Welche Probleme gibt es in der Lieferkette für Elektrofahrzeugbatterien und wie können wir sie verbessern?
Da die Nachfrage nach Elektrofahrzeugen (EVs) weiter wächst, sind viele besorgt, dass wir nicht in der Lage sein werden, genügend Batterien zu produzieren, um diese EVs anzutreiben. Diese Besorgnis rührt von Problemen in der heutigen Lieferkette für EV-Batterien her.
Der Begriff “Lieferkette“ beschreibt den Prozess, durch den ein Produkt hergestellt und an einen Verbraucher geliefert wird. Probleme in der Lieferkette von EV-Batterien können die EV-Produktion verlangsamen, höhere Kosten verursachen und letztendlich die Einführung dieser kritischen Technologie verlangsamen. Um den Transport zu elektrifizieren, muss diese Lieferkette robust, nachhaltig und erschwinglich sein.
Dieser Artikel beschreibt die Lieferkette für Elektrofahrzeugbatterien, ihre aktuellen Herausforderungen und die laufenden Arbeiten zu ihrer Verbesserung. Wenn Sie erfahren möchten, was in eine EV-Batterie einfließt und wie sie funktioniert, lesen Sie den ersten Artikel der Reihe: Clean Energy 101: Electric Vehicle Batteries.
Die Schritte in der Lieferkette für EV-Batterien
Die Schritte zur Herstellung und Verwendung einer Batterie für Elektrofahrzeuge lassen sich in vier allgemeine Kategorien einteilen:
- Stromaufwärts: Minen fördern Rohstoffe wie Lithium, Kobalt, Mangan, Nickel und Graphit.
- Mittelstrom: Raffinerien und Verarbeiter reinigen die Rohstoffe, um Mineralien herzustellen, die für den Einsatz in der Technologie bereit sind.
- Stromabwärts: Batteriehersteller bauen die Batterien zusammen und verkaufen sie an Autohersteller, die sie in Elektrofahrzeuge einbauen. Einige Autohersteller wie Ford und Stellantis haben Partnerschaften mit Batterieherstellern geschlossen, um ihre eigenen Batterien für die von ihnen verkauften Fahrzeuge herzustellen.
- Ende des Lebens: Wenn Batterien ihren ursprünglichen Zweck nicht mehr erfüllen, können sie wiederverwendet oder recycelt werden.
Herausforderungen in der Lieferkette von EV-Batterien
Um mit der Nachfrage nach Elektrofahrzeugen Schritt zu halten, müssen politische Entscheidungsträger sowie der öffentliche und private Sektor die folgenden Fragen beantworten:
Woher bekommen wir die Rohstoffe für EV-Batterien?
Es gibt wahrscheinlich genügend Mineralienvorkommen in der Erdkruste, um die zukünftige Nachfrage nach Batterien für Elektrofahrzeuge zu befriedigen, aber die Ausweitung des Abbaus ist ein langwieriger und teurer Prozess. Außerdem wirkt sich der Bergbau oft negativ auf die Umwelt, die öffentliche Gesundheit und die Menschenrechte aus (mehr dazu weiter unten).
Es gibt auch einige Bedenken, dass wir Minen nicht schnell genug bauen und eröffnen werden, um mit der Nachfrage Schritt zu halten. Glücklicherweise können das Recycling und die Wiederverwendung von Batterien, Praktiken, die voraussichtlich in den nächsten zehn Jahren zunehmen werden, dazu beitragen, die Notwendigkeit, neue Rohstoffe abzubauen, auszugleichen.
Wie werden wir die Menschenrechte und die lokale Umwelt schützen?
Auf der ganzen Welt wird der Bergbau mit Menschenrechtsverletzungen in Verbindung gebracht, wie z. B. der Verwendung von Kinder- und Zwangsarbeit. In vielen Bergwerken fehlen grundlegende Arbeitsschutzmaßnahmen – wodurch das Leben der Arbeiter gefährdet wird – und der Abbau ist oft mit Umweltkosten verbunden. Bergbaupraktiken verursachen häufig eine Erschöpfung des Oberflächen- und Grundwassers, Bodenverschmutzung, Verlust der Artenvielfalt und andere negative Folgen, die Jahrhunderte andauern können.
Wie können wir die Lieferkette für Elektrofahrzeugbatterien besser überwachen, um sicherzustellen, dass lokale Gemeinschaften und Ökosysteme geschützt werden?
Heutzutage wissen nur wenige Autohersteller und Batteriehersteller, woher ihre Batteriemineralien stammen und wie sie extrahiert werden (obwohl das behoben werden kann). mehr Investitionen). Dadurch bleiben Menschenrechtsverletzungen und Umweltschäden oft unentdeckt. Eine wachsende Koalition von Interessengruppen arbeitet an diesen Themen, darunter Aktivisten und Fürsprecher, politische Entscheidungsträger, Regulierungsbehörden, Vertreter der Automobilindustrie und andere. Viele in der Rohstoffindustrie haben ebenfalls den Wunsch geäußert, diese Probleme anzugehen. Diese Strategien sind breit gefächert:
- „Batteriepässe“ sollen die Transparenz in der Lieferkette verbessern. Diese Pässe können Herstellern dabei helfen, zu zertifizieren, woher Batteriemineralien stammen, und zu überprüfen, ob diese Quellen weltweit anerkannten ethischen Praktiken folgen.
