какой металл используется в аккумуляторах электромобилей
Какой металл используется в аккумуляторах электромобилей
Автор: редакционная статья
Металлы в электромобилях
Революция в автомобильной промышленности
Спрос на металл
Требования к металлу для каждой модели и производителя транспортного средства могут меняться в зависимости от дизайна и производственного процесса. В современных моделях Tesla используются литий, графит, кобальт, медь, титан, алюминий и никель.
Рис.1 Tesla Model 3
Для батареи Nissan Leaf применяется марганец. Другие автомобили используют другой набор металлов, включая «редкоземельные элементы» в электронике, и стали, чтобы укрепить шасси в критических точках. Для этого не требуется каталитический нейтрализатор металла платиновой группы (PGM), поскольку нет никакого выхлопа, чтобы катализировать.
Рис. 3 Батарея для Nissan Leaf
Существуют некоторые обычно используемые металлы, спрос на которые может увеличиваться по мере увеличения производства и использования электрокаров и гибридов.
Например, литий. Это критический важный компонент в современных батареях и источнике большого количества волнения в последнее время в горнодобывающем секторе. Штепсель в гибриде использует приблизительно 12 кг лития, стандартный электромобиль 22 кг и Модель S Tesla более чем 50 кг лития на автомобиль. 1%-е увеличение присутствия электрокаров на рынке повысило бы литиевый спрос на 70,000 тонн в год.
Медь. Средний автомобиль с бензиновым двигателем использует приблизительно 20 кг меди, в основном как проводное соединение. Гибрид использует 40 кг. Полностью электромобиль использует 80 кг меди (176 фунтов) за автомобиль. Есть оценочное требование на уровне 11,000,000 тонн новой меди для одного только электромобиля с потенциальным позитивным аспектом в других зеленых технологиях. Для справки весь рынок для меди для всего использования составляет только 36,000,000 тонн в год. Этот вид спроса мог потенциально принести залежи меди более низкого уровня в производство.
Никель является особенно важным компонентом в текущих проектах Tesla, где катод батареи составляет 80% никеля. Он также используется в других электрокарах в меньшей степени. По оценкам, смена 10% мирового флота на электромобили расширит рынок никеля на 20% с 2000 000 тонн в год до 2400 000 тонн в год.
Графит является критическим компонентом существующих конструкций аккумуляторных батарей и является воспринимаемой точкой затухания в некоторых прогнозах цепочки поставок. Модель Tesla S использует 54 килограмма на автомобиль, который в настоящее время поставляется из Китая. Графит не редок на любом участке. Это обычный отработанный минерал и может быть найден во многих геологических условиях. Проблема заключается в чистоте и качестве из этих источников, а в настоящее время предпочтительным источником для производителей является графит высокой чистоты, синтезированный из нефтяного кокса.
В настоящее время возможности для горнорабочих заключаются в высококачественных высокочистых гидротермальных графитовых отложениях, которые могут удовлетворять или превосходить синтезированные графитовые качества при более низкой стоимости производства и меньшем загрязнении окружающей среды. Рынок графита может вырасти на 93 000 тонн в год только на электромобилях.
Редкоземельные элементы
Редкоземельные металлы используются в мощных магнитах для двигателей постоянного тока некоторыми производителями, но Tesla использует асинхронные двигатели переменного тока, которые не используют магниты. Редкоземельные элементы будет по-прежнему иметь место в конкретных приложениях, таких как электроника и специализированное стекло, но наличие альтернатив для производителей, скорее всего, предотвратит выход из-под контроля спроса и цен.
Что ещё?
Не забываем и про алюминий. Металл, о достоинствах и способах применения которого сказано и написано уже много, часто рассматривается в качестве альтернативы стали, когда речь заходит о выборе металла для производства кузова автомобиля. Гораздо легче железа, он позволяет электромобилям значительно расширить свой ассортимент. Алюминий не редок, и влияние на спрос со стороны производителей электромобилей не ожидается в значительной степени на рынке.
Марганец используется в батареях Nissan Leaf и в Chevy Volt. Марганец не редок, и показывал низкие результаты в последнее время.
