به تصویر کشیدن کمبود عرضه کانیهای باتری (پیش بینی طی 2024 الی 2034)

جهان در حال حاضر با مازاد تولید کانیهای کلیدی باتری مواجه می باشد، اما پیش‌بینی می‌شود که این وضعیت طی ۱۰ سال آینده به کسری قابل توجه تبدیل شود.

اینفوگرافیک این تغییر را که عمدتاً ناشی از افزایش تقاضای باتری است، نشان می‌دهد. داده‌ها تا نوامبر ۲۰۲۴ می باشند.

کانیهای موجود در کاتد باتری لیتیوم-یون

کانیها بخش عمده‌ای از مواد مورد استفاده برای تولید قطعات درون سلول را تشکیل می‌دهند و جریان جریان الکتریکی را تضمین می‌کنند:

• لیتیوم: به عنوان حامل اصلی بار عمل می‌کند و ذخیره و انتقال انرژی درون باتری را امکان‌پذیر می‌سازد.
• کبالت: ساختار کاتد را تثبیت می‌کند و طول عمر و عملکرد باتری را بهبود می‌بخشد.
• نیکل: چگالی انرژی را افزایش می‌دهد و به باتری‌ها اجازه می‌دهد انرژی بیشتری ذخیره کنند.
• منگنز: پایداری حرارتی و ایمنی را افزایش می‌دهد و خطرات گرم شدن بیش از حد را کاهش می‌دهد.

سلول‌های یک باتری متوسط با ظرفیت ۶۰ کیلووات ساعت (کیلووات ساعت)، به همان اندازه که در Chevy Bolt استفاده می‌شود، تقریباً ۱۸۵ کیلوگرم مواد معدنی دارند.

پیش‌بینی تقاضای باتری

به دلیل افزایش تقاضا برای این مواد، تولید و استخراج آنها در سال‌های اخیر به صورت تصاعدی افزایش یافته است که چین در این زمینه پیشرو بوده است. در این سناریو، تمام فلزات نشان داده شده در نمودار در حال حاضر با مازاد عرضه مواجه هستند.

با این حال، در بلندمدت، با افزایش پذیرش باتری‌ها و سایر فناوری‌های انرژی تجدیدپذیر، پیش‌بینی‌ها نشان می‌دهد که تمام این مواد معدنی با کسری عرضه مواجه خواهند شد.

به عنوان مثال، انتظار می‌رود تقاضای لیتیوم تا سال ۲۰۳۴ بیش از سه برابر شود که منجر به کسری پیش‌بینی شده ۵۷۲۰۰۰ تن معادل کربنات لیتیوم (LCE) خواهد شد. طبق تجزیه و تحلیل Benchmark، صنعت لیتیوم برای تأمین تقاضا تا سال ۲۰۳۰ به بیش از ۴۰ میلیارد دلار سرمایه‌گذاری نیاز خواهد داشت.

از سوی دیگر، انتظار می‌رود تقاضای نیکل تقریباً دو برابر شود و تا سال ۲۰۳۴ منجر به کسری ۸۳۹۰۰۰ تنی شود. افزایش شدید تقاضا عمدتاً به افزایش خودروهای الکتریکی (EV) با عملکرد متوسط و بالا در بازارهای غربی نسبت داده می‌شود.

پی نوشت

تلاش جهانی برای کربن‌زدایی و برقی‌سازی سیستم‌های حمل‌ونقل و انرژی، عدم تعادل شدیدی بین تقاضا و عرضه مواد معدنی حیاتی باتری ایجاد کرده است. انتظار می‌رود طی دهه آینده، کسری عرضه افزایش یابد، مگر اینکه سرمایه‌گذاری‌ها و نوآوری‌های قابل توجهی در سراسر زنجیره تأمین مواد معدنی باتری انجام شود.

