Maailmanpankin raportin mukaan grafiitti on välttämätön materiaali niin sähköautojen akuissa kuin kiinteissä energiavarastoissa. Samaan aikaan grafiitin kaivostuotanto ja prosessointi ovat ilmaston globaalin lämpenemisen näkökulmasta riski. Raportti ennustaa, että ns. puhtaiden energiateknologioiden mineraalien kulutus tulee nousemaan vahvasti keskusteluun seuraavan vuosikymmenen aikana.
Maailmanpankin tuore raportti ”Minerals for Climate Action: The Mineral Intensity of the Clean Energy Transition” nostaa grafiitin isoon rooliin uusien energiavarastojen kehityksessä. Raportti ennustaa grafiitin edustavan 54 prosentin osuutta energiavarastojen koko mineraalitarpeesta vuoteen 2050 mennessä. Luku on huomattavasti suurempi kuin nikkelin (19%), koboltin (6%), lyijyn (6%), mangaanin (6%) ja litiumin (4%).
Vaikka litium usein varastaa huomion, grafiittia tarvitaan suuret määrä akkujen anodien valmistukseen. Ja akuthan ovat keskeisessä roolissa sähköautojen ja kiinteiden energiavarastojen kehityksessä, muistuttaa Roskill arvioidessaan Maailmanpankin raporttia.
Kuva 1. Vähähiiliset teknologiat. (lähde: The World Bank, 2020)
Markkinatutkimuslaitos Benchmark Mineral Intelligence (BMI) on arvioinut tulossa olevien litiumioniakkutehtaiden vaikutusta grafiitin kysyntään (kuva 1). Joulukuussa 2019 putkessa oli BMI:n mukaan jo 115 megaluokan li-ion-akkutehdasta.
Kuva 2. Suunnitteilla/toteutusvaiheessa olevien li-ion-akkutehtaiden vaikutus grafiitin kysyntään (Lähde: SeekingAlpha / Benchmark Mineral Intelligence )
Ilmastohuolia grafiittiin liittyen
Maailmanpankin raportti nostaa esiin grafiittiin liittyviä ympäristöhuolia. Grafiittia voidaan tuottaa synteettisesti tai luonnongrafiittina kaivostuotannon kautta. Raportin mukaan grafiitin negatiiviset ilmastovaikutukset ovat toiseksi suurimmat heti alumiinin tuotannon jälkeen. Tämä on iso ongelma ns. vihreille teknologioille, joiden luoma kysyntä on grafiitin kasvun taustalla. Raportti arvioi, että puhtaiden energiateknologioiden mineraalien kulutus tulee saamaan entistä enemmän huomiota osakseen seuraavan vuosikymmenen aikana.
Kuva 3. Vähähiilisissä teknologioissa käytettävät mineraalit. (lähde: The World Bank, 2020)
Luonnongrafiitin jalostaminen litiumioniakkuihin sopivaan muotoon tapahtuu raportin mukanaan kokonaan Kiinassa, jossa lainsäädännön ympäristövaatimukset ovat väljemmät kuin länsimaissa, vaikka vaatimukset ovatkin tiukentumassa myös Kiinassa.
Korkeampi kustannustaso ja tiukemmat tuotantoon liittyvät ympäristöstandardit Kiinan ulkopuolella ovat pitäneet uudet grafiitin jalostajat poissa pelikentältä. Parhaillaan kehitetään kuitenkin uusia jalostusmenetelmiä, jotka tarjoaisivat kiinalaisille menetelmille kestävämmän vaihtoehdon.
Grafiitin kysyntä kasvaa 500% vuoteen 2050 mennessä
Maailmanpankin skenaarioiden mukaan grafiitin kysyntä kasvaa sekä absoluuttisesti että suhteellisesti, koska grafiittia tarvitaan anodien valmistamiseen akkuihin, joita käytetään yleisimmin sähköisessä liikenteessä ja sähköverkon energiavarastoissa.
