Το πρόβλημα με το λίθιο

Ο Elon Musk θέλει να το εξορύξει, η Κίνα ψάχνει για αυτό στο Θιβέτ, οι κατασκευαστές μπαταριών φωνάζουν γι' αυτό. Το λίθιο, το «θαυματουργό» μέταλλο στην καρδιά της παγκόσμιας στροφής προς τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα, βρίσκεται σε πλήρη κρίση. Η ζήτηση έχει ξεπεράσει την προσφορά, αυξάνοντας τις τιμές σχεδόν κατά 500% σε ένα χρόνο και εμποδίζοντας την πιο ελπιδοφόρα προσπάθεια σε παγκόσμιο επίπεδο να σταματήσει η υπερθέρμανση του πλανήτη.

Η έλλειψη λιθίου είναι τόσο έντονη που στην Κίνα, η οποία παράγει περίπου το 80% των μπαταριών ιόντων λιθίου στον κόσμο, η κυβέρνηση ώθησε τους προμηθευτές και τους κατασκευαστές να απαιτήσουν «ορθολογική επιστροφή» σε χαμηλότερες τιμές. Οι αναλυτές της Macquarie Group Ltd. προειδοποίησαν για «ένα διαρκές έλλειμμα», ενώ η Citigroup Inc. σχεδόν διπλασίασε την πρόβλεψή της για τις τιμές για το 2022, λέγοντας ότι μπορεί να έρθει ένα «ακραίο» ράλι τιμών.

Οι συνέπειες της αποτυχίας παραγωγής επαρκούς ποσότητας λιθίου είναι δυνητικά καταστροφικές. Οι παγκόσμιες επενδύσεις σε ηλεκτρικά οχήματα έχουν αυξηθεί ταχύτερα από οποιονδήποτε άλλο τομέα νέας μορφής ενέργειας τα τελευταία χρόνια, ξεπερνώντας ακόμη και την αιολική και την ηλιακή ενέργεια. Οι τρέχουσες τιμές σποτ για το λίθιο θα μπορούσαν να προσθέσουν έως και 1.000$ στο κόστος ενός νέου οχήματος, ανέφερε η Benchmark Mineral Intelligence.

Μαζί με τις υψηλότερες τιμές άλλων πρώτων υλών, αυτό αντιστρέφει χρόνια πτώσης των τιμών, καθώς τα ηλεκτρικά οχήματα προσπαθούν να γίνουν ανταγωνιστικά σε σχέση με το κόστος με τα βενζινοκίνητα αυτοκίνητα. Εάν οι κατασκευαστές μπαταριών δεν μπορούν να προμηθευτούν αρκετό λίθιο, αυτό θα περιόριζε την επέκταση των οχημάτων καθαρής ενέργειας, καθιστώντας δυσκολότερη την επίτευξη των παγκόσμιων στόχων για τη μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου.

«Φαίνεται ότι η επέκταση της προσφοράς δεν θα είναι αρκετά γρήγορη για να καλύψει τη ζήτηση» τα επόμενα τρία χρόνια, δήλωσε ο Cameron Perks, αναλυτής στο Benchmark. Οι κατασκευαστές ηλεκτρικών οχημάτων θα λέγαμε ότι «κοιμήθηκαν στο τιμόνι».

Η κρίση οδήγησε σε ένα χαρακτηριστικά ακραία tweet από τον Musk τον Απρίλιο. «Η τιμή του λιθίου έχει φτάσει σε τρελά επίπεδα!» ανάρτησε στο Twitter. «Η Tesla μπορεί πραγματικά να χρειαστεί να μπει απευθείας στην εξόρυξη και την επεξεργασία σε βιομηχανική κλίμακα, εκτός εάν βελτιωθεί το κόστος».