Рис. 4 Батарея для Chevy Volt
Будущее
Как говорится в старой поговорке, необходимость является матерью изобретения. Инновации в использовании нефти заменили дорогостоящие и сокращающиеся запасы китового масла. Теперь мы заменяем транспортировку на нефтяном транспорте электромобилями. Революция EV находится в зачаточном состоянии и уже в этом списке выше мы видим замещение и альтернативные технологии, нарушающие практические и предполагаемые рыночные требования. Инновации таковы, особенно когда высокие затраты или ограниченная поставка делают поиск альтернатив необходимым. Шахтерам необходимо будет сделать свои собственные инновации, чтобы обеспечить будущую технологию своим сырьем по цене, приемлемой для производителей.
Материалы для аккумуляторов электромобилей
В мире растет выпуск машин на электротяге. Сегодня аналитики задают вопрос — в достаточном ли количестве имеются материалы для аккумуляторов электромобилей.
Борьба за чистоту окружающей среды привела к существенному ограничению норм выбросов отработавших газов. Во многих городах уже частично ограничено движение машин с ДВС. Целый ряд стран через десяток лет запретят их использование вообще.
Выход из такой ситуации многие видят в применении электромобилей. На первый взгляд это должно решать проблему. С другой стороны, их количество вырастет многократно. В ближайшие пять лет продажи электрокаров возрастут до 7% от общего числа реализуемых авто.
К 2030 году эта цифра удвоится. К 2040 году прогнозируется рост продаж экологически чистых машин на уровне 38%. Когда эти проценты пересчитываются на реальное количество транспортных средств, возникает ряд вопросов.
Один из них — материалы для аккумуляторов электромобилей. Хватит ли их на всех автопроизводителей, ведь многие из них намерены существенно нарастить объемы выпуска.
Материалы для аккумуляторов электромобилей
Для производства литий-ионных источников питания основными составляющими являются литий, никель и кобальт. Геология утверждает, что их количество в природе ограничено. Если это так, то проблемы с их дефицитом могут возникнуть.
Какая ситуация сейчас
По данным исследовательской компании Wood Mackenzie сегодняшнее производство аккумуляторных батарей электромобилей обеспечивается материалами полностью. Особенностью ситуации является падение краткосрочных рыночных цен на литий, никель и кобальт.
Такой факт служит тормозом для их производителей увеличивать предложения на рынке. Развитие добычи задерживается, а ведь спрос на материалы для аккумуляторов электромобилей будет расти. Поэтому дефицит может возникнуть уже к 2025 году. В первую очередь это коснется кобальта и лития.
Что в перспективе
Литий является основной составляющей литий-ионного источника питания. Потребность в нем вырастет в пределах двузначного числа. К 2030 году этот элемент будет потребляться в основном на аккумуляторы для электромобилей. Цифра будет находиться в пределах 80% от общей добычи.
Кобальт не менее важен для изготовления батарей. По прогнозам Joint Research Centre проблемы с его наличием могут возникнуть уже через два года. С учетом такой ситуации автопроизводители пытаются создать аккумулятор без применения кобальта. Работы идут, но пока реальный результат не достигнут. Поэтому спрос на него, как и на другие материалы для аккумуляторов электромобилей, не снижается.
Никель
Количество этого материала по сравнению с другими в составе аккумуляторной батареи не так велико. Тем не менее, получение нужного его количества через пять лет может стать проблематичным.
Дело в том, что цены на никель низкие, что не позволяет достаточно развивать добычу. Инвестиции в развитие реализуются медленно. Иногда это строк составляет до десяти лет. Поэтому, вкладывать деньги для развития отрасли желательно уже сейчас.
Материалы для аккумуляторов электромобилей — графит и марганец
Эти материалы не станут дефицитными при любой потребности в аккумуляторных батареях для электрокаров. Страны восточной Африки в состоянии обеспечивать графитом всех потребителей с учетом перспективы их развития. Такая же ситуация в мире и с марганцем.
Автор: Сергей Морозов
Внимание! Эта статья защищается законом об авторском праве в цифровую эпоху (DMCA). Запрещается любое копирование без моего разрешения.
Металлы разгоняются на электромобилях
Электрический рост
Ралли на рынке промышленных металлов эксперты связывают с началом формирования полноценного рынка электрокаров. «Вышеперечисленные металлы используются в литий-ионной батарее, например катоды состоят из кобальта и никеля, а в аноде используется большое количество лития. Медь — хороший проводник электричества и используется в проводах двигателя», — объясняет Вадим Меркулов.
