Vật liệu pin đến từ đâu?

Có nhiều vật liệu phổ biến để chế tạo pin như sắt, những vật liệu đó có nguồn gốc từ nơi sản xuất pin tại địa phương. Hầu hết pin trên thế giới đều được sản xuất tại Trung Quốc. Vì vậy, hầu hết nguyên liệu đều có nguồn gốc từ Trung Quốc. Trung Quốc cũng có khá nhiều lithium, một trong những khoáng chất khan hiếm nhất để sản xuất pin. Tuy nhiên, hầu hết lithium đến từ Australia và Chile. Hơn 80% sản lượng lithium toàn cầu đến từ Úc, Chile và Argentina.

Nhu cầu cũ về vật liệu làm pin lithium ion năm 2016 chỉ bằng 5% nhu cầu pin EV năm 2022. Năm 2016, nhu cầu là 31 GWh nhưng năm 2022 là khoảng 600 GWh (Gigawatt giờ).

Cobalt và Nickel đang bị giảm đáng kể hoặc bị loại bỏ hoàn toàn khỏi nhiều loại pin.

Khi xem xét việc tăng quy mô lithium lên 10 lần (20 lần để tăng nhu cầu nhưng giảm một nửa để có hiệu suất mật độ năng lượng cao hơn), chúng tôi nhận thấy nhu cầu về lithium là khoảng 50,000 tấn vào năm 2022. Nếu pin lithium có quy mô lên tới 6 TWh mỗi năm thì con số này sẽ tăng gấp 10 lần nữa tăng lên khoảng 500,000 tấn/năm. Ngoài 6 TWh/năm, người ta thường tin rằng cần có một số loại pin không phải lithium và ứng cử viên có khả năng nhất là pin ion natri.

Hiện nay, quy mô Graphite có khả năng là 700,000 tấn mỗi năm và tăng lên 7 triệu tấn mỗi năm cho kịch bản 6 TWh/năm.

Chất bạch kim

Cobalt tập trung nhiều ở một số quốc gia. Từ năm 2014 đến năm 2016, trung bình 53% sản lượng coban khai thác toàn cầu đến từ Cộng hòa Dân chủ Congo (DRC), trong khi trung bình 47% sản lượng tinh chế coban toàn cầu diễn ra ở Trung Quốc.

Mangan

Hơn 60% mangan được khai thác ở Nam Phi, Trung Quốc và Úc (USGS 2018).

Nickel
Niken là một khoáng chất khan hiếm khác cung cấp cho khoảng 30% pin trên thế giới. Các nhà cung cấp niken lớn nhất là Indonesia và sau đó là Philippines.

than chì

Than chì cũng là một khoáng chất quan trọng. Các quốc gia sản xuất than chì là Trung Quốc, sau đó là Brazil và Mozambique. Cho đến nay, Trung Quốc là nguồn cung cấp than chì chất lượng cao với khoảng 80% thị phần toàn cầu hiện nay. Trung Quốc sản xuất khoảng 820,000 tấn than chì mỗi năm. Trung Quốc thống trị cả việc khai thác than chì và nâng cấp vật liệu carbon này thành than chì hình cầu có lớp phủ được đóng gói vào cực dương của pin lithium-ion.

Mercedes EQS EV được sản xuất tại Alabama cần khoảng 250 pound than chì cho mỗi cục pin 107.8 kilowatt giờ. Dòng Tesla Model 3 tiêu chuẩn cần khoảng 120 lb than chì cho pin 60 kWh và những chiếc SUV cỡ lớn như GMC Hummer cần khoảng 500 lb thành phần cực dương này. Tesla cần khoảng 2 lbs than chì cho mỗi kWh pin. Tesla sẽ sử dụng 150 GWh pin cho các sản phẩm của mình vào năm 2022 và do đó có thể cần 150,000 tấn than chì vào năm 2022 (300 triệu lbs).

Đạo luật Giảm lạm phát cung cấp cho các công ty sản xuất vật liệu pin lithium-ion ở Mỹ khoản tín dụng thuế bằng 10% chi phí sản xuất. Khoản tín dụng này bắt đầu giảm dần 25% mỗi năm bắt đầu từ năm 2030. Đạo luật Giảm lạm phát cũng cung cấp khoản tín dụng thuế thứ hai bằng 10% chi phí phát sinh liên quan đến việc sản xuất than chì 99.9% ở Hoa Kỳ. Khoản tín dụng này không có ngày hoàng hôn.

Đến năm 2030, pin có thể sẽ cần nhiều hơn Gấp 5 lần tổng số than chì được khai thác vào năm 2021.

Theo các chuyên gia chuỗi cung ứng pin lithium-ion toàn cầu tại Benchmark Mineral Intelligence, một siêu nhà máy có khả năng sản xuất bộ lưu trữ pin 30 gigawatt giờ mỗi năm cần khoảng 33,000 tấn than chì mỗi năm.

Khi bạn ngoại suy điều này cho hơn 300 gigafactory đang được xây dựng hoặc đang chuẩn bị xây dựng, con số này tương đương với tới 9.9 triệu tấn than chì mỗi năm để cung cấp cho tất cả các nhà máy sản xuất pin lithium-ion này hoạt động hết công suất. Sử dụng quy tắc 70-70 – một thước đo thực tế hơn rằng 70% các nhà máy sản xuất pin này đi vào sản xuất với công suất thiết kế trung bình là 70% – ngành pin lithium toàn cầu sẽ cần khoảng 4.9 triệu tấn than chì mỗi năm.