Η Tesla του Musk και οι κινεζικές αυτοκινητοβιομηχανίες BYD Co., XPeng Inc. και Li Auto Inc. έχουν ήδη αυξήσει τις τιμές τους, όπως και η Contemporary Amperex Technology Co. Ltd., η μεγαλύτερη εταιρεία παραγωγής μπαταριών για ηλεκτρικά οχήματα στον κόσμο. «Ο κλάδος αντιμετωπίζει πολύ ισχυρούς αντίθετους ανέμους όσον αφορά την κλιμάκωση του κόστους», δήλωσε ο Πρόεδρος του XPeng, Brian Gu, στο Bloomberg TV στα τέλη Μαρτίου.

Το ασημί-λευκό μέταλλο, το τρίτο πιο ελαφρύ στοιχείο μετά το υδρογόνο και το ήλιο, βρίσκεται σε μια άνευ προηγουμένου έκρηξη επειδή μια ύφεση το 2018-2020 που μείωσε κατά το ήμισυ την αξία του, προκάλεσε χρόνια υποεπένδυση σε νέες πηγές εφοδιασμού καθώς η ζήτηση ηλεκτρικών οχημάτων απογειωνόταν. Για τους κατασκευαστές μπαταριών, αυτά τα δεινά έχουν επιδεινωθεί από την πανδημία και τον πόλεμο της Ρωσίας στην Ουκρανία, που έχουν μπλοκάρει τις προμήθειες άλλων πρώτων υλών που χρειάζονται, όπως νικέλιο, γραφίτης και κοβάλτιο.

Ο περιορισμός της προσφοράς και οι υψηλότερες τιμές έχουν προκαλέσει μια αύξηση εξαγορών και κοινοπραξιών καθώς οι κατασκευαστές μπαταριών και οι αυτοκινητοβιομηχανίες προσπαθούν να εξασφαλίσουν επαρκή επίπεδα προμήθειας. Ήδη τον Ιούνιο, η Fitch Solutions δήλωσε ότι το λίθιο έχει γίνει ένα «στρατηγικό ορυκτό» και προειδοποίησε για «αυξανόμενη κυβερνητική παρέμβαση».

Τα ηλεκτρικά οχήματα και οι μπαταρίες άντλησαν επενδύσεις 271 δισ. δολαρίων και 7,9 δισ. δολαρίων αντίστοιχα το 2021, σύμφωνα με τον Kwasi Ampofo, επικεφαλής μετάλλων και εξόρυξης στο BloombergNEF. «Ο τομέας εξόρυξης που βρίσκεται όμως στην αρχή της αλυσίδας αξίας, από την άλλη πλευρά, προσέλκυσε σχετικά χαμηλές επενδύσεις τα τελευταία πέντε χρόνια», είπε.

Το λίθιο χρειάστηκε πολύ καιρό για να γίνει ευρέως χρησιμοποιούμενο υλικό. Ανακαλύφθηκε το 1817 από τον Σουηδό χημικό Johan August Arfwedson, και δεν παρήχθη σε ποσότητα έως ότου η κυβέρνηση των ΗΠΑ άρχισε να το αποθηκεύει για την κατασκευή βομβών υδρογόνου στα τέλη της δεκαετίας του 1950. Μετά τον Ψυχρό Πόλεμο, η παραγωγή μειώθηκε έως ότου το μέταλλο άρχισε να χρησιμοποιείται για χρήση σε ελαφρά κράματα, κυψέλες νομισμάτων και στη συνέχεια μπαταρίες κινητών τηλεφώνων τη δεκαετία του 1990.

Περισσότεροι από τους μισούς παγκόσμιους πόρους βρίσκονται στο τρίγωνο του λιθίου μεταξύ Αργεντινής, Βολιβίας και Χιλής, όπου οι παραγωγοί αντλούν άλμη πλούσια σε λίθιο από υπόγειες λίμνες και αφήνουν το υγρό να εξατμιστεί για 12 έως 28 μήνες για να δώσει μια ιλύ που μπορεί να υποστεί επικερδή επεξεργασία. Η τρέχουσα τεχνολογία ανακτά μόνο το 50% περίπου του λιθίου από την άλμη.

