Επικαιρότητα Κόσμος

Γιατί η Κίνα «ελέγχει» την ηλεκτροκίνηση και την παραγωγή μπαταριών

Το ισχυρό όπλο της Κίνας στον τομέα της ηλεκτροκίνησης κρύβεται στο γεγονός ότι αυτή τη στιγμή η χώρα ελέγχει το μεγαλύτερο ποσοστό των παγκόσμιων αποθεμάτων κοβαλτίου, του αναγκαίου σήμερα συστατικού των σύγχρονων μπαταριών που κινούν τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα. Και, ταυτόχρονα, ένα μεγάλο τμήμα της εφοδιαστικής του αλυσίδας.

Τα τελευταία δύο χρόνια, το κοβάλτιο έχει αναδειχθεί - και μάλιστα δικαίως - ως ένα από τα πιο «καυτά» προϊόντα που σχετίζονται άμεσα με την επανάσταση που συντελείται στην παραγωγή ηλεκτρικών οχημάτων. Το αργυρόχρωμο αυτό μέταλλο, το οποίο αποτελεί αυτή τη στιγμή ένα πολύ σημαντικό συστατικό για τη «γέννηση» των μπαταριών ιόντων λιθίου, έχει υπερδιπλασιάσει την τιμή του τα τελευταία χρόνια (από 19.000 € για κάθε μετρικό τόνο το 2013 σε σχεδόν 49.000 € σήμερα), προφανώς λόγω της αυξανόμενης ζήτησης, κάνοντας τους κατασκευαστές αλλά και όλους τους τεχνολογικούς γίγαντες ανά τον κόσμο, να επιδίδονται με θέρμη στην εξασφάλισή του ούτως ώστε να εγγυηθούν των μελλοντικών τους αναγκών.

Παράλληλα, η εστίαση στο συγκεκριμένα μέταλλο έδωσε έμφαση και στην εφοδιαστική του αλυσίδα, και συγκεκριμένα στο «δρόμο» που ακολουθεί το κοβάλτιο από την πηγή - κυρίως από τη Λαϊκή Δημοκρατία του Κονγκό αλλά και από χώρες, όπως ο Καναδάς και η Αυστραλία - σε εταιρείες, όπως η Samsung, η LG Chem και η Panasonic.

Αυτή λοιπόν η αλυσίδα, τόσο στην πηγή της, όσο και στα ενδιάμεσα στάδια επεξεργασίας, κυριαρχείται από κινεζικές εταιρείες.

Ας πάρουμε όμως τα πράγματα με τη σειρά. Πολλές από τις κορυφαίες εταιρείες που εξορύσσουν κοβάλτιο, όπως η Glencore Plc και η Vale SA, είναι γνωστές. Το ίδιο γνωστές, επίσης, στο άλλο άκρο του αλυσίδας, είναι οι εταιρείες τεχνολογίας, καθώς φυσικά και οι αυτοκινητοβιομηχανίες που αγοράζουν από αυτές τις «έτοιμες» μπαταρίες. Μεταξύ αυτών, όμως, υπάρχουν και εκείνες που επεξεργάζονται το μετάλλευμα κοβαλτίου για να παράγουν χημικά. Όπως το θειικό κοβάλτιο. Επίσης, υπάρχουν εταιρείες που συνδυάζουν αυτές τις χημικές ουσίες με άλλα μέταλλα, όπως το νικέλιο και το μαγγάνιο για να κατασκευάσουν το στοιχείο καθόδου μιας μπαταρίας ιόντων λιθίου. Και, τέλος, εταιρείες που συναρμολογούν τις καθόδους με άλλα εξαρτήματα προκειμένου να «γεννήσουν» τελικά τις μπαταρίες που κινούν τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα.

Ενώ υπάρχουν ελάχιστες εξορύξεις κοβαλτίου στην ίδια την Κίνα (1% της συνολικής παγκόσμιας παραγωγής, σύμφωνα με τα στοιχεία του 2017), κινεζικές εταιρείες έχουν «αρπάξει» τον έλεγχο των ορυχείων κοβαλτίου τα τελευταία χρόνια. Και ιδιαίτερα στη Λαϊκή Δημοκρατία του Κονγκό, τη μεγαλύτερη πηγή του συγκεκριμένου μετάλλου.

