업스트림 배터리 가치 사슬. 리튬 이온 배터리에 얼마나 많은 리튬이 필요합니까?
게시 됨: 2017-10-06현재 배터리 시장이 증가하는 수요를 어떻게 충족시킬 수 있는지 확인하려면 배터리 가치 사슬을 살펴보는 것이 중요합니다
1990년대 리튬 이온 배터리의 상용화는 가볍고 강력한 충전식 배터리의 급속한 발전에 따라 통신 및 컴퓨팅 산업에서 20년 동안 급증했습니다. 차세대 "전기 자동차"(xEV)의 물결은 현재 동일한 배터리 기술을 기반으로 하는 글로벌 의제입니다. 기존 시장(예: 휴대용 전자 장치 PED)과 xEV의 출현을 넘어, 다른 잠재적인 문구 보관함(ESS) 시장이 가치 사슬 전반에 걸쳐 여러 애플리케이션이 상업적 실행 가능성에 도달하기 시작하면서 많은 관심을 받기 시작했습니다.
여러 국가가 100% 전기 이동성 및 다중 ESS 응용 프로그램을 상용화하기로 약속한 전례 없는 xEV 성장 전망은 배터리에 대한 엄청난 수요를 제기 하므로 배터리 시장이 지속적으로 증가하는 배터리 시장을 충족시킬 수 없는 배터리 공급망을 살펴보는 것이 필수적입니다. 수요.
리튬 파이프라인
2015년 글로벌 리튬 수요는 184킬로톤(kt) 이었으며, 배터리 수요가 ~40~45% 증가 하면 글로벌 리튬 수요가 ~40%를 차지할 것입니다. 여러 추정치 는 2025년까지 전 세계 리튬 수요가 525~550kt에 이를 것으로 예상했습니다.
현재 리튬의 주요 생산국은 호주, 칠레, 아르헨티나 및 중국이며 호주와 칠레가 전체의 75% 이상을 차지합니다. 이 4개국은 또한 가장 큰 리튬 매장량을 보유하고 있습니다. 특히 칠레는 알려진 매장량의 50% 이상을 보유할 것으로 예상됩니다.
그러나 아르헨티나, 볼리비아, 칠레 3개국이 남미의 리튬 삼각지대라고도 알려진 세계 리튬 공급을 지배하는 것으로 나타났습니다. 배터리가 석유를 대체한다고 가정하고 BNEF가 2025년을 xEV가 ICE보다 저렴해질 변곡점으로 예상한 것처럼 남미는 확실히 "새로운 중동"인 것 같습니다.
반대로 "리튬 이온 배터리"가 와트당 1%(0.6-0.7 탄산리튬 환산/Kwh)의 극히 일부에 불과하거나 전체의 ~2% 미만인 리튬을 원료로 포함한다는 사실을 알고 놀랄 것입니다. 배터리 비용.
미래의 리튬 공급 부족에 대해 걱정하기 보다는 산업계가 코발트, 니켈, 마그네슘, 흑연 및 xEV 산업을 위한 특히 전기 모터용 영구 자석과 같은 다른 토금속에 대해 더 걱정해야 한다고 생각합니다.
확실히 일부 금속의 경우 전년 대비 금속 원자재 가격이 상승하는 완전한 "게임 체인저" 가 될 것입니다. 사실 극소수의 국가에서 희토류의 ~90%를 통제하는 국가가 한두 개(그 중 하나인 중국)이기 때문입니다. 금속 시장.
배터리의 나머지 부분 - 광산에서 시장으로
석묵
리튬 공급 문제를 경시하고 흑연, 코발트, 니켈 및 마그네슘과 같은 기타 재료도 전체 배터리 비용에 크게 기여합니다. 양극의 평균 비용은 배터리의 ~25-30% 인 반면 흑연은 양극의 ~50% 에서 전지 비용의 15%로 바뀝니다.
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한편, 양극의 평균 비용은 ~35%이고 리튬은 음극 비용의 ~50% 로 전지 비용의 ~17.5%에 해당합니다 (2015 회계연도 가격 기준).
그 이상은 아니지만 흑연은 배터리에 대한 가격 기여 측면에서 거의 리튬에 가깝지만 리튬과 달리 잠재적으로 간과되고 유사한 종류의 가격 인플레이션을 목격하지 못했습니다. 가장 큰 소비 부문, 즉 철강, 전 세계적으로 스트레스를 받는 시장.
흑연 가치 사슬을 살펴보면 배터리 OEM은 전지 제조에 "천연 구형 흑연"과 합성 흑연을 모두 사용합니다. 더욱이, 천연 구형 흑연은 비용이 적게 들고 환경에 미치는 영향이 훨씬 낮습니다(제조 시 탄소 발자국이 낮음). 흑연 매장량은 주로 3개국( 터키 36%, 브라질 29%, 중국 22% )이 지배하지만, 현재 생산은 중국이 주도한다. 2015년 추정치에 따르면 중국의 생산량은 세계 전체 생산량의 85%를 차지합니다.