شکاف پیش‌بینی شده بین تقاضا و عرضه (۲۰۲۴-۲۰۳۴)

۱. لیتیوم

• عوامل محرک تقاضا:
  • تولید باتری خودروهای الکتریکی: انتظار می‌رود تا سال ۲۰۳۴، ۹۰ درصد از تقاضای لیتیوم را به خود اختصاص دهد.
  • سیستم‌های ذخیره انرژی شبکه و لوازم الکترونیکی مصرفی.
• کسری پیش‌بینی شده:
  • تقاضا تا سال ۲۰۳۴، ۴ تا ۵ برابر افزایش می‌یابد و سالانه به ۳ میلیون تن متریک معادل کربنات لیتیوم (LCE) می‌رسد.
  • عرضه فعلی تنها ۶۰ تا ۷۰ درصد از تقاضای پیش‌بینی شده را تأمین خواهند کرد.
• مناطق کلیدی در معرض خطر:
  • مثلث لیتیوم آمریکای جنوبی با کمبود آب و موانع قانونی روبرو است.

۲. کبالت

• عوامل محرک تقاضا:
  • باتری‌های با عملکرد بالا که به پایداری و چگالی انرژی نیاز دارند.
  • خودروهای الکتریکی و لوازم الکترونیکی قابل حمل.
• کسری پیش‌بینی شده:
  • تقاضا تا سال ۲۰۳۴ دو برابر شده و به ۳۱۰ هزار تن متریک در سال می‌رسد.
  • نگرانی‌های اخلاقی و محدودیت‌های تولید در جمهوری دموکراتیک کنگو ممکن است کمبودها را تشدید کند.
• تغییر به سمت جایگزین‌ها:
  • سازندگان باتری در حال بررسی شیمی‌های کم کبالت یا بدون کبالت برای کاهش ریسک‌های عرضه هستند.

۳. نیکل

• عوامل محرک تقاضا:
  • استفاده در باتری‌های با چگالی انرژی بالا، به ویژه شیمی‌های NMC (نیکل-منگنز-کبالت).
  • انتظار می‌رود نفوذ جهانی خودروهای الکتریکی از ۱۴ درصد در سال ۲۰۲۳ به بیش از ۵۰ درصد تا سال ۲۰۳۴ افزایش یابد.
• کسری پیش‌بینی شده:
  • انتظار می‌رود کسری تا سال ۲۰۳۰ برای نیکل با گرید باتری کلاس ۱ به ۸۰۰ هزار تن متریک در سال برسد.
  • الزامات پردازش پیچیده و گسترش محدود تولید، گلوگاه‌های اصلی هستند.

۴. گرافیت

• عوامل محرک تقاضا:
  • برای آندهای باتری ضروری است، به طوری که هر خودروی الکتریکی تا ۵۰ کیلوگرم گرافیت نیاز دارد.
• کسری پیش‌بینی شده:
  • کمبود تا ۱.۵ میلیون تن متریک در سال تا سال ۲۰۳۴.
  • عرضه توسط فرآیند پالایش پرانرژی و حساس به محیط زیست محدود می‌شود.

۵. عناصر نادر خاکی (REEs)

• عوامل محرک تقاضا:
  • آهنرباهای دائمی برای موتورهای خودروهای الکتریکی و توربین‌های بادی.
• کسری پیش‌بینی شده:
  • وابستگی به تولید چین (سهم ~۸۰ درصدی بازار) ریسک‌های ژئوپلیتیکی را افزایش می‌دهد.

عواملی که باعث کسری می‌شوند

1. افزایش شدید تقاضا:
   • پیش‌بینی می‌شود فروش جهانی خودروهای الکتریکی از ۱۰ میلیون در سال ۲۰۲۳ به ۵۰ میلیون تا سال ۲۰۳۴ افزایش یابد که به طور قابل توجهی نیاز به مواد معدنی باتری را افزایش می‌دهد.
   • سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر، از جمله باد و خورشید، نیاز به راه‌حل‌های ذخیره‌سازی را بیشتر می‌کنند.
2. گسترش کند عرضه:
   • پروژه‌های معدن اغلب از اکتشاف تا تولید به ۷ تا ۱۰ سال زمان نیاز دارند و از رشد تقاضا عقب می‌مانند.
   • سرمایه‌گذاری محدود در معادن جدید و ظرفیت پالایش، گلوگاه را تشدید می‌کند.
3. چالش‌های ژئوپلیتیکی:
   • تمرکز منابع در مناطق بی‌ثبات سیاسی مانند کنگو (کبالت) و وابستگی شدید به چین برای فرآوری، آسیب‌پذیری‌های زنجیره تأمین را تشدید می‌کند.
4. موانع زیست‌محیطی و قانونی:
   • مقررات سختگیرانه زیست‌محیطی و مخالفت محلی با پروژه‌های معدن، توسعه‌های جدید را به تأخیر می‌اندازد یا از آن جلوگیری می‌کند.