Μεγάλο μέρος της εναπομείνασας προσφοράς προέρχεται από κοιτάσματα πυριγενούς πετρώματος που ονομάζεται spodumene, με την Αυστραλία να είναι ο μεγαλύτερος παραγωγός σε αυτόν τον τομέα. Το μετάλλευμα υπόκειται σε φρύξη και έκπλυση με θειικό οξύ και το ασημί-γκρι υπόλειμμα συνήθως αποστέλλεται στην Κίνα για να μετατραπεί σε υδροξείδιο του λιθίου και ανθρακικό λίθιο – ενώσεις που μπορούν να συνδυαστούν με νικέλιο ή κοβάλτιο για την παραγωγή ηλεκτροδίων μπαταρίας ή με διαλύτες για την παραγωγή ηλεκτρολυτών.

Ο πιο γρήγορος τρόπος για να αυξηθεί η προσφορά είναι να αυξηθεί η παραγωγή από τις υπάρχουσες πηγές. Η Ganfeng Lithium Co., ένας από τους μεγαλύτερους παραγωγούς στον κόσμο, δήλωσε ότι θα χρησιμοποιήσει τα κέρδη-ρεκόρ που πέτυχε για να ενισχύσει την παραγωγή. Η Αυστραλιανή Pilbara Minerals Ltd. στοχεύει να αυξήσει την παραγωγική ικανότητα περισσότερο από 50% μέχρι το τρίμηνο του Σεπτεμβρίου 2022 επεκτείνοντας το ορυχείο Pilgangoora στη Δυτική Αυστραλία, ένα έργο που περιλαμβάνει τους Κινέζους εταίρους Great Wall Motor Co. και CATL.

Για πολλούς παραγωγούς λιθίου από άλμη, η γρήγορη αύξηση της παραγωγής περιορίζεται από τις άδειές τους και τον χρόνο που απαιτείται για να εξατμιστεί το υγρό. Μια πιο μακροπρόθεσμη λύση είναι η εξεύρεση νέων κοιτασμάτων.

Οι σημαντικές χώρες εξόρυξης, η Αυστραλία και ο Καναδάς, υποσχέθηκαν και οι δύο να βοηθήσουν στην ανάπτυξη σημαντικών ορυκτών πόρων, συμπεριλαμβανομένου του λιθίου. Η Κίνα ανακοίνωσε πρόσφατα ότι οι γεωλόγοι της ανακάλυψαν ένα κοίτασμα spodumene στο οροπέδιο Qinghai-Θιβέτ στην περιοχή του Έβερεστ που μπορούσε να παρέχει περισσότερους από 1 εκατ. τόνους οξειδίου του λιθίου. Όμως χρειάζονται χρόνια για να αναπτυχθεί ένα νέο ορυχείο και, σε ορισμένες χώρες, η διαδικασία γίνεται πιο δύσκολη λόγω της αντίστασης των τοπικών κοινοτήτων.

«Υπάρχει άφθονο λίθιο στο έδαφος, αλλά το θέμα είναι η έγκαιρη επένδυση», είπε Joe Lowry, ιδρυτής της συμβουλευτικής εταιρείας Global Lithium. «Η Tesla μπορεί να κατασκευάσει ένα γιγα-εργοστάσιο σε περίπου δύο χρόνια, τα εργοστάσια καθόδων μπορούν να κατασκευαστούν σε λιγότερο χρόνο, αλλά μπορεί να χρειαστούν έως και 10 χρόνια για να αναπτυχθεί ένα έργο παραγωγής λιθίου από άλμη σε μία προηγουμένως ανεκμετάλλευτη περιοχή».

