Råvaror till batterier: Li-tillgångar – del II

Under hösten 2015 skrev vi om litiumtillgångar; var fyndigheterna finns och vilka applikationer som litium används i. Frågan var om det finns tillräckligt med litium för våra framtida behov, eller om litium är vår tids ‘guld’.

Strax innan jul i fjol publicerade även SP Angel en rapport i ämnet – Lithium Market Overview. Rapporten går att ladda ner här [1]. Och så har Financial Times intervjuat litiumproducenter.

Vad säger då litiumproducenterna?

En fråga som analytiker undrar över är hur fordonstillverkarna säkrar upp tillgången på litium. Och företaget i fokus är givetvis Tesla och hur de säkerställer produktionskapaciteten för Gigafactory. Men fordonstillverkarna i all ära, men vad säger litiumproducenterna?

Benchmark Mineral Intelligence menar att det är tillgången på råmaterial som kommer vara den, eller en av de mest betydande utmaningar som Gigafactory och andra cell- och fordonstillverkare står inför [2]. De menar att just tillgången av litium är den svagaste länken i leverantörskedjan och som oftast cell- och fordonstillverkarna inte har kontroll över.

Under 2014 försökte Tesla investera i Simbol Materials (ett Kalifornien-baserat företag), men nu verkar Tesla övergivit investeringsplanerna. Tesla försöker istället att leva på sitt namn och rykte för att få till stånd ‘contingent contracts’ med gruvbolag som är nya i litium-branschen. Ofta är dessa kontrakt till mycket låga priser som är svåra att uppnå även för etablerade litium-leverantörer. Joe Lowry, från Global Lithium, är mycket skeptisk till detta förfarande [2]. Lowry tror att Tesla kommer att få betala de höga marknadspriserna som råder åtminstone till slutet av 2010-talet. Det bör nämnas att Lowry tidigare jobbat på FMC Lithium, en av de största Li-producenterna…

Hittills är det två tillverkare som sagt att de ska leverera litium till Tesla, men ingen av dessa kommer att kunna leverera de mängder som Tesla behöver fram till 2020. Elon Musk har tidigare sagt att Tesla ska använda litium från Nevada. Antagligen var detta ett argument för att få det stora finansiella bidrag Tesla fick av staten Nevada för att bygga Gigafactory.

Varken FMC Lithium, Albemarle/Rockwood eller SQM har varit intresserade av att sälja till det pris Tesla kräver. Financial Times har frågat dessa tre om deras planer med att leverera till Tesla: FMC Lithium säger att de för diskussioner med flera ledande elbilstillverkare, inklusive Tesla, Albemarle vill inte kommentera och SQM svarar inte ens på frågan.

Pure Energy Minerals sa i september i fjol att de signerat ett avtal som ‘potentiell leverantör’ till Tesla [3]. Tanken var att leverera Li-material baserat på fyndigheter i Nevada, från samma källa som Albemarle använder sig av. Vidare säger Pure Energy Minerals att avtalet med Tesla är med ett förutbestämt pris, vilket är lägre än marknadspriset just nu.

Som vi skrev om tidigare annonserade Bacanora Minerals att skulle leverera råmaterial till Tesla baserat på deras planerade litiumgruva i Mexico [4]. I november i fjol genomförde Bacanora en nyemission och fick då ca. £8,8 M som ska användas för gruvprojektet i Mexico [5]. Dock kommer första fasen av produktionen från gruvan inte starta förrän under första halvan av 2018…

Råmaterial

Utgångsmaterialet för att tillverka material för Li-jonbatterier utgår antingen från litiumkarbonat (Li2CO3) eller litiumhydroxid (LiOH); man utgår inte från metalliskt litium mer än i de fall när anoden utgörs av metalliskt litium.

Knappt hälften (48%) av de litiumföreningar som produceras är Li2CO3, 16% är LiOH. Övriga föreningar är litiumbromid, litiumklorid och andra Li-mineral. Förutom till batterier används Li2CO3 till glaser, porslin och cement, och LiOH används till smörjmedel och cement. Ungefär en tredjedel av det globala behovet av litium står batterier för – både engångsbatterier och uppladdningsbara Li-jonbatterier, enligt SP Angel. [1]

Beroende på vilka aktiva material som finns inne i battericellerna utgår man från antingen Li2CO3 eller LiOH. Alla celler för mobila konsumentprodukter (telefoner, läsplattor, m.m.) är baserade på Li2CO3. För fordonsceller är det framför allt LiOH som är källan till litium i katodmaterialen NMC, NCA och LFP; dvs. celler för Tesla, Toyota och alla de tillverkare som använder LG Chems celler, m.fl. [6].

