Een nieuwe analyse door onderzoekers bij MIT en elders wijst erop dat er voor de nabije toekomst geen beperkingen zullen zijn voor de productie van batterijen door tekorten aan de kritieke metalen die ze nodig hebben. Maar zonder goede planning kunnen er op de korte termijn knelpunten ontstaan in de levering van sommige metalen, met name lithium en kobalt, die tijdelijke vertragingen in de productie kunnen veroorzaken.
Olivetti, die de assistent-professor van de Atlantische Oceaan Richfield van Energy Studies is, zegt dat de redacteurs van het nieuwe tijdschrift haar vragen om mogelijke bronnen te beperken, omdat de productie van batterijen wereldwijd toeneemt. Om dit te doen concentreerde Olivetti en haar team op vijf van de meest essentiële ingrediënten die nodig zijn om de lithium-ion batterijen van vandaag te produceren: lithium, kobalt, mangaan, nikkel en koolstof in de vorm van grafiet. Andere belangrijke ingrediënten, zoals koper, aluminium en sommige polymeren die als membranen worden gebruikt, worden beschouwd als voldoende genoeg om geen beperkende factor te zijn.
Lithium en kobalt
Van deze vijf materialen was het snel duidelijk dat nikkel en mangaan veel meer gebruikt worden in andere industrieën; De batterijproductie, zelfs als het aanzienlijk toeneemt, is “niet een belangrijk deel van de taart”, zegt Olivetti, zodat nikkel- en mangaanvoorraden waarschijnlijk niet zullen worden beïnvloed. Uiteindelijk kunnen de belangrijkste materialen waarvan de aanvoerlijnen beperkt zijn, lithium en kobalt zijn, zegt ze.
Bronnen
Voor deze twee elementen keek het team naar de diversiteit van de aanbodmogelijkheden in termen van geografische distributie, productiefaciliteiten en andere factoren. Voor lithium zijn er twee hoofdroutes voor de productie: mijnbouw en verwerking van pekelkolen. Van deze kan de productie van pekelwater worden opgeschroefd om de vraag snel te kunnen volgen, binnen zes of acht maanden, in vergelijking met het opbrengen van een nieuwe ondergrondse mijn in productie, aldus Olivetti. Hoewel er nog storingen kunnen ontstaan in het aanbod van lithium, zegt ze, dat dit onwaarschijnlijk de batterijproductie ernstig zal verstoren.
Kobalt is een beetje complexer. De belangrijkste bron is de Democratische Republiek Congo, die een geschiedenis heeft van gewelddadig conflict en corruptie. ‘Dat is een uitdaging geweest,’ zegt Olivetti. Kobalt wordt typisch geproduceerd als een bijproduct van andere mijnactiviteit. “De inkomsten komen vaak uit nikkel, en kobalt is een secundair product,” zegt ze.
Maar de belangrijkste mogelijke oorzaak van vertragingen bij het verkrijgen van nieuwe benodigdheden van het mineraal komt vanwege zijn geografische distributie, maar de feitelijke winning.
“Met enige vertraging is in staat om nieuwe mijnen te openen. Zo is het materiaal er, maar de vraag is tegen welke prijs. Onderzoekers proberen te kijken naar kathodematerialen [voor lithium-ion batterijen] die minder kobalt afhankelijk zijn.”
Studie
De studie bleek van de komende 15 jaar uit te gaan en binnen dit tijdschema zegt Olivetti dat er potentieel enkele knelpunten in de toeleveringsketen zijn, maar geen ernstige obstakels om aan de stijgende vraag te voldoen. Toch zegt ze: ‘het is belangrijk voor belanghebbenden om zich bewust te zijn van de knelpunten’, omdat onvoorziene voorraadstoringen sommige bedrijven uit het bedrijfsleven zouden kunnen zetten. Bedrijven moeten nadenken over alternatieve bronnen en ‘weten waar en wanneer om geen paniek te zaaien’.
En door te begrijpen welke materialen het meest onderhevig zijn aan ontwrichting, kunnen onderzoeksaanwijzingen begeleiden bij het bepalen van ‘waar zetten we onze ontwikkelingsinspanningen in. Het is logisch om te denken aan kathoden die minder kobalt gebruiken’.