Το ορυχείο Jadar που πρότεινε ο Όμιλος Rio Tinto, αξίας 2,4 δισεκατομμυρίων δολαρίων, σε γεωργική γη στη δυτική Σερβία, που θα ήταν το μεγαλύτερο στην Ευρώπη, δεν προχώρησε, καθώς χιλιάδες διαδηλωτές διαδήλωσαν έντονα έναντι στο έργο. Η Rio Tinto λέει ότι το ορυχείο, που αρχικά είχε προγραμματιστεί να ανοίξει το 2026, θα δημιουργήσει περισσότερες από 2.000 θέσεις εργασίας και θα πληροί τα υψηλότερα περιβαλλοντικά πρότυπα, συμπεριλαμβανομένης της χρήσης ανακυκλωμένου νερού και ηλεκτρικών φορτηγών. Το έργο Barroso της Savannah Resources στην Πορτογαλία και το προτεινόμενο ορυχείο της Lithium Americas Corp. στη Νεβάδα είναι κάποια άλλα έργα που πρέπει να ξεπεράσουν τις αντιδράσεις της τοπικής κοινότητας.

Η Συνταγματική Συνέλευση της Χιλής ενέκρινε αυτόν τον μήνα μια επέκταση στους κανονισμούς περιβαλλοντικής διακυβέρνησης που περιλαμβάνει αναμόρφωση των κανόνων για το νερό και άλλων περιβαλλοντικών κανόνων που θα μπορούσαν να επηρεάσουν τους παραγωγούς λιθίου, εάν ο χάρτης επικυρωθεί στο δημοψήφισμα του Σεπτεμβρίου. "Εάν είστε μια πολυεθνική εταιρεία που εισέρχεται στη Χιλή αυτή τη στιγμή, πρέπει να το σκεφτείτε δύο φορές, γιατί δεν ξέρετε ποιοι είναι οι κανόνες", είπε ο Lowry.

Αλλά οι παραγωγοί λιθίου αντιμετωπίζουν ένα ακόμη μεγαλύτερο πρόβλημα. Οι καταναλωτές είναι διατεθειμένοι να πληρώσουν περισσότερο για ένα ηλεκτρικό όχημα γιατί είναι καλύτερο για το περιβάλλον. Αλλά η αλυσίδα εφοδιασμού λιθίου απέχει πολύ από το να είναι «πράσινη». 

«Οι παραγωγοί ορυκτών λιθίου έχουν τη μεγαλύτερη ανάγκη να μειώσουν το προφίλ εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου των εταιρειών τους», δήλωσε ο Dominic Wells, αναλυτής βιωσιμότητας και κόστους της Wood Mackenzie Ltd.

Η έρημος Atacama της βόρειας Χιλής είναι ένα από τα πιο ξηρά μέρη στη Γη, αλλά το λίθιο εκεί εξορύσσεται από αλυκές 10 φορές το μέγεθος του Central Park της Νέας Υόρκης και η επεξεργασία του απαιτεί πολύ νερό. Σύμφωνα με το BloombergNEF, μπορεί να χρειάζονται περίπου 70.000 λίτρα νερού για να παραχθεί ένας τόνος λιθίου. Η εξόρυξη spodumene είναι ενεργοβόρα και μαζί με την αποστολή του συμπυκνώματος στην Κίνα για επεξεργασία, η όλη διαδικασία μπορεί να εκπέμπει 3,5 φορές περισσότερο διοξείδιο του άνθρακα σε σύγκριση με το λίθιο που εξάγεται από την άλμη, σύμφωνα με τον Wood Mackenzie.

«Συμβαίνουν πολλά βρώμικα πράγματα στην παραγωγή αυτών των υλικών», είπε ο Steven Vassiloudis, διευθύνων σύμβουλος της Novalith, η οποία εργάζεται σε ένα σύστημα που θα εξορθολογίσει την επεξεργασία της spodumene και θα απορροφά άνθρακα. «Το λίθιο έχει τόσο υψηλό αποτύπωμα άνθρακα λόγω των ενεργειακών απαιτήσεων, καθώς και των πολλών βημάτων που απαιτούνται στη συμβατική επεξεργασία».

Οι αυτοκινητοβιομηχανίες προσπαθούν να προστατεύσουν την «πράσινη» εικόνα των ηλεκτρικών τους αυτοκινήτων. Η BMW και ένας όμιλος που υποστηρίζεται από γερμανικούς γίγαντες αυτοκινήτων, συμπεριλαμβανομένων των Daimler AG και Volkswagen AG, έχουν ξεκινήσει χωριστές έρευνες για τη χρήση νερού και τις μεθόδους παραγωγής στις αλυκές της Νότιας Αμερικής.