- Öffentlich-private Partnerschaften und Assurance-Prozesse erweisen sich ebenfalls als wirksame Instrumente. Organisationen wie die Initiative für verantwortungsvollen Bergbau Sicherheit Industrie, betroffene Gemeinden, Regierungen und andere zusammenbringen, um eine unabhängige Verifizierung und Zertifizierung durch Dritte anhand eines umfassenden Standards für alle abgebauten Materialien bereitzustellen. Dieser Prozess bietet eine umfassende Abdeckung der gesamten Bandbreite von Problemen im Zusammenhang mit den Auswirkungen von Minen im industriellen Maßstab.
- Autohersteller verpflichten sich sicherzustellen, dass die von ihnen verwendeten Materialien aus ethischen Quellen stammen.
Können wir die Widerstandsfähigkeit der Lieferkette erhöhen?
Die Wertschöpfungskette von EV-Batterien ist über die ganze Welt verstreut – Batteriemineralien reisen durchschnittlich 50.000 km von der Gewinnung bis zur Batteriezellenfertigung. Gleichzeitig, Ein Großteil des Mineralangebots konzentriert sich auf nur wenige Länder. Diese Faktoren machen die Lieferkette anfälliger für Störungen wie Änderungen in Allianzen und Handelsabkommen, Kriege und Konflikte, neue internationale Vorschriften und Naturkatastrophen. Durch die Stärkung unserer Partnerschaften mit anderen Ländern, die Verbesserung der Vorschriften, die Bereitstellung von mehr Ressourcen für die heimische Batterieproduktion und die Erhöhung des Batteriekreislaufs können wir die Lieferkette stärken, um sie widerstandsfähiger zu machen.
Unterbrechungen in der Lieferkette von EV-Batterien
Selbst die am besten geführten Lieferketten stoßen von Zeit zu Zeit auf Engpässe. Diese beinhalten:
- Extremes Wetter (z. B. Hurrikane, Tornados und Erdbeben, die sich auf die Energiezufuhr auswirken und Infrastrukturen wie Pipelines und Schifffahrtsrouten stören)
- Geopolitik (z. B. der Krieg zwischen Russland und der Ukraine)
- Ändern von Handelsallianzen zwischen Ländern oder Regionen
- Unternehmenskonsolidierung: Wenn heute eines der vielen an der Batterie-Lieferkette beteiligten Unternehmen eine Unterbrechung erfährt, sind andere davon betroffen. Da die Nachfrage nach Elektrofahrzeugen steigt, wird es wahrscheinlich einige große Akteure geben, die weitere Teile des Prozesses überwachen werden. Wenn also bei einem (oder mehreren) dieser Unternehmen Störungen auftreten, sind die Auswirkungen größer.
- Eine Änderung der Materialien aufgrund neuer Technologien erforderlich: Batteriechemie und -design ändern sich schnell; Viele von ihnen verwenden alternative und häufiger vorkommende Materialien. Diese Änderungen wirken sich auf das Lieferkettennetzwerk und die beteiligten Länder und Unternehmen aus.
Wir brauchen eine robuste Lieferkette für Elektrofahrzeugbatterien, um effektiv auf Störungen reagieren zu können.
Aktuelle Bemühungen zur Stärkung der Lieferketten für EV-Batterien
Die US-Regierung investiert in die Stärkung der Lieferketten für EV-Batterien und nutzt dabei eine Vielzahl von gesetzgeberischen Instrumenten:
Das Infrastrukturinvestitions- und Beschäftigungsgesetz (IIJA)
Das im November 2021 verabschiedete IIJA stellt Mittel für die unten aufgeführten Programme und Initiativen bereit, die darauf abzielen, die oben genannten Probleme anzugehen.
Das CHIPS- und Wissenschaftsgesetz
Der im August 2022 verabschiedete CHIPS and Science Act wird die amerikanische Halbleiterforschung, -entwicklung und -produktion finanzieren, was dazu beitragen wird, unsere Abhängigkeit von China bei den in Elektrofahrzeugen und vielen anderen Technologien verwendeten Halbleitern zu verringern. Zwei Programme werden Forschung und Entwicklung in fortschrittlicher Fertigung und Materialien mit insgesamt 2 Milliarden US-Dollar finanzieren.
Das Inflationsminderungsgesetz (IRA)
Die im August 2022 verabschiedete IRA konzentriert sich auf die Verbesserung der Herstellung und des Recyclings sauberer Energie; industrielle Dekarbonisierung; Verarbeitung, Veredelung und Recycling kritischer Materialien; Anreize für die heimische Produktion; Verbesserung der Lieferketten; und Elektrifizierung von Schwerlastfahrzeugen. Der Akt:
Wenn wir verstehen, wie die Lieferkette für Elektrofahrzeugbatterien funktioniert und welche Herausforderungen ihr gegenüberstehen, können wir wirksame Richtlinien zu ihrer Verbesserung und zur Verringerung der damit verbundenen Schäden entwickeln.
Von Alessandra Carreon, © 2021 Rocky-Mountain-Institut. Veröffentlichung mit Genehmigung. Ursprünglich gepostet am RMI.
Beitragsbild von Pixabay/Pexels (CC0-Lizenz)
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