„Automobilių pramonė rengia revoliuciją – perėjimą nuo benzininių ir dyzelinių variklių, varančių transporto priemones daugiau, nei 130 metų, prie ateities, varomos akumuliatoriais.
Tačiau pagrindinė išradimo dalis lieka nebaigta ir kupina rizikos: dalių, reikalingų visiškai elektrinėms transporto priemonėms surinkti, tiekimo grandinės.
Elektros transporto priemonių (EV) ištakos – didelės talpos baterijos, elektros varikliai ir sudėtinga juos sujungianti elektronika – nė kiek nepanašūs į variklio blokus, transmisijas ir pavaros velenus, kuriais juda vidaus degimo automobiliai ir sunkvežimiai.
„Ši pramonė išgyvena tokias transformacijas, kokių nematė nuo Antrojo pasaulinio karo“, – sako Akshay Singh, „PricewaterhouseCoopers“ automobilių pramonės partneris. „Keisis visa tiekimo struktūra“.
Kita vertus, elektromobiliams reikia daug mažiau dalių: pagal žurnalą „Assembly“ elektromobilių variklyje paprastai yra tik apie 20 judančių dalių, o vidaus degimo variklyje jų yra 200 ar daugiau.
Tačiau pramonė yra jauna, o rasti patikimų elektromobilių dalių šaltinių yra baisiai sudėtinga. Transporto priemonių gamintojai sprendžia, kurias dalis gali gaminti patys, kartais per bendras įmones, o kurias – iš savo tradicinių komponentų gamintojų, kurie patys radikaliai pertvarko, kad paremtų naująjį elektros pasaulį.
„Negalite perimti nieko, ko išmokote naudodami [vidaus degimo variklius], ir pritaikyti to elektromobilių tiekimo grandinėje“, – sako Arunas Kumaras, konsultacijų įmonės „AlixPartners“ generalinis direktorius.
Kai kurie suspaudimo taškai: akumuliatoriai ir dauguma elektromobilių variklių priklauso nuo neįprastų metalų, kuriuos gali būti brangu ir sunku gauti. Transporto priemonių elektronikai reikia naujų lustų iš puslaidininkių pramonės, kuri vis dar veikia per pandemijos eros atsilikimus. Singhas sako, kad net ilgų aliuminio padėklų, kuriuose laikomos baterijos po elektromobilių grindimis, gali pritrūkti.
Pažvelkime į EV komponentų ir juos maitinančių tiekimo grandinių būklę, pramonei ruošiantis gaminti dešimtis milijonų elektrinių transporto priemonių per metus visame pasaulyje.
Baterijos
Geros naujienos: per pastaruosius penkerius metus daugumoje elektromobilių naudojamų ličio jonų baterijų kaina sumažėjo daugiau, nei per pusę. Tai leidžia elektromobilių gamintojams supakuoti daugiau baterijų, kad transporto priemonė galėtų važiuoti toliau įkrovus, taip pat pristatyti pigesnius modelius.
Tačiau paklausa auga, o baterijų gamintojai susiduria su daugybe kliūčių. Pirma, baterijų gamybos proceso sudėtingumas ir pasaulinė logistika – nuo žaliavų įsigijimo iki jų rafinavimo, baterijų elementų gamybos ir baterijų blokų surinkimo – gali sukelti kliūtis.
„Tiekimo grandinėse yra savų tiekimo grandinių“, – sako Edgaras Faleris, vyresnysis automobilių tyrimų centro pramonės analitikas. "Yra daug dalykų, kurie turi vykti teisingai."
Viena didžiausių galimų problemų yra rasti pakankamai ir įperkamų pagrindinių žaliavų, įskaitant litį, nikelį, manganą ir kobaltą, atsargų. Didžioji šių metalų kasybos ir perdirbimo dalis vykdoma tik keliose šalyse. Du trečdaliai kobalto išgaunama Kongo Demokratinėje Respublikoje, kur kai kurie darbuotojai susiduria su pavojingomis sąlygomis, dėl kurių protestuoja žmogaus teisių grupės. Australijoje kasama apie pusę ličio, o nikelio centras yra Indonezijoje.
„PricewaterhouseCoopers“ duomenimis, šių medžiagų rafinavimas, skirtas naudoti baterijose, yra dar labiau koncentruotas: Kinija apdoroja apie 70 % pasaulio ličio ir kobalto bei 99 % mangano. Kinija taip pat dominuoja baterijose naudojamų dalių, tokių kaip katodai ir anodai, rinkoje, taip pat pačių baterijų gamyboje.