استراتژی‌های مقابله با کمبود (۲۰۲۴-۲۰۳۴)

۱. اکتشاف و توسعه معادن جدید

• گسترش عملیات معدنکاری در مناطق بکر مانند:
  • آمریکای جنوبی: بولیوی، آرژانتین (لیتیوم).
  • آفریقا: نامیبیا، گابن (کبالت، عناصر نادر خاکی).
  • استرالیا و کانادا: به عنوان تأمین‌کنندگان کلیدی مواد با گرید باتری در حال ظهور هستند.

۲. بازیافت مواد باتری

• بازیافت می‌تواند تا ۱۰ تا ۱۵ درصد از تقاضای مواد معدنی باتری را تا سال ۲۰۳۴ تأمین کند.
• سرمایه‌گذاری‌ها در سیستم‌های حلقه بسته برای بازیابی لیتیوم، کبالت و نیکل از باتری‌های پایان عمر در حال افزایش است.

۳. تنوع زنجیره‌های تأمین

• کشورهایی مانند ایالات متحده، اتحادیه اروپا و ژاپن در حال توسعه تأسیسات فرآوری داخلی و ایجاد مشارکت با کشورهای غنی از منابع هستند.
• سیاست‌هایی مانند قانون کاهش تورم ایالات متحده و قانون مواد خام حیاتی اتحادیه اروپا از زنجیره‌های تأمین محلی حمایت می‌کنند.

۴. نوآوری در فناوری‌های باتری

• توسعه مواد شیمیایی جایگزین، مانند:
  • باتری‌های سدیم-یون: مواد فراوان و کم‌هزینه، اما با چگالی انرژی کمتر.
  • باتری‌های حالت جامد: پتانسیل کاهش وابستگی به کبالت و نیکل.

۵. ذخیره‌سازی استراتژیک

• دولت‌ها و صنایع برای کاهش اختلالات عرضه، ذخایری از مواد معدنی حیاتی ایجاد می‌کنند.

 

چشم انداز بازار مواد معدنی باتری

انتظار می‌رود کسری عرضه مواد معدنی باتری طی دهه آینده، ناشی از رشد تصاعدی تقاضا و چالش‌های ساختاری عرضه، ادامه یابد. مقابله با این موضوع نیازمند تلاش هماهنگ بین دولت‌ها، صنایع و نوآوران برای گسترش معدنکاری، افزایش بازیافت و توسعه فناوری‌های نسل بعدی خواهد بود.

عدم موفقیت در کاهش کسری می‌تواند گذار انرژی را کند کرده و منجر به افزایش هزینه‌ها برای خودروهای الکتریکی و فناوری‌های تجدیدپذیر شود و به طور بالقوه اهداف آب و هوایی جهانی را متوقف کند.

چشم انداز (پیش‌بینی ۲۰۲۴-۲۰۳۴)

روندهای کوتاه‌مدت (۲۰۲۴-۲۰۲۷):

کسری عرضه مداوم، به ویژه برای لیتیوم و کبالت.

نوسانات قیمت و مانورهای ژئوپلیتیکی بر بازار غالب است.

روندهای میان‌مدت (۲۰۲۸-۲۰۳۱):

افزایش تولید از پروژه‌های معدنکاری که به تازگی به بهره‌برداری رسیده‌اند.

بازیافت سهم قابل توجه‌تری از عرضه را به خود اختصاص می‌دهد.