Arkiv / Teknik

Utvecklingen av globala leveranskedjor till elfordonsbatterier

Creative commons license

Marknaden för elfordonsbatterier växer stadigt. Detta styrs av lagkrav, sjunkande priser på batterier och ökade stordriftsfördelar. Men det finns också faktorer som potentiellt kan bromsa utvecklingen.

Vilka hinder och problem skulle kunna bromsa övergången till eldrift? En färsk rapport från International Energy Agency IEA [1] analyserar leverantörskedjor för elfordonsbatterier. Den beskriver en historiskt snabb utveckling, men också flera möjliga bromsklossar framöver.

Det är långa ledtider för att etablera gruvor och annat som krävs för att öka försörjningen av mineraler till batterier. Samtidigt ökar efterfrågan av dessa mineral även från andra sektorer. Detta skulle kunna innebära att priset för viktiga mineral kan öka framöver.

Prisökningar på senare år

Från 2019 till 2022 ökade priset på kobolt och nickel med 100-200 procent. Kostnaden för litium har nästan tiodubblats under samma period.

Om priset för viktiga batterimetaller ligger kvar på samma nivå under resten av året som under årets första tre månaders bedömer IEA att batteripackpriserna kan öka med 15 procent. Nuvarande priser beror delvis på pandemi och Rysslands invasionkrig. Men exemplet visar vilken roll som prisökningar på viktiga råvaror kan spela.

Fåtal aktörer dominerar

Även geopolitiska aspekter kan påverka pris eller tillgång framöver. Kina utvinner exempelvis 80 procent av dagens grafit till batterier, förädlar 35-70 procent av litium, nickel, kobolt och grafit till fordonsbatterier, tillverkar 70-80 procent av katod- och anodkomponenterna och 75 procent av battericellerna. Hälften av världens elfordon tillverkas i Kina.

Andra viktiga länder för delar av batterikedjan är Ryssland, Taiwan, Kongo – alla med potential att skapa marknadsmässig oro.

Ett fåtal marknadsaktörer dominerar stort. De tre största företagen står för vardera 30-35 procent av utvinningen av batterimetaller, 30-40 procent av cellkomponenterna och 65 procent av battericellerna, samt producerar 35 procent av elfordonen.

Politiska ambitioner för att öka försörjningstryggheten

Många viktiga länder vill möta denna utveckling genom att stödja marknadsdiversifiering, och gärna en inhemsk industri. IEA ger sju exempel.

Australien lanserade hösten 2021 lån och fonder motsvarande 4-5 md USD till utveckling av teknik och investering i batterimineralindustrin.

Kanada har avsatt motsvarande 3 md USD i investeringsstöd till aktörer i leverantörskedjan och 30-procentiga skattelättnader för utvinningsindustrin.

Chile har inlett ett auktionsförfarande för rätten att prospektera litium under 7 år och utvinna under 20 år. Utlysningen motsvarar 400 000 ton litium, motsvarande fem gånger den totala produktionen under 2021.

Den kinesiska ledningen presenterade i december förra året en femårsplan för att utveckla industrin för råmaterial. Man säger sig vilja satsa på forskning och teknisk innovation för nyckelmaterial och effektivare och mer miljöanpassad utvinning. Man ska också utveckla storskalig återvinning av batterimaterial.

EU presenterade en strategi för kritiska råvaror i slutet av 2021. Den fokuserar på att öka produktionen och investeringar i raffinering, mer återvinning och ökad återcirkulation av material. En fond för investeringar i råmaterialindustrin har annonserats till 2022.

Indonesien försöker skydda sin dominerande ställning som nickelproducent.  Man har infört förbud att exportera nickelmalm och skatter på export av produkter som innehåller mindre än 70 procent nickel i ett försök att öka förädlingsgraden inom landet.

I USA åberopades en lag om produkter till försvarsindustrin i början av detta år för att kraftigt öka den inhemska produktionen av batterikritiska material. Det senaste året har man också öppnat flera fonder och finansieringsprogram för denna industri.