Некоторые страны определили точные даты отказа от эксплуатации автомобилей с двигателем внутреннего сгорания. Например, власти Норвегии планируют принять законопроект, который запретит использовать в стране автомобили с бензиновыми и дизельными двигателями, в 2025 году. А в июне министр по делам окружающей среды Великобритании Майкл Гоув заявил, что с 2040 года все новые транспортные средства должны будут иметь только электрические двигатели. О таком решении объявила и Франция. Крупнейшие автопроизводители также наметили сроки перехода на производство электрокаров (среди них Toyota, Volvo, Skoda).
Потребители по всему миру начинают чаще приобретать машины на электротяге. По данным Bloomberg, мировые продажи электромобилей в третьем квартале 2017 года возросли до 287 тыс. штук. Это на 63% больше, чем было продано в третьем квартале 2016 года.
Перспективы спроса
Рост цен на популярные промышленные металлы продолжится, считают аналитики. А своего пика они достигнут через два года, уверен Вадим Меркулов. За этот период, по его оценкам, стоимость лития и кобальта может увеличиться на 60–70%, никеля и меди — на 30–40%. По оценке старшего аналитика «Альпари» Романа Ткачука, потенциал роста стоимости этих металлов в ближайшие годы составляет 20–50%.
Продолжение роста цен в ближайшие годы эксперты связывают, во-первых, с увеличением потребления промышленных металлов. Во-вторых, на фоне роста спроса потребуется наращивать объем добычи. Но сделать это оперативно не получится, из-за чего возникнет дефицит. В случае с литием речь идет о долгосрочном процессе: в чистом виде металла в природе не существует, и его приходится извлекать из минеральных образований с большими затратами энергии и времени. Компании сейчас стараются нарастить производство, чтобы удовлетворить растущий спрос, но эффект от этих действий проявится только спустя годы, и пока рынок ждет пусть и временный, но все же дефицит.
40% кобальта добывается в Демократической Республике Конго. Половина этого объема разрабатывается подразделениями крупных международных компаний, но довольно много кобальта добывают местные жители кустарным способом на так называемых копанках. О последних говорится в прошлогоднем отчете правозащитной организации Amnesty International. Здесь не соблюдаются нормы защиты труда и используется детский труд. В результате компании — потребители металла заговорили о бойкоте и поиске новых поставщиков, что также может привести к дефициту.
Таких сложностей с добычей меди и никеля не возникает, поэтому цены, скорее всего, будут расти более медленными темпами — соразмерно спросу.
Риски долгосрочных инвестиций
Эксперты предупреждают, что инвестиции в эти металлы сопряжены с определенными рисками в долгосрочной перспективе. «Если цена на какой-то компонент производства становится слишком высокой, то разработчики быстро найдут ему более доступную замену. Например, на днях Samsung показал новые аккумуляторы на основе графеновых шариков, которые могут заменить литий-ионные батареи», — говорит директор по анализу финансовых рынков и макроэкономики в УК «Альфа-Капитал» Владимир Брагин.
С ним согласен эксперт-аналитик ГК «Финам» Алексей Калачев. «Ожидаемый дефицит металлов и рост стоимости, а также ограниченные свойства литий-ионных батарей заставляют научно-исследовательские центры искать новые технологии производства батарей для электромобилей и для хранения электроэнергии вообще», — говорит он.
Поэтому, по мнению Брагина, в течение ближайших двух-трех лет инвестиция останется прибыльной, но говорить о более далекой перспективе сложно.
«Инвестировать в металлы стоит сейчас, ожидать прибыль можно в течение двух следующих лет, когда наступит кризис в добыче некоторых ресурсов. Мы можем увидеть рост, который в несколько раз раз поднимет стоимость металлов», — подтверждает Вадим Меркулов.
Как вложиться
Инвестировать можно непосредственно в металлы через фьючерсы. Они торгуются на международных торговых площадках (основная из них — Лондонская биржа металлов). Инвесторы могут приобрести контракты на медь, никель, кобальт. Появление фьючерсов на литий пока только обсуждается.