Årligen behöver Tesla ca. 24.000 ton LiOH. Totalt är marknaden för LiOH lite drygt det dubbla (ca. 50.000 ton). Det enda bolag i US som tillverkar LiOH är Albemarle och från dess gruva Silver Peak; en gruva ca. 3,5 timmars bilfärd från Gigafactory. Från denna gruva producerades 2013 ca. 870 ton LiOH. [2]

Priset för Li2CO3 var 2015 mellan 5-7.000 $/ton och för LiOH var 6-10.000 $/ton, enligt Global Lithium [1].

SP Angel skriver i sin rapport att priset per kWh har gått ner med ca 14% från 2007 till 2014, och priset förutspås sjunka ytterligare och nå $150/kWh.

Kobolt

Det går inte att prata om råmaterial för Li-jonbatterier utan att nämna kobolt. Förra veckan presenterade Amnesty International sin rapport om brytning av kobolt-malm [7]. Det är främst gruvorna i Kongo som är under lupp. Kongo står för ungefär hälften av världens koboltproduktion. I små och trånga gruvor jobbar runt 40.000 barn enligt Unicef [8] till en lön på ca $2 per dag [9]. Enligt Amnesty dog över 80 barn bara i Kongo förra året som en direkt följd av det krävande och farliga arbetet i gruvorna [7].

Kongo är ett strategiskt mineral-land – man tror att det finns outnyttjade mineraler till ett värde på drygt 205 miljarder svenska kronor [10].

Katodmaterialet är den elektrod som oftast innehåller kobolt. I de celler som finns i våra mobiltelefoner utgör kobolt ca. 60 vikt% av katoden, medan i NMC-katoden som finns i bl.a. celler från LG Chem utgör kobolt ca. 10-20 vikt% (beroende på sammansättningen celltillverkaren valt) och i NCA-materialet som finns i de celler som Panasonic tillverkar till bl.a. Tesla utgör kobolt ca. 9 vikt%.

Det kan vara svårt att spåra var kobolten i våra batterier till telefoner och fordon kommer ifrån. Cell- och fordonstillverkarna borde kunna ställa krav på råvaruleverantörerna. Alternativt kan man som fordonstillverkare byta kemi. Ett koboltfritt Li-jonbatteri bygger oftast på järnbaserade material (t.ex. LFP eller LFS) – man förlorar i energitäthet men får bra effektprestanda och lägre säkerhetsrisker.

Att återvinna Li-jonbatterier har ett ekonomiskt värde så länge cellerna innehåller kobolt, och även nickel. Att återvinna batterier för att ta tillvara litium är i dagsläget inte ekonomiskt attraktivt. Men framtiden får visa vem som vinner att ‘vaska fram’ det bästa…

Egna kommentarer

Intressant att litiumproducenterna har uttalat sig för Financial Times. Känslan är att de sitter på triumfkorten i spelet om att sänka kostnaderna för Li-jonbatterierna till fordon.

Priset på batterier sjunker, i alla fall om man slår ut kostnaden per kWh. Efterfrågan ökar, materialen tillverkas på billigare sätt, tillverkare pressar priserna, avskrivningarna i produktionsanläggningarna gör genomslag, osv. Frågan jag själv ställer mig är om priset verkligen sjunker eller om det är en konsekvens av att vi ser ett skifte från celler optimerade för HEV till celler optimerade för BEV.

Utmaningen för batteritillverkare torde vara att hitta material som är fördelaktigt både för plånboken, miljön, användaren och för samvetet.

Litium fortsätter sin bana mot ‘guld’ – så nästa gång ni ‘drar väster’ ut för att vaska guld så är det Nevada som verkar gälla…

Referenser

[1] SP Angel. Report. länk (pdf)

[2] Tesla in stand-off over lithium supply. FT. 15 dec 2015. länk (sub.)

[3] Pure Energy Minerals Ltd. Announces Lithium Supply Agreement. länk

[4]What’s going on with Tesla’s new lithium supply deal? [UPDATE]. 1 sep 2015. länk

[5] BACANORA ANNOUNCES $17.8 MILLION RAISED TO ADVANCE SONORA LITHIUM PROJECT.16 nov 2015. länk (pdf)

[6] Nemaska Lithium. länk

[7] DEMOCRATIC REPUBLIC OF THE CONGO : ”THIS IS WHAT WE DIE FOR”: HUMAN RIGHTS ABUSES IN THE DEMOCRATIC REPUBLIC OF THE CONGO POWER THE GLOBAL TRADE IN COBALT. Amnesty. länk

[8] In DR Congo, UNICEF supports efforts to help child labourers return to school. Unicef. länk

[9] Amnesty International report: Children mine cobalt used in gadget batteries. Ars Technica. länk

[10] UNEP Study Confirms DR Congo’s Potential as Environmental Powerhouse but Warns of Critical Threats. länk