„Klausimas bus susijęs su tiekimo grandinės rizika“, – sako „AlixPartners“ p. Kumaras. „Tokios šalys, kaip Kinija, gali nuspręsti, kad nenori siūlyti naujausio ir geriausio labai išgryninto nikelio. Dėl to JAV pramonė gali atsidurti nepalankioje padėtyje.
Akumuliatorių gamintojai iš tikrųjų naudoja daugiau nikelio, kuris gali padidinti akumuliatoriaus energijos tankį, nes jie siekia išplėsti elektromobilių važiavimo diapazoną. Kai kurie analitikai prognozuoja, kad aukštos kokybės nikelio, kurio reikia baterijoms, gali trūkti, nes didėja elektromobilių pardavimas.
Nikelio ir keleto kitų baterijų sudedamųjų dalių kainos jau išaugo. Remiantis „Benchmark Mineral Intelligence“ duomenimis, akumuliatoriaus kobalto kaina nuo 2020 m. sausio 1 d. iki 2022 m. spalio mėn. padidėjo 53 proc., nikelio sulfato – 56 proc., o ličio karbonato – 979 proc. Konsultacinė įmonė teigia, kad dėl šių kainų padidėjimo baterijų kainos šiemet gali kilti pirmą kartą nuo 2000-ųjų pradžios.
Tuo tarpu keli automobilių gamintojai jau prognozuoja akumuliatorių trūkumą. „Paprasčiau tariant, visa pasaulio [baterijos] elementų gamyba kartu sudaro gerokai mažiau, nei 10 % to, ko mums reikės per 10 metų“, – balandį sakė RJ Scaringe, EV startuolio Rivian Automotive Inc. generalinis direktorius. Jis pridūrė, kad „90–95 % baterijų tiekimo grandinės neegzistuoja“.
Kiti netiki, kad bet kada greitai pritrūks akumuliatorių. Elektromobilių gamybos plėtra „pradės kelti tam tikrą įtampą [baterijų tiekimo] sistemai“, sako Ram Chandrasekaran, energetikos konsultacijų įmonės „Wood Mackenzie“ pagrindinis transporto ir mobilumo analitikas. Tačiau „mes neprognozuojame akumuliatorių deficito ateinančius 10 metų“.
Wood Mackenzie teigia, kad automobilių gamintojai neužtvindys rinkos elektromobiliais, o paspartins savo gamybą, atsižvelgdami į baterijų prieinamumą ir minimalų našumą, reikalingą vyriausybės šiltnamio efektą sukeliančių dujų mandatams įvykdyti.
Ponas Chandrasekaranas taip pat sako, kad neseniai priimtas federalinis infliacijos mažinimo įstatymas, numatantis mokesčių kreditus baterijų, kurių įkraunami elementai yra tiekiami šalies viduje, gamintojams, „per ateinančius penkerius–10 metų labai padės stabilizuoti JAV baterijų tiekimą. “
Daugiau automobilių gamintojų planuoja statyti naujas JAV akumuliatorių gamyklas, daugelis jų bendradarbiaus su Azijos akumuliatorių gamintojais. Tarp jų „Tesla Inc.“ bendradarbiauja su „Panasonic Holdings Corp.“, „General Motors Co.“ ir „Honda Motor Co.“ atskirai prisijungė prie „LG Energy Solution Ltd.“, „Ford Motor Co.“ bendradarbiauja su „SK Innovation“, o „Stellantis NV“ prisijungė prie „Samsung“ SDI Co.
Tačiau šios naujos gamyklos gali turėti problemų. GM praėjusį mėnesį sumažino savo elektromobilių pardavimo tikslą, motyvuodama naujos baterijų gamyklos Ohajo paleidimo problemomis. GM tikėjosi parduoti 400 000 elektromobilių nuo 2022 m. pradžios iki kitų metų pabaigos, tačiau atidėjo laikotarpį iki 2024 m. vidurio.
Automobilių gamintojai taip pat pasirašo ilgalaikes tiekimo sutartis dėl prieigos prie baterijų žaliavų. Be to, elektromobilių baterijų perdirbimas, kai pasibaigus jų eksploatavimo laikui bus išmestas į metalo laužą, bus dar vienas mineralų šaltinis. „AlixPartners“ atstovas ponas Kumaras teigia, kad iki 2030 m. perdirbant būtų galima patenkinti 20–40 % elektromobilių žaliavų poreikio.
Tuo tarpu kai kurie elektromobilių gamintojai, įskaitant „Tesla“ ir Kinijos gamintojus, tam tikroms transporto priemonėms naudoja kitokią akumuliatorių cheminę medžiagą – ličio geležies fosfatą. Šios baterijos nereikalauja nikelio ar kobalto, todėl yra pigesnės, nei ličio jonų baterijos, nors jos negali sukaupti tiek energijos, sako p. Kumaras.