Raportissa arvioidaan, että grafiittia tarvitaan vuositasolla noin 4,5 miljoonaa tonnia vuoteen 2050 saakka. Kumulatiivisesti tämä tarkoittaa 68 miljoonaa tonnia grafiittia, grafiitin kysynnän noustessa lähes 500 prosenttia vuoden 2018 tuotantomääriin verrattuna. Tämä havainnollistaa hyvin, miten kriittisessä roolissa litiumioniakkujen keskeinen raaka-aine grafiitti on siirryttäessä kohti puhtaita energiamuotoja.
Kuva 4. Ennuste uusien energiateknologioiden vaikutuksista eri mineriaalien vuosittaiseen kysyntään vuoden 2018 tasoon verrattuna. (lähde: The World Bank, 2020)
Mineraalien kysynnän riskimatriisi
Maailmanpankin raportin keskeinen elementti on ymmärtää, miten vähähiilisten teknologioiden aiheuttama kysyntä voi heijastua mineraalien yleiseen kysyntää. Erityisen kriittisiä ovat mineraalit, joita käytetään useissa uusissa energiamuodoissa.
Kuvassa 5 esitetty kysynnän riskimatriisi perustuu yhteen raportin skenaarioista. Se tarkoituksena on havainnollistaa kysyntätrendejä suhteessa vuoden 2018 tuotantomääriin sekä absoluuttisina määrinä että suhteellisesti.
Matriisi perustuu kahteen indeksiin:
- Teknologian keskittymistä kuvaava indeksi (weighted coverage-concentration index, technology concentration index) havainnollistaa, kuinka monessa eri teknologiassa kyseistä mineraalia käytetään. Korkeimman arvon 1 saa kupari, jota käytetään hyvin laajasti. Muita mineraaleja verrattaan suhteessa kupariin.
- 2018-2050 tuotanto-kysyntä indeksi (demand index) kuvaa, kuinka paljon tuotannon pitää kasvaa uusien energiateknologioiden kysynnän kattamiseksi. Indeksissä on kaksi osaa: Suhteellinen kysyntä (relative demand) lasketaan vertaamalla energiateknologioiden aiheuttamaa vuoden 2050 kysyntää kyseisen mineraalin vuoden 2018 koko tuotantoon. Korkeimman arvon 1 saa grafiitti ja kaikki muut mineraalit saavat arvon suhteessa grafiittiin. Absoluuttinen kysyntä (absolute demand) lasketaan energiateknologioiden aiheuttamasta vuoden 2050 kysynnästä eri mineraaleille. Korkeimman arvon 1 saa alumiini, johon muita mineraaleja verrataan.
Indeksin molemmat osat saavan saman painoarvon laskettaessa tuotanto-kysyntä-indeksiä (production-demand index). Nämä kaksi indeksia kuvataan sitten nelikentässä (ks. kuva 5).
Kuva 5. Vähähiilisissä teknologioissa käytettävät mineraalit. (lähde: The World Bank, 2020)
Minerals for Climate Action: The Mineral Intensity of the Clean Energy Transition. World Bank Group, 2020.
Natural & Synthetic Graphite Outlook to 2030, 13th Edition. Roskill 2020 (forthcoming July 31, 2020).
(Julkaistu 24.5.2020)
Lähteet:
- Graphite supply must increase 500% under World Bank scenario. Roskill News Letter, May 19, 2020.
- Natural & Synthetic Graphite Outlook to 2030, 13th Edition. Roskill 2020 (forthcoming July 31, 2020).
- Minerals for Climate Action: The Mineral Intensity of the Clean Energy Transition. The World Bank, 2020.
- Graphite Miners News for the Month of December 2019. Seeking Alpha, Dec 30, 2019.
Lisää aiheesta:
Lisää korona-häiriöitä odotettavissa grafiitin globaaleihin toimitusketjuihin
Grafiittihiutaleiden hinnat leijailevat alaspäin Afrikan tuotannon myötä