EV-boom herschikt auto-supply chains: Lithiumtekort aanpakken

De wereldwijde elektrisch voertuig (EV) markt wordt verwacht $802,81 miljard waard te zijn in 2027, met een compound annual growth rate (CAGR) van 22,6% volgens Allied Market Research. Naarmate consumenteninteresse in EV's blijft groeien, staat de industrie voor tekorten op de korte termijn in de natuurlijke hulpbronnen die nodig zijn om deze voertuigen te brandstoffen. Bovenaan de lijst van niet-hernieuwbare materialen die nodig zijn om EV's te produceren, staat lithium. Dit is een integraal onderdeel in de batterij die deze voertuigen aandrijft en na ongeveer acht jaar vervanging vereist. De concurrentie om lithium is felle, en EV-autofabrikanten moeten plannen voor toekomstige acquisitie en beheer van het mineraal.

De oplossing omvat een multipronged benadering van ethische sourcing, recycling, hergebruik en herbestemming van materialen in downstream producten, evenals efficiëntieverbetering. Verhoogde batterijbereik en motorefficiëntie zouden gebruik in elke EV verlengen, en uiteindelijk bedrijven in staat stellen om te schakelen van hardwarefabricatie naar een softwarefocus.

In EV's zijn de hoofcomponenten het batterijpakket en de motor, die ongeveer 70% van de kosten van het voertuig uitmaken. Het opvoeren van efficiëntie in het batterijpakket en de motor betekent lagere kosten en hoger bereik. Het batterijpakket is het duurste deel van de auto vanwege de beperkte voorraad en geografische beperkingen van de grondstoffen.

Beperkt lithium

Als andere edele materialen, is lithium een mineraal van beperkte hulpbron, maar naarmate de interesse in EV of hybride voertuigen en batterij-aangedreven huizen toeneemt, zal de concurrentie en prijs voor lithium stijgen. Op dit moment wordt lithium wereldwijd uit verschillende bronnen gewonnen, wat economische, politieke en supply chain implicaties heeft. Gebaseerd op verwachte wereldwijde vraag naar EV's en klimaatdoelstellingen wereldwijd die roepen om gasauto's te reduceren, schat de Wereldbank dat vijf keer meer lithium verkregen moet worden om deze doelen te halen tot 2050.

Vanwege de toegenomen vraag, zijn lithiumtekorten waarschijnlijk op de korte termijn, wat leidt tot hogere productiekosten en gebrek aan beschikbaarheid, beide zullen hogere kosten doorberekenen aan de consument. Bovendien is de ethiek van lithiumsourcing ook belangrijk voor EV-klanten. Omdat veel van de mijnen in Afrika's Congoregio liggen, zijn er zorgen over kinderarbeid en conflict, wat sourcing onhoudbaar maakt voor de EV-mark.

Terwijl er extra mijnen bestaan in Argentinië en Canada, kijken sommige EV-fabrikanten, inclusief Tesla Inc., ernaar om hun eigen mijnen te kopen om een lopende mineraalbron te beveiligen en elke verduistering in materialsourcing te elimineren.

Slimme planning stopt niet met het kopen van mijnen, maar betekent ook het creëren van slimme contracten gebaseerd op blockchain. Deze contracten zouden voorzieningsroutes verschuiven in het geval van storing. Als bijvoorbeeld een grote storm de verzending van één mijn beïnvloedt, zouden slimme contracten sourcing verschuiven van de uitgeschakelde mijn naar andere mijnen om de tekortkoming in gemiste voorraad op te vangen, een storing eliminerend.

Verbruik verminderen

Een andere manier voor bedrijven om zich te isoleren van de erratische supply chain van lithium is om simpelweg minder te gebruiken. EV-bedrijven verkennen gegeneerde lithiumbronnen. Initiële onderzoek en ontwikkeling is gaande in de Bay Area om lithium in een laboratorium te synthetiseren, alsook om batterijen nog efficiënter te maken. Dat doel is om de benodigde materialen te reduceren tot 10% van de huidige praktijken. De beroemde kwantumbatterij zou een miljoen mijl kunnen rijden voordat vervanging nodig is. Elke van deze innovaties zou de hoeveelheid lithium die uit natuurlijke bronnen gewonnen wordt, aanzienlijk reduceren, evenals de complexiteit van supply chains verder reduceren.

Nog meer lithium — ongeveer 60% — kan teruggewonnen worden door recycling, hergebruik of herbestemming van batterijen, volgens het International Journal of Supply Chain Management. Als elke batterijlevensduur verlengd wordt van de huidige acht jaar naar nog enkele meer over de miljoenen EV's, zijn de energie- en kostenbesparingen substantieel.

Zodra de efficiëntie van een batterij daalt onder een bepaalde kilowatt per gewicht ratio of de laadcyclus te lang is, is het niet meer bruikbaar in EV's. De batterijen kunnen echter herprogrammeerd en gereconfigureerd worden voor gebruik in power walls. Alternatief kunnen de batterijen herverkocht worden aan wereldwijde markten, om bijvoorbeeld een e-rickshaw in India aan te drijven.