Οι εταιρείες επιδιώκουν νέες τεχνολογίες για να μειώσουν τα έξοδα, να μειώσουν τη χρήση νερού και να κάνουν τις δραστηριότητές τους πιο οικολογικές. Η Albemarle Corp. με έδρα τη Charlotte της Βόρειας Καρολίνας, ο μεγαλύτερος παραγωγός λιθίου στον κόσμο, αναζητά πιστοποίηση υπεύθυνης εξόρυξης για τις δραστηριότητές της στη Χιλή και είπε ότι θα μειώσει την ένταση της χρήσης γλυκού νερού κατά 25% έως το 2030 σε περιοχές με υψηλό κίνδυνο λειψυδρίας.

«Η παραγωγή λιθίου με τη χρήση όσο το δυνατόν λιγότερης ηλεκτρικής ενέργειας και νερού είναι ένας κρίσιμος στόχος», δήλωσε ο Ken Hoffman, ανώτερος εμπειρογνώμονας στη McKinsey & Co. «Η εύρεση ενός ή πολλών από αυτούς τους νέους τρόπους παραγωγής «πράσινου λιθίου» θα είναι ζωτικής σημασίας για τη μακροπρόθεσμη επιτυχία αυτής της βιομηχανίας. Όποιος είναι σε θέση να προσφέρει αυτήν την τεχνολογία, θα δει πολύ ισχυρές αποδόσεις.»

Αυτό το έπαθλο έχει δημιουργήσει μια σειρά από νεοφυείς επιχειρήσεις. Πολλοί επιδιώκουν την άμεση εξαγωγή λιθίου (Direct Lithium Extraction, DLE), έναν όρο που χρησιμοποιείται για να περιγράψει τρόπους χημικής δέσμευσης ενώσεων λιθίου που θα επιτάχυναν την παραγωγή.

"Οι τεχνολογίες DLE μπορούν να αυξήσουν μαζικά την προσφορά", είπε ο Hoffman της McKinsey, ο οποίος εκτιμά ότι η τεχνολογία θα μπορούσε να μπει σε παραγωγή μόλις στα τέλη του επόμενου έτους. «Δεν χρειάζεστε δύο χρόνια ξήρανσης λιθίου από άλμη. Και αντί να λαμβάνετε περίπου το 40% του λιθίου από την άλμη, μπορείτε να πάρετε περισσότερο από το διπλάσιο με την τεχνολογία DLE.»

Εάν τα καταφέρουν, θα χρειαστεί ακόμα χρόνος για να καλύψουν τη ζήτηση. «Ακόμα κι αν η τεχνολογία DLE γίνει πραγματικότητα, είμαστε ακόμα πολύ πίσω από τα σχέδια των εταιρειών ηλεκτρικών οχημάτων για τουλάχιστον μια δεκαετία. Η τεχνολογία DLE πρέπει να προσαρμοστεί. Δεν είναι μια τεχνολογία που ταιριάζει σε όλους», είπε ο Lowry. 

Η Albemarle, η οποία διεξάγει τη δική της έρευνα, είπε ότι η τεχνολογία DLE μέχρι στιγμής έχει αποδειχθεί «συνήθως λιγότερο οικονομική και λιγότερο βιώσιμη από τις συμβατικές πηγές άλμης». Η εταιρεία είπε ότι συνεχίζει να διερευνά την DLE και άλλες διαδικασίες για την επίτευξη των στόχων βιωσιμότητας.

Τα περιβαλλοντικά ζητήματα και τα ζητήματα επαρκούς προσφοράς έχουν ωθήσει τις εταιρείες να αναζητήσουν εναλλακτικές λύσεις για τις μπαταρίες ιόντων λιθίου, συμπεριλαμβανομένου του υδρογόνου. Αλλά καμία δεν έχει έρθει κοντά στο να αντικαταστήσει το λίθιο στην πολύ σημαντική αγορά επιβατικών αυτοκινήτων. Επίσης, οι περισσότερες εναλλακτικές απέχουν χρόνια από την εμπορική βιωσιμότητα.

