W bateriach występuje wiele powszechnych materiałów, takich jak żelazo. Materiały te pochodzą lokalnie z miejsca, w którym produkowane są baterie. Większość baterii na świecie jest produkowana w Chinach. Dlatego większość materiałów będzie pochodzić z Chin. Chiny mają również sporo litu, który jest jednym z najrzadszych minerałów stosowanych w akumulatorach. Jednak większość litu pochodzi z Australii i Chile. Ponad 80% światowej produkcji litu pochodzi z Australii, Chile i Argentyny.
Dawne zapotrzebowanie na materiały do akumulatorów litowo-jonowych w 2016 r. wynosi zaledwie 5% zapotrzebowania na akumulatory EV w 2022 r. W 2016 r. zapotrzebowanie wynosiło 31 GWh, ale w 2022 r. będzie to już około 600 GWh (gigawatogodzin).
Kobalt i nikiel są albo znacznie redukowane, albo całkowicie eliminowane z wielu akumulatorów.
Biorąc pod uwagę 10-krotne zwiększenie zapotrzebowania na lit (20-krotne w przypadku wzrostu zapotrzebowania, ale zmniejszenie o połowę w celu większej efektywności gęstości energetycznej), w 50,000 r. osiągniemy około 2022 6 ton zapotrzebowania na lit. Jeśli produkcja baterii litowych wzrośnie do 10 TWh rocznie, będzie to kolejne 500,000-krotne zwiększenie zapotrzebowania na lit. wzrosnąć do około 6 XNUMX ton rocznie. Powszechnie uważa się, że powyżej XNUMX TWh/rok potrzebna jest pewna ilość akumulatorów innych niż litowe, a najbardziej prawdopodobnym kandydatem są akumulatory sodowo-jonowe.
Skalowanie grafitu wynosi obecnie prawdopodobnie 700,000 7 ton rocznie, a w scenariuszu 6 TWh/rok jego produkcja wzrośnie do XNUMX milionów ton rocznie.
Kobalt
Kobalt jest silnie skoncentrowany w kilku krajach. W latach 2014–2016 średnio 53% światowej produkcji kobaltu wydobywanego pochodziło z Demokratycznej Republiki Konga (DRK), podczas gdy średnio 47% światowej rafinacji kobaltu miało miejsce w Chinach.
Mangan
Ponad 60% manganu wydobywa się w Republice Południowej Afryki, Chinach i Australii (USGS 2018).
Nikiel
Nikiel to kolejny rzadki minerał występujący w około 30% baterii na świecie. Największymi dostawcami niklu są Indonezja, a następnie Filipiny.
grafit
Grafit jest również ważnym minerałem. Kraje, w których występuje grafit, to Chiny, a następnie Brazylia i Mozambik. Chiny są zdecydowanie dominującym źródłem wysokiej jakości grafitu z około 80% obecnego udziału w rynku światowym. Chiny produkowały około 820,000 XNUMX ton grafitu rocznie. Chiny dominują zarówno w wydobyciu grafitu, jak i uszlachetnianiu tego materiału węglowego do postaci powlekanego grafitu sferycznego, który jest pakowany w anody akumulatorów litowo-jonowych.
Produkcja Mercedesa EQS EV odbywa się w r Alabama potrzebuje około 250 funtów grafitu na każdą baterię o pojemności 107.8 kilowatogodzin. Standardowa Tesla Model 3, która potrzebuje około 120 funtów grafitu do swojej baterii o pojemności 60 kWh, oraz pełnowymiarowe SUV-y, takie jak GMC Hummer, które wymagają około 500 funtów tego składnika anody. Tesla potrzebuje około 2 funtów grafitu na kWh baterii. Tesla zużyje w swoich produktach 150 GWh akumulatorów w 2022 r., co oznacza, że w 150,000 r. prawdopodobnie będzie potrzebować 2022 300 ton grafitu (XNUMX mln funtów).
Ustawa o obniżkach inflacji przyznaje firmom produkującym materiały do akumulatorów litowo-jonowych w USA ulgę podatkową w wysokości 10% kosztów produkcji. Ulga ta zacznie zanikać o 25% rocznie, począwszy od 2030 r. Ustawa o obniżeniu inflacji przewiduje również drugą ulgę podatkową w wysokości 10% kosztów poniesionych w związku z produkcją 99.9% grafitu w USA. Ulga ta nie ma charakteru data zachodu słońca.
Do 2030 r. baterie będą prawdopodobnie potrzebować więcej niż 5-krotność całego grafitu wydobytego w 2021 r.
Według globalnych ekspertów ds. łańcucha dostaw akumulatorów litowo-jonowych z Benchmark Mineral Intelligence megafabryka zdolna do wyprodukowania 30 gigawatogodzin akumulatorów rocznie potrzebuje około 33,000 XNUMX ton grafitu rocznie.
Jeśli ekstrapolować to na ponad 300 gigafabryk, które są w budowie lub są w przygotowaniu, daje to do 9.9 miliona ton metrycznych grafitu rocznie, aby zasilić wszystkie fabryki akumulatorów litowo-jonowych pracujące z pełną wydajnością. Stosując regułę 70-70 – bardziej realistyczną miarę, zgodnie z którą 70% tych fabryk akumulatorów rozpoczyna produkcję przy średnio 70% projektowej wydajności – światowy sektor akumulatorów litowych potrzebowałby około 4.9 miliona ton metrycznych grafitu rocznie.
Brian Wang jest liderem myśli futurystycznej i popularnym blogerem naukowym z milionem czytelników miesięcznie. Jego blog Nextbigfuture.com zajmuje pierwsze miejsce w rankingu Science News Blog. Obejmuje wiele przełomowych technologii i trendów, w tym przestrzeń kosmiczną, robotykę, sztuczną inteligencję, medycynę, biotechnologię przeciwstarzeniową i nanotechnologię.
Znany z identyfikowania najnowocześniejszych technologii, obecnie jest współzałożycielem startupu i fundraiserem dla firm o wysokim potencjale we wczesnej fazie rozwoju. Pełni funkcję Szefa Działu Badań Alokacji dla inwestycji w głębokie technologie oraz Anioła Inwestora w Space Angels.
Częsty mówca w korporacjach, mówca TEDx, mówca Singularity University i gościnnie w licznych wywiadach dla radia i podcastów. Jest otwarty na wystąpienia publiczne i doradzanie.