Немного на рынке компаний, которые производят литий. «Можно назвать, например, чилийскую SQM и американские FMC Corp. и Albemarle Corp., которые доминируют в сфере добычи лития, добывая металл из соленых озер в Чили и Аргентине. Также австралийскую компанию Talison и китайскую Tianqi Lithium, которые добывают сырье для производства лития на руднике Гринбушес в Западной Австралии», — отмечает Вадим Меркулов. За указанный период котировки акций этих компаний, которые являются крупнейшими производителями лития, возросли в среднем в 2,5 раза.
Что касается никеля и меди, то, по словам Алексея Калачева, производителей этих металлов на фондовом рынке немало и все они показывают примерно схожую динамику роста.
Аналитики предупреждают, что инвестиции в металлы — долгосрочные и дорогие инвестиции. Этим объясняется тот факт, что они не очень популярны на российском рынке, который пока носит спекулятивный характер. «Московская биржа предоставляет возможность приобрести фьючерсы на медь, но отечественным частным инвесторам они не очень интересны. Исторически сложилось так, что металлы в промышленных масштабах торгуются на Лондонской или Нью-Йоркской биржах», — говорит портфельный управляющий ГК «Финам» Алексей Белкин.
«Фонд специализируется на вложениях в акции компаний, работающих в этой отрасли и занимающихся разведкой литиевых месторождений, добычей лития и его соединений, а также производством литиевых аккумуляторов», — поясняет Алексей Калачев. Помимо акций компаний, добывающих литий, этот ETF инвестирует в ценные бумаги Tesla, Panasonic, Samsung как основных потребителей ресурса.
Электромобили спровоцировали борьбу за металлы
Прогнозируемый рост мирового спроса на электромобили заставляет автопроизводителей озаботиться наличием сырья для выпуска аккумуляторов. К нему относятся литий, никель, кобальт, графит и редкоземельные металлы. Поэтому производители электромобилей и аккумуляторов стремятся обеспечить их поставки, договариваясь с горнодобывающими компаниями.
Столицы отказываются от машин с двигателями внутреннего сгорания
По данным Международного энергетического агентства (МЭА), в прошлом году в мире было 2 млн электромобилей. К 2040 г. их число достигнет минимум 40 млн, прогнозирует МЭА. И крупнейшие горнодобывающие компании уже начали менять свой бизнес, чтобы обеспечить поставку материалов для литий-ионных аккумуляторов. Нынешний год должен стать «переломным моментом» для электромобилей, заявила BHP Billiton.
В сентябре китайский автопроизводитель Great Wall Motor подписал соглашение с австралийской Pilbara Minerals об обеспечении себе поставок лития на пять лет. В октябре другая австралийская горнодобывающая компания, Galaxy Resources, сообщила, что ведет переговоры о долгосрочных поставках лития с несколькими производителями автомобилей и аккумуляторов. В их число входит Panasonic, выпускающая аккумуляторы для Tesla. «Это подчеркивает, какое стратегическое значение для мировой автомобильной промышленности приобретает доступ к крупным, надежным и высококачественным источникам материалов для аккумуляторов в странах с низким риском», – заявил гендиректор Pilbara Кен Бринсден.
Электромобили не скоро смогут заменить обычные автомобили
Спекулянты тоже не остаются в стороне, так как эти металлы сильно дорожают; их возросшая активность на рынке еще больше толкает цены вверх. Инвесткомпания Cobalt 27 уже закупила более 2000 т кобальта. Этот металл подорожал более чем на 190% за последние полтора года. Обеспечить поставки кобальта труднее всего, поскольку 65% его добычи приходится на Демократическую Республику Конго (ДРК), одну из беднейших стран мира. По прогнозам аналитиков UBS, спрос на кобальт удвоится к 2020 г. примерно до 200 000 т в год. Поэтому потребуются новые проекты, чтобы избежать его дефицита в долгосрочной перспективе. «Без кобальта из ДРК вообще нельзя будет говорить о производстве электромобилей – вот насколько рынку нужно больше этого металла», – утверждает Саймон Мурс из Benchmark Mineral Intelligence.