Στο Κονγκό - εκεί όπου η καταπάτηση των εργασιακών δικαιωμάτων είναι κάτι το σύνηθες, ενώ δε λείπουν οι αναφορές ανά τον κόσμο για φαινόμενα παιδικής εργασίας στο σύνολο της χώρας - υπάρχουν αυτή τη στιγμή επίσημα καταγεγραμμένα 14 στο σύνολο ορυχεία εξόρυξης κοβαλτίου. Από αυτά, τα 8 ελέγχονται από κινέζικες εταιρείες και το μεγαλύτερο όλων, από μία ελβετική. Συνολικά, η Κίνα ελέγχει μέσω δικών της εταιρειών το 45% του κοβαλτίου που εξορύσσεται στο Κονγκό.

Μετά την εξόρυξη του, το κοβάλτιο, πωλείται σε εταιρείες που το επεξεργάζονται. Αυτές δημιουργούν το μέταλλο κοβαλτίου και το κοβάλτιο σε σκόνη, τα οποία χρησιμοποιούνται ως επί το πλείστον για την κατασκευή κραμάτων που συναντάμε στις jet μηχανές αεριωθουμένων ή χημικών ουσιών ουσίες, όπως το θειικό κοβάλτιο, το οποίο βρίσκουμε στις μπαταρίες.

Η Κίνα είναι εξίσου ισχυρή - αν όχι κυρίαρχη - στην παραγωγή των εν λόγω χημικών ουσιών κοβαλτίου που απαιτούνται για την παραγωγή μπαταριών, και μάλιστα κατά πολύ περισσότερο από ό,τι είναι το Κονγκό στην εξόρυξη κοβαλτίου. Σύμφωνα με στοιχεία της Darton Commodities Ltd. που απεικονίζονται στο παρακάτω «ραβδόγραμμα», η Κίνα αντιπροσωπεύει αυτή τη στιγμή πάνω από το 80% της παραγωγής χημικών ουσιών κοβαλτίου.

Στο επόμενο στάδιο της επεξεργασίας, τα χημικά του κοβαλτίου τοποθετούνται «μαζί» με άλλα μέταλλα, όπως το μαγγάνιο και το αλουμίνιο, για να δημιουργηθούν οι κάθοδοι - το θετικά φορτισμένο μέρος μιας μπαταρίας. Επί του παρόντος, στη βιομηχανία ηλεκτρικών οχημάτων οι πιο δημοφιλείς είναι οι μπαταρίες nickel-manganese-cobalt oxide (NMC) που χρησιμοποιούνται στα περισσότερα ηλεκτρικά αυτοκίνητα. Από αυτές, το 57% για αυτόν τον τύπο καθόδου κατασκευάζονται στην Κίνα. Ωστόσο, η Tesla χρησιμοποιεί μπαταρίες nickel-cobalt-aluminium oxide (NCA), οι οποίες έχουν μικρότερο ποσοστό κοβαλτίου και συγκεκριμένα κοντά στο 10% σε αντίθεση με τις NMC όπου το κοβάλτιο ανέρχεται στο 20%. Κάθοδοι αυτού του τύπου κατασκευάζονται, σε μεγάλο βαθμό, στην Ιαπωνία. Από τη μεριά της η βιομηχανία ηλεκτρονικών ειδών ευρείας κατανάλωσης χρησιμοποιεί σε μεγάλο βαθμό μπαταρίες lithium-cobalt-oxide (LCO), οι οποίες περιέχουν την υψηλότερη αναλογία κοβαλτίου.

Ας δούμε που «μοιράζεται» η παραγωγή των ως μπαταριών και των τριών τύπων ανά χώρα.

Στο τελικό στάδιο, οι κάθοδοι συγκεντρώνονται μαζί με τα άλλα συστατικά στοιχεία μιας μπαταρίας για να φτιάξουν έναν «ολοκληρωμένο» και έτοιμο προς χρήση συσσωρευτή ενέργειας» ενός ηλεκτρικού αυτοκινήτου. Και εδώ η Κίνα έχει τον πρώτο λόγο σύμφωνα με την παρούσα κατάσταση, αλλά και την προβολή στο 2021.

H Tesla, ούσα η πρωτοπόρος εταιρεία στον τομέα της εξέλιξης και κατασκευής μπαταριών μαζί με τον Ιάπωνα συνεργάτη της, την Panasonic, έχουν αυτή τη στιγμή το προβάδισμα στο «ζήτημα του κοβαλτιού» έχοντας μειώσει σχεδόν κατά 60% την περιεκτικότητά του στους συσσωρευτές ενέργειας που χρησιμοποιούν τα τετράτροχα της εταιρείας του Elon Musk. Κατά μέσο όρο, κάθε συστοιχία μπαταριών ενός σύγχρονου Tesla περιέχει πλέον περί τα 4,5 κιλά κοβαλτίου, έναντι 11 κιλών που χρησιμοποιείτο για κάθε έναν το 2008.