«Το ιόν λιθίου θα παραμείνει η κυρίαρχη τεχνολογία μπαταριών, τουλάχιστον έως το 2035», δήλωσε ο Ampofo του BloombergNEF. «Οι αυτοκινητοβιομηχανίες θα πρέπει ενδεχομένως να επεκταθούν και στην εξόρυξη για να βοηθήσουν στην ανάπτυξη και αναβάθμιση μερικών από αυτές τις τεχνολογίες εξαγωγής λιθίου επόμενης γενιάς».

Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου εξισορροπούν ιδανικά την υψηλή ενεργειακή πυκνότητα και ασφάλεια. Το ορυκτό είναι το λιγότερο πυκνό στερεό στοιχείο με το μεγαλύτερο ηλεκτροχημικό δυναμικό και πολύ χαμηλό σημείο τήξης, παράγοντας εξαιρετική απόδοση ενέργειας προς βάρος.

Ο Ulderico Ulissi, επικεφαλής της έρευνας μπαταριών στην Rho Motion Ltd., με έδρα το Λονδίνο, ερευνητής ενεργειακής μετάβασης, προβλέπει ότι οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης και ιόντων νατρίου θα μπορούσαν τελικά να αντικαταστήσουν τις μπαταρίες ιόντων λιθίου σε ορισμένες εφαρμογές στο δεύτερο μισό της δεκαετίας. «Η πιστοποίηση μπαταριών για ηλεκτρικά οχήματα, ωστόσο, είναι μια μακρά διαδικασία και η κλιμάκωση της κατασκευής νέων τεχνολογιών μπορεί να φέρει πολλές προκλήσεις».

Μια άλλη πιθανή πηγή λιθίου είναι η ανακύκλωση παλαιών μπαταριών, μια πρακτική που θα μπορούσε να καλύψει το 16% της ετήσιας ζήτησης έως το 2035, σύμφωνα με το BloombergNEF. Αλλά οι αποσύρσεις μπαταριών πρόκειται να αυξηθούν μόνο μετά το 2030. «Βασικά, δεν υπάρχουν αρκετές μπαταρίες για ανακύκλωση αυτή τη στιγμή», είπε ο Hoffman της McKinsey, προσθέτοντας ότι η ανακύκλωση παρουσιάζει τα δικά της περιβαλλοντικά προβλήματα. «Δεν υπάρχει καλός τρόπος για ανακύκλωση μπαταριών σήμερα».

Ένα εμπόδιο στην επένδυση σε παραγωγική ικανότητα είναι ότι δεν είναι όλοι πεπεισμένοι ότι η αγορά θα συνεχίσει να χαρακτηρίζεται από χαμηλή προσφορά. Επίπλέον, οι εταιρείες εξόρυξης δε θέλουν να αντιμετωπίσουν ξανά από το είδος της υπερβολής που προκάλεσε πτώση των τιμών το 2018.

Το αποτέλεσμα είναι ότι η κρίση λιθίου δεν είναι πιθανό να εξαφανιστεί σύντομα, αφήνοντας μια βιομηχανία που υπάρχει λόγω της ανάγκης για προστασία του περιβάλλοντος, με την μόνη επιλογή  να αυξήσει την παραγωγή όσο το δυνατόν γρηγορότερα, ακόμη και με μια αλυσίδα εφοδιασμού που έχει σοβαρό πρόβλημα εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου και κατασπατάλησης πολύτιμων πόρων όπως το νερό.

«Ναι, βοηθάει να είσαι ευθυγραμμισμένος οικολογικά», είπε ο Perks στο Benchmark. «Αλλά αυτή τη στιγμή χρειαζόμαστε όλο το λίθιο που μπορούμε να πάρουμε».

Με πληροφορίες από bloomberg.com