Литий хоть и более доступен, но в ближайшие годы тоже может возникнуть нехватка его предложения. Спрос на литий вырастет в четыре раза до 779 000 т к 2025 г., по оценкам Goldman Sachs. Но удовлетворить его будет трудно, так как «многие проекты, которые были анонсированы с фанфарами, не смогли привлечь достаточного финансирования», отмечают аналитики банка. Литий сейчас добывается в горах Австралии и пустынях Южной Америки. Но не все его запасы пригодны для производства аккумуляторов, отмечает гендиректор Neo Lithium Вальдо Перес. Например, у Боливии огромные запасы лития, но они содержат много примесей магния. Поэтому «Боливия определенно не подходит», говорит Перес.
Главную неопределенность для сырьевых рынков представляет то, какой будет технология выпуска аккумуляторов. Их производители сокращают использование кобальта из-за высокой цены и проблем с поставками. В сентябре британская Johnson Matthey заявила, что разработала более эффективные аккумуляторы с использованием лития и никеля и меньшим содержанием кобальта. Как отмечает инвестбанк Liberum, никель помогает повысить мощность аккумуляторов и при этом стоит в шесть раз дешевле кобальта, а его предложение примерно в 20 раз выше. По прогнозам Мурса из Benchmark Mineral Intelligence, спрос на никель вырастет с 75 000 т в 2016 г. до 400 000 т к 2025 г.
К концу года 80% батарей для электромобилей будут с высоким содержанием никеля
Основной потребитель никеля (73%) традиционно производство нержавеющей стали. И спрос в этой отрасли поддерживается увеличением производства нержавеющей стали в Китае и Индонезии. На долю Китая приходится примерно половина мирового производства и потребления стали. Что касается нержавеющей, то в 2019 г. ее производство (с содержанием никеля 10%) в Китае составит, по прогнозам, 13,5 млн т из всего примерно 40 млн т в мире.
Импорт никеля в Китай за первые шесть месяцев 2019 г. вырос на 43% (в годовом сопоставлении), составив 300 000 т, сообщает в полугодовом отчете компания «Норникель», подконтрольная «Интерросу» Владимира Потанина. Компания производит 10% первичного и 23% рафинированного никеля в мире.
Но производство нержавеющей стали – не единственный рынок потребления никеля, уверены в компании, все больший спрос предъявляют производители аккумуляторных батарей для электромобилей – никель служит материалом для катодов. Пока спрос не превышает 4% мирового потребления никеля, но быстро растет, пишет «Норникель». В 2018 г. потребление никеля производителями автобатарей составляло 70 000 т. В 2019 г. оно вырастет на 28,6%, а в 2020 г. – еще на 27,8%, приводит данные компания. Доля никелевых батарей в этом году составит 80%. Всего в 2019 г. будет произведено порядка 500 000 т катодов. Еще в 2017 г. доля никелевых катодов не превышала 50%, а их производство было менее 400 000 т.
Батареи стали крупным и быстро растущим рынком для никеля, соглашается младший директор Fitch Вячеслав Демченко. По его оценкам, потребление никеля в автомобильных батареях может вырасти более чем в 2 раза за пять лет и составить 10% общего потребления этого металла. Никель будет вытеснять более дорогой и редкий кобальт в аккумуляторах, поясняет эксперт. Однако серьезного дефицита никеля на рынке возникнуть не должно, уверен Демченко: рост спроса на этот металл будет стимулировать компании увеличивать его предложение. Одним из главных направлений в стратегии развития «Норникеля» до 2025 г. является увеличение производства цветных металлов – оно должно вырасти к 2020 г. на 5–8% в сравнении с показателями 2017 г. А после 2025 г. компания планирует увеличить производство цветных металлов еще на 15%. Это позволит компании удовлетворить растущий спрос, вызванный структурными изменениями в автомобильной промышленности. И компания ожидает, что дефицит никеля к 2020 г. сократится до 27 000 т.
«Норникель» более устойчив к макроэкономическим факторам, чем его конкуренты, полагает аналитик «Атона» Андрей Лобазов. Риски замедления китайской экономики, конечно, оказывают негативное влияние на цены металлов, производимых «Норникелем», но такие процессы, как трансформация автомобильной отрасли, идут независимо от большинства глобальных факторов, что позволяет «Норникелю» показывать опережающую динамику прибыли, заключает эксперт.