COBALT – 블루 메탈 수요 급증
놀랍게도 같은 장소에서 추출 및 정제되지 않는 물질이 있고, 리튬이온 배터리에서 가장 비싼 물질 중 하나인 코발트의 경우도 그렇습니다. 음극은 리튬이온 전지의 성능과 원가경쟁력 모두에 근본적으로 중요합니다.
2015년 콩고민주공화국(DRC)은 채굴된 코발트의 대부분을 생산했지만 중국은 코발트의 최대 생산국이었습니다. 
정제된 금속. xEV에 대한 전례 없는 수요와 여러 "에너지 저장" 애플리케이션이 경제적으로 실행 가능하게 됨에 따라 LiB 수요가 몇 배 증가하고 COBALT와 같은 희토류 금속도 증가합니다.
콩고민주공화국 이후, 캐나다와 호주는 특히 작년에 코발트 가격이 두 배로 올랐을 때 광업과 정제를 모두 늘리는 데 중요한 역할을 하는 것 같습니다(코발트 는 2016년 말 LME에서 톤당 $32,000로 거래되었으며 이는 작년).
코발트 생산을 늘리고 코발트를 더 적게 보충하는 새로운 화학 물질에 대한 광범위한 작업이 진행 중입니다. 호주 는 2021년까지 코발트 생산량이 최대 31% 증가 할 것으로 예상되며 배터리 OEM이 니켈을 추가하여 배터리 제조법을 수정하기 위해 열심히 노력하고 있다는 긍정적인 징후가 있습니다.
니켈
니켈은 배터리에서 가장 중앙 집중화되지 않은 금속이지만 풍부하게 사용 가능하고 광범위하게 채굴됩니다.
하지만 니켈 가격 변동은 배터리 OEM에 잠재적으로 영향을 미칠 수 있습니다. 2014년에 인도네시아는 니켈 수출을 금지하여 가격이 50% 까지 치솟았습니다.
2015년에 주요 생산업체는 최대 20% (필리핀 광산) 및 30% (중국 정제)의 점유율을 보유했습니다. 호주는 전 세계 매장량의 24% 를 보유하고 있는 것으로 추정됩니다.
결론 및 앞으로의 길
리튬 이온 배터리의 원료 공급은 앞으로도 위협을 받지 않겠지만, 급증하는 수요는 장단점이 있는 새로운 추출 영역을 열 것입니다.
또한, 한편으로는 리튬 이온 배터리의 가격이 예상보다 훨씬 빠르게 하락하고 있으며 여러 추정치에서 Kwh당 100달러 미만에 이를 것으로 예상하고 있습니다. 코발트와 같은 일부 금속의 치솟는 가격은 향후 가격 하락에 대해 심각한 우려를 낳고 있습니다.
이러한 에너지 금속에 대한 모든 종류의 공급 문제/문제가 존재하지만 수요 상황은 훨씬 더 간단 합니다. 전 세계의 전기 자동차 수는 작년에 2백만 대를 넘어섰고 여러 국가에서 휘발유 및 디젤 동력 판매를 불법화하기로 약속했습니다. 2040년까지 자동차, 자동차 제조업체 즉. 볼보는 2040년까지 전기차나 하이브리드 차량만 판매하겠다고 약속했다.
현재 가장 중요한 답이 없는 질문은 다음과 같습니다. 수 톤의 리튬 이온 배터리가 닳았을 때 도대체 어디에 폐기합니까? 가능한 솔루션 중 하나는 강력한 "순환 경제 생태계" 를 갖춘 공급망 위험의 더 큰 문제를 해결하기 위해 이러한 배터리를 재활용하는 것일 수 있지만 아직 잘 확립된 대규모 리튬 이온 배터리 재활용은 보지 못했습니다.
EU에서는 리튬 이온 배터리의 5%만이 재활용되고 있지만, 소비자 전자 제품의 경우와 달리 배터리가 xEV와 비교할 때 상대적으로 작은 부분을 차지하고 결국 폐기될 가능성이 높다는 낙관론의 조짐이 있을 수 있습니다. 집 구석 어딘가에 누워 있거나 매립지에 버려지는 xEV의 경우 생산자가 사용한 배터리를 수거하고 재활용할 책임이 있을 가능성이 큽니다. EU 당국에서 발행한 규정은 이미 유사한 방향으로 토대를 마련하고 있습니다.
해결? 정확히는 아니지만 현재 실행 가능한 제련 및 기타 재활용 공정은 많은 금속을 회수할 수 있지만 중요한 리튬을 직접 회수할 수는 없습니다. 저명한 투자 은행가 중 일부는 보고서 중 하나에서 향후 10년 동안 리튬 재활용이 불가능하다고 언급했습니다. 폐쇄 루프 재활용에 더 가까워지고 재활용의 RoI(비용 대 회수)에 대한 질문이 있는 모든 재료를 회수하려면 훨씬 더 많은 개발이 필요합니다.
잠재적인 솔루션 중 하나는 책임감 있게 재활용할 수 있는 방식으로 배터리를 표준화할 수 있지만 현재 경쟁이 가격 추세에 관한 것이기 때문에 현재로서는 무리한 견해인 것 같습니다.