサプライ チェーンの干渉に対して脆弱です。
リチウム イオン電池は、図 1 に示すように、主に 4 つの主要コンポーネントで構成されています。カソード、アノード、セパレータ、および電解質です。アノード（リチウムイオンを貯蔵する部品）は、一般的にグラファイトでできています。電解質は、塩、溶媒、および添加剤で構成されるリチウム イオンの自由な移動を可能にする媒体です。最後に、セパレーターは、カソードとアノードの間の絶対的な障壁です。
カソードは、サプライ チェーンの問題が最も発生しやすい場所であるため、この記事に関連する重要なコンポーネントです。正極の組成は、電池の用途に大きく依存します.2
アプリケーションの必須要素
携帯電話
カメラ
ラップトップ コバルトおよびリチウム
パワーツール
医療機器 マンガンとリチウム
or
ニッケル・コバルト・マンガンとリチウム
or
リン酸塩とリチウム
新しい携帯電話、カメラ、およびコンピューターの普及と継続的な需要を考えると、コバルトとリチウムはリチウムイオン電池の生産において最も価値のある原材料であり、今日すでにサプライチェーンの中断に直面しています.
リチウムイオン電池の製造には、(1) 原材料の採掘、(2) 原材料の精製、(3) 電池自体の生産と製造の 3 つの重要な段階があります。これらの各段階には、生産過程で問題が発生するのを待つのではなく、契約交渉中に対処する必要があるサプライ チェーンの問題があります。
Ⅱ．バッテリー業界におけるサプライチェーンの問題
A. 生産
中国は現在、世界のリチウム イオン電池サプライ チェーンを支配しており、2021 年に世界市場に参入したリチウム イオン電池全体の 79% を生産しています。 5 リチウム イオン電池産業および関連する希土類元素における中国の支配的な地位は、企業と政府の両方にとって懸念の原因となっています。
COVID-19、ウクライナでの戦争、および避けられない地政学的不安は、グローバルなサプライチェーンに影響を与え続けます。他の業界と同様に、エネルギー部門はこれらの要因の影響を受けてきましたし、今後も影響を受け続けるでしょう。コバルト、リチウム、およびニッケルは、バッテリーの生産に不可欠な材料であり、生産と処理が地理的に集中しており、労働と人権を侵害していると主張されている法域に支配されているため、サプライ チェーンのリスクにさらされています。詳細については、地政学的リスクの時代におけるサプライ チェーンの混乱の管理に関する記事を参照してください。
アルゼンチンは現在世界のリチウム埋蔵量の 21% を占めており、稼働している鉱山は 2 つしかないため、世界的なリチウムの争奪戦の最前線に立っています。 13 の採掘が計画されており、さらに数十の採掘が進行中です。
欧州諸国も生産を増やしており、欧州連合は 2025 年までに世界第 2 位のリチウム イオン電池の生産国となり、世界の生産能力の 11% を占める見込みです.7
最近の努力にもかかわらず 8、米国は希土類金属の採掘または精製において重要な存在感を示していません。このため、米国はリチウムイオン電池の生産を外国の供給源に大きく依存しています。2021 年 6 月、米国エネルギー省 (DOE) は、大容量バッテリーのサプライ チェーンのレビューを発表し、完全に国内のバッテリー サプライ チェーンをサポートするために、重要な材料の国内生産および処理能力を確立することを推奨しました。これに対応して、DOE は 2022 年 2 月に 2 つの意向通知を発行し、29 億 1000 万ドルを提供して、リチウムイオン電池の米国での生産を促進しました。 DOE は、バッテリー材料の精製および生産工場、リサイクル施設、およびその他の製造施設に資金を提供する予定です。
新しい技術は、リチウムイオン電池の生産状況も変えます。カリフォルニアに本拠を置く新興企業であるライラック ソリューションズは、従来の方法の最大 2 倍のリチウムを回収できる技術を提供しています12。この種の新技術はサプライ チェーンのボトルネックを緩和しますが、リチウム イオン電池の生産が原材料の入手可能性に大きく依存しているという事実は変わりません。肝心なのは、世界の既存のリチウム生産がチリ、オーストラリア、アルゼンチン、中国に集中しているということです。希土類金属に依存しないバッテリー技術。
図2：将来のリチウム生産源
B.価格
別の記事で、Foley の Lauren Loew は、2021 年以降、コストが 900% 以上上昇し、リチウムの価格急騰がバッテリー需要の増加をどのように反映しているかについて説明しました。リチウムイオン電池のコスト上昇とインフレが相まって、すでに電気自動車の価格が上昇しています。インフレがサプライ チェーンに与える影響の詳細については、記事「インフレの問題: 企業がサプライ チェーンのインフレに対処するための 4 つの主要な方法」を参照してください。
意思決定者は、リチウム イオン電池を含む契約に対するインフレの影響に注意する必要があります。「米国のような確立されたエネルギー貯蔵市場では、コストの上昇により、一部の開発者はオフテイカーとの契約価格の再交渉を検討しています。これらの再交渉には時間がかかり、プロジェクトの試運転が遅れる可能性があります。」調査会社BloombergNEFのエネルギー貯蔵アソシエイトであるHelen Kouは、次のように述べています.17
C. 輸送/可燃性
リチウム イオン電池は、米国運輸省 (DOT) の危険物規制の下で、米国運輸省パイプラインおよび危険物安全管理局 (PHMSA) によって危険物として規制されています。標準的なバッテリーとは異なり、ほとんどのリチウム イオン バッテリーには可燃性物質が含まれており、非常に高いエネルギー密度を持っています。その結果、リチウム イオン バッテリーは、短絡、物理的損傷、不適切な設計、または組み立てなどの特定の条件下で、過熱および発火する可能性があります。リチウム セルとバッテリーの火災は、一度発火すると消火が困難な場合があります。18 そのため、企業は、リチウム イオン バッテリーに関連する取引を行う際に、潜在的なリスクを認識し、適切な予防措置を評価する必要があります。
今日まで、電気自動車が従来の車両と比較して自然発火しやすいかどうかを決定する決定的な研究はありません. .20 高電圧バッテリーと内燃エンジンを搭載したハイブリッド車は、車両火災の可能性が最も高く、3.4% です.21
2022 年 2 月 16 日、ドイツから米国に向かう約 4,000 台の車両を運ぶ貨物船が大西洋で火災を起こしました.搭載されている従来の車両と電気自動車の故障に関する公式声明はありませんが、リチウムイオンバッテリー車両は消火を困難にしていただろう.
III.結論
世界がよりクリーンなエネルギーに移行するにつれて、サプライ チェーンに関する疑問や問題が大きくなります。これらの質問は、契約を締結する前にできるだけ早く対処する必要があります。あなたまたはあなたの会社がリチウムイオン電池が重要な部品である取引に関与している場合、原材料の調達と価格の問題に関する交渉の早い段階で対処しなければならない重大なサプライ チェーンのハードルがあります。原材料の入手可能性が限られていることと、リチウム鉱山の開発に伴う複雑さを考慮すると、企業はリチウムやその他の重要なコンポーネントを入手するための代替手段に目を向けるべきです。リチウムイオン電池に依存している企業は、サプライチェーンの問題を回避するために、経済的に実行可能であり、これらの電池の実行可能性とリサイクル可能性を最大化する技術を評価して投資する必要があります。あるいは、企業はリチウムの複数年契約を結ぶことができます。しかし、リチウムイオン電池の製造には希土類金属への依存度が高いため、企業は金属の調達や、地政学的問題など、採掘や精製に影響を与える可能性のあるその他の問題について十分に検討する必要があります。
投稿時間: Sep-24-2022