Elektros varikliai
Dauguma šiuolaikiniuose EV naudojamų variklių remiasi nuolatiniais magnetais, kurie sukuria nuolatinį magnetinį lauką, kuris padeda sukti variklio rotorių ir, savo ruožtu, varo ratus.
Tačiau šiems magnetams reikia brangių retųjų žemių metalų, tokių kaip neodimis ir disprosis. Kaip ir baterijų sudedamųjų dalių atveju, dominuojantis tiekėjas yra Kinija, o metalų gamyba gali sukelti taršą, o tai gali sukelti problemų investuotojams, kurie vengia įmonių, susijusių su žala aplinkai.
EV gamintojai turi galimybę: kintamosios srovės indukcinius variklius, kurie neturi nuolatinių magnetų. Vietoj to, jie naudoja vario vielos ritinius, kad sukurtų magnetinį lauką, kuris varo variklį.
Kintamosios srovės indukciniai varikliai, sukurti XIX amžiuje ir plačiai naudojami buitiniuose prietaisuose ir pramonėje, yra pigesni, bet ir mažiau veiksmingi. Tai gali sumažinti transporto priemonės važiavimo atstumą, nebent būtų padidinta akumuliatoriaus talpa.
Vis dėlto, didėjant baterijų talpai ir daugeliui ekspertų prognozuojant, kad baterijų kaina vėl mažės, pramonė pasitrauks nuo variklių, kuriems reikalingi retųjų žemių metalai, prognozuoja ponas Kumaras. „Tesla“ jau seniai kai kuriuose modeliuose naudoja kintamosios srovės indukcinius variklius, o kiti automobilių gamintojai dabar apie juos svarsto.
Be to, analitikai tikisi, kad daugiau transporto priemonių gamintojų dalį savo variklių poreikių tenkins iš išorės, o tai galėtų išplėsti pramonės pajėgumus, padidinus variklių gamybos vietų skaičių, o ne gamins juos savo viduje, kaip šiuo metu daro dauguma.
Apskritai analitikai nemano, kad variklio tiekimas yra tokia didelė kliūtis, kaip akumuliatoriai.
Elektronika
Elektros automobiliai yra, kaip riedantys kompiuteriai. Konsultacinė įmonė P3 Group teigia, kad jiems reikia daugiau, nei dvigubai daugiau puslaidininkinių lustų, nei vidaus degimo transporto priemonėms – maždaug 1300, palyginti su 600.
Lustai valdo viską – nuo to, kaip elektromobiliai paima elektrą iš akumuliatorių, iki to, kaip šios sultys patenka į variklius, iki baterijų įkrovimo. Jie konvertuoja akumuliatorių nuolatinės srovės išvestį į kintamąją srovę, kurios reikia daugumai variklių. Kaip ir daugelyje transporto priemonių, lustai valdo stabdymą, klimato kontrolę ir saugos funkcijas, tokias, kaip oro pagalvės.
Visa tai reikalauja tvirtos tiekimo grandinės, kas per pastaruosius kelerius metus buvo akivaizdžiai aišku, nes automobilių gamintojai turėjo apriboti gamybą dėl lustų trūkumo.
Analitikai nenumato, kad elektromobilių pramonė ateityje susidurs su lustų trūkumu. Pavyzdžiui, ponas Kumaras yra optimistiškai nusiteikęs, kad kelių lustų gamintojų planai statyti daugiau JAV gamyklų, kuriuos iš dalies paskatino šiais metais priimtas 280 mlrd. dolerių paramos įstatymas.
Pasak jo, viena laukinė korta yra tai, kiek transporto priemonių gamintojai ir toliau pasitiki Taivanu, pasaulyje dominuojančiu puslaidininkių gamintoju. Taivanas „turi savo geopolitines problemas“, – sako J. Kumaras, turėdamas omenyje jo nepalankius santykius su Kinija, kuri teigia, kad ši salos valstybė yra Kinijos.
---
Ponas Ziegleris yra buvęs „Wall Street Journal“ reporteris ir redaktorius. Parašykite jam el. laišką adresu reports@wsj.com." [1]
1. Alternative Energy (A Special Report) --- Electric Vehicles Require Lots of Scarce Parts. Is The Supply Chain Up to It? As the car industry gears up to expand EV output, here's a look at the status of the components it will need
Ziegler, Bart.
Wall Street Journal, Eastern edition; New York, N.Y. [New York, N.Y]. 14 Nov 2022: R.1.
Komentarų nėra:
Rašyti komentarą