Efficiëntie in productie zal resulteren in diverse veranderingen downstream, inclusief meer veerkrachtige supply chains en een verschuiving in waarde-aanbod. Een efficiëntere EV zal kosten verlagen en de auto's openen voor een breder bereik klanten die het product eerder niet konden betalen. Ook, gestroomlijnde en innovatieve productie zal afhankelijkheid verminderen van lange leveringslijnen, complexiteit en afhankelijkheid van storing-gevoelige supply chains voorbijgaand. Zoveel als 90% van Teslas productie wordt in-house voltooid, en de supply chain van het bedrijf was veerkrachtig en ononderbroken tijdens de pandemie.

Nieuwe leveranciers zullen in spel komen naarmate leveringslijnen verschuiven; leveranciers betrokken bij het regenereren van een batterij zullen verschillen van huidige batterijfabrikanten.

Bestuurdersbehoeften zullen ook verschuiven, en downstream diensten zullen het verschil maken voor EV's. Een koper van een EV met een miljoen-mijl batterij komt niet terug voor een nieuwe auto of batterij voor enige tijd. Automaatschappijen zullen moeten schakelen naar het aanbieden van abonnementsdiensten, inclusief upgrades, kunstmatige intelligentie, verzekering of andere add-ons, samen met de auto. Het is een verschuiving van hardware naar software, inclusief updates aan de auto om efficiëntie te verhogen. Dit soort EV-model heeft het potentieel om de autodealer te elimineren voor een direct-tot-consument verkoop.

Interdependente supply chains

In 2018 stelde JP Morgan voor dat EV's en hybriden 30% van de markt kunnen innemen. De opkomst van het EV-ecosysteem zou leiden tot interdependente leveringslijnen voor laadinfrastructuur en de schone energiesector, alsook commerciële vlootveranderingen en innovaties, zoals bussen en vrachtwagens. Een werkelijk duurzame energierevolutie zou alleen resulteren wanneer de end-to-end levenscyclus van EV's (van baarmoeder tot graf) duurzaam is, en dit zou gebeuren zodra elektrische netten — en dus laders — converteren naar schone energie. Dit zou resulteren in de conversie van de dochter benzingeleveringslijnen naar schone energiemateriaal leveringslijnen.

Parallel aan EV-fabrikanten, maken legacy automobielmakers ook gasaangedreven motors efficiënter. Feitelijk zal er waarschijnlijk een tipping point komen waar gasaangedreven voertuigen kosten-effectiever zijn voor consumenten, aannemende dat de vraag naar gas gedaald is alsook prijzen bij de pomp. Dat is omdat hoewel EV's zullen blijven winnen in efficiëntie en dichter bij een prijspunt zullen komen dat bereikbaar is voor middelklasse kopers, EV's waarschijnlijk nog steeds meer zullen kosten. Uiteindelijk zullen automobielfabrikanten het best doen wanneer ze in staat zijn de grootste marktaandeel te vangen, door zowel EV's als gasvoertuigen te verkopen.

Het verschuiven van gasaangedreven naar hybride leveringslijnen vereist significante verandering. Het bewegen van zuivere gasmotor autodeelketens naar hybride delenketens betreft toegevoegde complexiteiten. De verschuiving omvat het herschikken en ontwerpen van de leverancierstijden. Op deze manier kan een leverancier die eerder alleen gasautodelen verkocht, tier twee of drie leveringen moeten uitbreiden van alleen gasdeelleveranciers nu ook EV-deelleveranciers. Het is ook belangrijk om in gedachten te houden dat personeel deel is van de supply chain en als serieuze blokkeerders kunnen dienen. Verandermanagement is nodig om agile paradigmaschuivingen te implementeren.

EV's winnen steeds meer automobielmarktaandeel en duwen legacy automakers om hun aanbod en daarmee hun supply chains aan te passen. Traditionele fabrikanten neigen ertoe om lange en zwaar uitgebesteede supply chains te hebben, wat ze kwetsbaarder maakt voor storingen. Bovendien zijn gasmotoren er voor tenminste de komende 20 jaar om te blijven, en die bedrijven zullen moeten aanpassen aan hybride productielijnen om de gasmotormarkten te behouden terwijl ze nieuwe EV- en ICE-markten betreden als deze open gaan. Dit zal de dynamiek van de leveringslijnen voor zowel upstream sourcing als downstream service-aspecten beïnvloeden. Pure EV-bedrijven aan de andere kant hebben hun voertuigen verfijnd tot een efficiënt ontwerp wat een korte supply chain vereist. Slimme contracten die verschuiven met leveringsstoringen staan meer nimble fabricatie toe. Een focus op voortgezet onderzoek in het verbeteren van ontwerpefficiëntie zal EV-bedrijven goed van pas komen naarmate de druk van natuurlijke hulpbronbeperkingen toeneemt.

Ajay Serohi is een staff product manager voor Tesla.