* Το 2017, η ζήτηση κοβαλτίου στον τομέα των μπαταριών ανήλθε στις 102 GWh, με το 72% να εν λόγω υλικού να απορροφάται, όχι από την αυτοκινητοβιομηχανία, αλλά για την κατασκευή των συσσωρευτών ενέργειας για κινητά τηλέφωνα, laptops κοκ. Έως το 2026, όμως, χάρη στη ραγδαία άνοδο στη ζήτηση των ηλεκτρικών (και υβριδικών) αυτοκινήτων, ο συγκεκριμένος αριθμός αναμένεται να επταπλασιαστεί αγγίζοντας τις 709 GWh, σύμφωνα με τις εκτιμήσεις τις Benchmark Minerals Intelligence.


Γιατί είναι απαραίτητο το κοβάλτιο

Η ενέργεια στις μπαταρίες ιόντων λιθίου αποθηκεύεται στην κάθοδο, η οποία κατασκευάζεται με το σχηματισμό ενός σκελετού οξειδίου βασικού μετάλλου με ιόντα λιθίου ενσωματωμένα μέσα σε αυτόν. Τα βασικά μέταλλα που χρησιμοποιούνται στη χημεία καθόδου καθορίζουν τόσο το κόστος, όσο και την απόδοση της μπαταρίας. Το κοβάλτιο είναι - λοιπόν - ένα σχετικά σταθερό στοιχείο, με αγώγιμες και μη διαβρωτικές ιδιότητες υψηλής πυκνότητας και «σφικτή» μοριακή δομή, που το καθιστούν ιδανικό στην περίπτωση των μπαταριών που εξοπλίζουν τα EV’s - ακόμα και για λόγους ασφαλείας.

Για να αντιληφθεί κανείς την όλη διαδικασία, πρέπει να προσεγγίσει την αρχή λειτουργίας των μπαταριών ιόντων λιθίου. Όταν φορτίζεται μια τέτοια μπαταρία, τα ιόντα λιθίου περνούν από το ηλεκτρόδιο της θετικής καθόδου, μέσω μιας πολυμερικής μεμβράνης, στο αρνητικό ηλεκτρόδιο ανόδου. Κατά τη διάρκεια της εκφόρτισης, τα ιόντα λιθίου μετακινούνται πίσω από την άνοδο στην κάθοδο, ενώ κατά τη διαδικασία αυτή δίνουν ηλεκτρόνια στην άνοδο που «ταξιδεύουν» μέσω ενός εξωτερικού κυκλώματος για να τροφοδοτήσουν μια ηλεκτρονική συσκευή πριν επιστρέψουν μέσω του κυκλώματος στην κάθοδο.

Ο γραφίτης είναι το πιο συνηθισμένο υλικό ηλεκτροδίων ανόδου καθώς έχει μια διαταγμένη στρωματοποιημένη δομή που μπορεί να φιλοξενήσει και να αποθηκεύσει τα μικρά ιόντα λιθίου μεταξύ των στρωμάτων του. Επειδή όμως η τάση μιας μπαταρίας καθορίζεται από τη διαφορά στο ηλεκτροχημικό δυναμικό μεταξύ της καθόδου και της ανόδου, η κάθοδος πρέπει να είναι κατασκευασμένη από άλλο υλικό και εδώ η επιλογή του (βλ. κοβάλτιο) είναι αυτή που ελέγχει τα περισσότερα από τα χαρακτηριστικά απόδοσης της μπαταρίας ιόντων λιθίου.

Οι κατασκευαστές μπαταριών - με πρώτη την Panasonic - ήδη εργάζονται πάνω στην εξέλιξη συσσωρευτών που δεν θα χρησιμοποιούν κοβάλτιο. Εντούτοις, η εποχή που οι μπαταρίες των EV’s αλλά και εκείνες των ηλεκτρονικών συσκευών θα είναι cobalt-free, είναι ακόμα μακριά._Χ.Α.

Πηγές: Bloomberg.com, Darton Commodities Ltd, EO Browser/Sinergise Ltd., USGS Mineral Resources

Ποιος πιστεύετε πως θα είναι ο νικητής του Ράλλυ Ιταλίας-Σαρδηνίας, στις 8-11 Οκτωβρίου;

Επιλογές
Ψηφοφορία

Τιμές - Τεχνικά

 

Κατηγορία άρθρου