Effekter av prisökningar

IEA presenterar ett scenario till 2030 som kallas Constrained Chemistry Case och jämför med en basprognos. I scenariot bedöms industrins val av katodkemi till batterier för lätta fordon om priserna på katodmaterial fortsätter ligga högt under längre tid.

IEA tror att andelen LFP-batterier då skulle kunna fördubblas från cirka 30 till 60 procent till 2030. Minskar i motsvarande grad gör NMC- och NCA-katoder med nickel och mangan. Behovet av dessa ämnen till batterier i lätta fordon blir 10-20 procent lägre än i basprognosen. Litiumbehovet är däremot i stort sett detsamma och minskar först efter 2030 med ökad användning av natriumjon-batterier och fastfasbatterier.

Kommer utbudet kunna möta efterfrågan?

IEA har också bedömt utvecklingen mer övergripande utifrån sitt Stated Policies Scenario som används även deras årliga energirapport. Scenariot beskriver utvecklingen hos de globala energimarknaderna av de klimat- och energiåtgärder som hittills beslutats. Scenariot används i deras batterirapport för att bedöma det sannolika behovet av batterier till vägfordon år 2030 utifrån dagens fastlagda klimatpolitik.

Ytterligare ett politikbaserat scenario som IEA presenterar i rapporten är Announced Pledges Scenario. Där ingår – utöver redan fattade beslut – även politiska målsättningar på klimatområdet som (ännu) inte har lagts fast i lag eller motsvarande.

Slutligen, som ett målbaserat klimatscenario, har IEA också bedömt batteriutvecklingen med Net Zero Emissions by 2050 Scenario (Net Zero Scenario). Där beskrivs energimarknaderna vid ett läge där världen ställer om för att nå nettonoll i global klimatpåverkan i linje med 1,5 gradersmålet.

Om dagens planerade investeringar i gruv- och batteribransch genomförs kommer det med knapp marginal räcka till för att producera de kritiska metaller som krävs för elektrifiera till 2030 i linje med hittills fattade beslut (Stated Policies Scenario). Redan detta förutsätter många nya anläggningar i utvinning, katod- och anodfabriker, gigafactories och elfordonsfabriker.

Om dessutom aviserade, men ännu inte fastlagda, klimatbeslut blir verklighet (Announced Pledges Scenario) krävs ytterligare flera tiotals anläggningar för att utvinna bland annat litium och nickel. Det bedöms vara möjligt med tanke på ledtider, men på gränsen till praktiskt genomförbart.

I scenariot Net Zero Scenario för klimatneutralitet krävs betydligt högre investeringstakt. Fram till 2030 krävs exempelvis en 30 procentigt ökad produktion av litium årligen, 11 procent ökning av nickel och 9 procent av kobolt. Som jämförelse var ökningstakten de senaste fem åren 6, 5 respektive 8 procent. Med detta scenariot är det inte möjligt att enbart öka produktionskapacitet. Nuvarande trend med allt större batterier i bilar behöver brytas och mer materialsnåla batterikemier behöver ta marknadsandelar. Trots detta bedöms det vara svårt att hinna öka produktionstakten för litium snabbt nog för att möjliggöra det genomslag av batterifordon till 2030 som krävs för att nå det globala klimatmålet.

Några slutsatser: Försörjningen av mineral till batterier kommer växa mycket kraftigt. Men ledtiderna gör det ändå svårt att försörja världen med tillräckliga mängder mineral för 1,5-gradersmålet. Nya tekniker behövs. Rapporten nämner även mineralsnåla batterikemier, effektivare metoder för att utvinna litium och kobolt och uppgradera nickel, samt ökad utvinning av material från gruvavfall.

Egen kommentar

En klimatpolitik mot verkliga nollutsläpp 2045 verkar bli svårt enbart med dagens batteritekniker.

Rapporten innehåller många fakta om materialbehov och trender för den som vill fördjupa sig.

[1] Global supply chains of EV batteries (pdf)  IEA Publications July 2022