De geopolitiek van lithium

Onder de kritieke mineralen nemen sommige een speciale plaats in. Het is bijvoorbeeld moeilijk voor te stellen dat een grote metropool normaal kan functioneren zonder zout. In de Middeleeuwen waren er in veel landen zogenaamde zoutrellen vanwege zouttekorten of belastingverhogingen. De situatie is vergelijkbaar met aardolieproducten, waarvan het transportsysteem van elk land sterk afhankelijk is. Sommige zeldzame aardmetalen of andere metalen staan niet zo prominent op de lijst van kritieke hulpbronnen, maar ze zijn noodzakelijk voor de productie en ononderbroken werking van het infrastructuursysteem van een land.

We gebruiken bijvoorbeeld lithium-ionbatterijen in ons dagelijks leven. Van gewone "vinger"-batterijen, mobiele telefoons, laptops en huishoudelijke apparaten tot elektrische auto's, drones en gespecialiseerde apparatuur zoals onderzeeërs - voor al deze apparaten is lithium nodig. Lithium en zijn derivaten hebben nog andere industriële toepassingen. Lithiumcarbonaat (Li2CO3) wordt gebruikt bij de productie van glas en keramiek en in farmaceutische producten. Lithiumchloride (LiCl) wordt gebruikt in de airconditioningindustrie, terwijl lithiumhydroxide (LiOH) tegenwoordig het favoriete kathodemateriaal is voor lithium-ionbatterijen in elektrische voertuigen.

Lithium wordt gewaardeerd als oplaadbaar materiaal omdat het meer energie in verhouding tot zijn gewicht opslaat dan andere batterijmaterialen.

Het is een giftig metaal dat moeilijk te ontginnen (er moet 100 ton erts worden verwerkt om één ton lithium te produceren) en te verwijderen is, maar desondanks wordt er wereldwijd "jacht" gemaakt op zijn reserves.

Wereldwijd wordt lithium beschouwd als een strategische, maar niet schaarse hulpbron. Het komt in de natuur voor in een groot aantal vormen, meestal in lage concentraties. Het is momenteel economisch haalbaar om lithium uit twee bronnen te winnen - pekels (continentaal en geothermisch) of "hard gesteente" (pegmatieten, hectoriet en jadariet). Pekelwater is goed voor ongeveer 50% van de wereldreserves (bron).

Producenten gebruiken jaarlijks meer dan 160.000 ton van dit materiaal. Er wordt verwacht dat het wereldwijde lithiumverbruik tegen 2025 minstens 200.000 ton zal bedragen, en dat dit in het volgende decennium nog eens bijna 10 keer zo groot zal worden.

Maar er is een geografische nuance - de afzettingen van lithium zijn beperkt tot een klein aantal landen, waardoor de winning ervan automatisch een geopolitieke betekenis krijgt.

Volgens de US Geological Survey (USGS) werden de grootste lithiumvoorraden ter wereld vorig jaar geschat op 21 miljoen ton in Bolivia, 19 miljoen ton in Argentinië, 9,8 miljoen ton in Chili, 9,1 miljoen ton in de Verenigde Staten, 7,3 miljoen ton in Australië en 5,1 miljoen ton in China. De dienst schat de verwachte lithiumreserves van Rusland op 1 miljoen ton (bron).

Bolivia, Argentinië en Chili vormen de zogenaamde lithiumdriehoek. Deze wordt beschouwd als van toenemend strategisch belang, omdat de landen een technologisch voordeel willen behalen door de lithiumindustrie te beheersen. Deze driehoek gebruikt de verdampingsmethode, waardoor de kosten van lithium er lager zijn dan in de mijnbouw. Geschat wordt dat de lithiumdriehoek in de zoutmoerassen van Bolivia, Chili en Argentinië goed is voor 56% van de wereldvoorraden, 52% van de wereldreserves en een derde van de wereldproductie in 2021.

In Chili wordt lithium beschouwd als een strategische hulpbron. Besluit nr. 2886 (Ministerio de Minería, 1979) verklaarde het voorbehouden aan de staat en sloot het uit van alle mijnbouwconcessieregelingen, behalve voor die entiteiten die vóór 1979 mijnbouwconcessies (pertenecias mineras) hadden. Als gevolg daarvan delven twee privébedrijven al meer dan 25 jaar lithium - het in de VS gevestigde Albemarle en Chemical & Mining Co. of Chile Inc, die beide actief zijn in concessiegebieden van de Chileense Corporatie voor de Ontwikkeling van Productie (CORFO) in de Atacama-zoutvlakte.

In Argentinië is de situatie enigszins anders. Amerikaanse bedrijven delven daar al meer dan 20 jaar lithium, en nu hebben Canadese, Australische, Chinese en Japanse bedrijven zich bij hen aangesloten. In de afgelopen tien jaar was Argentinië het meest dynamische land wat betreft de uitbreiding van de lithiumproductie, met zo'n 38 projecten in verschillende stadia van voorlopige uitvoering. Desondanks beschouwt de nationale overheid lithium niet als een strategische hulpbron (met uitzondering van de provincie Jujuy, die het als strategisch heeft verklaard). Zoals bij elke andere mijnbouwactiviteit is het regelgevend kader gebaseerd op de nationale grondwet, de mijnbouwcode en de mijnbouwwet. Het beheer van de mijnbouwbronnen is gedelegeerd aan de provincies. Het federale kader verleent de provincies het recht om concessies aan particuliere en openbare entiteiten vast te stellen en de normen voor het reguleren van mijnbouwactiviteiten binnen hun jurisdictie.

Op dit moment zijn er twee belangrijke productielocaties in Argentinië:

• Een publiek-privaat partnerschap in Salar de Olaroz (provincie Jujuy), geëxploiteerd door Sales de Jujuy S.A., eigendom van Orocobre Limited, in een joint venture met Toyota Tsusho Corporation (TTC) en Jujuy Energía y Minería Sociedad del Estado (JEMSE - een bedrijf dat eigendom is van de provinciale overheid van Jujuy);
• een particulier bedrijf (Minera del Altiplano S.A.) dat eigendom is van Livent (voorheen FMC Corporation) en actief is in Salar del Hombre Muerto (provincie Catamarca).

Bolivia is een speciaal geval; hoewel het 's werelds grootste lithiumafzetting heeft, heeft het de wereldwijde lithiummarkt nog niet op een noemenswaardige manier betreden. De bestuursstructuur bepaalt de strategische status van lithium en gecentraliseerd staatsbeheer via het staatsmijnbouwbedrijf Yacimientos del Litio Boliviano (YLB). Meer dan een decennium lang, met een overheidsinvestering van ongeveer US$1 miljard, richtte de overheidsstrategie zich op het bouwen van infrastructuur voor de LIB-waardeketen, maar had zeer bescheiden resultaten in termen van lithiumcarbonaatproductie.

Pas in de industrialisatiefase van de kathode- en batterijproductie ontstaat ruimte voor publiek-private partnerschappen, waarbij de overheid minstens 55% van de nettowinst behoudt. In december 2018 registreerde YLB formeel een joint venture (YLB-ACISA) met het Duitse ACI Systems GmbH voor een lithiumhydroxide industrieel complex, maar de regering van Evo Morales annuleerde het contract na protesten in Potosí tegen de voorwaarden van de overeenkomst. Eerder dat jaar tekende de regering-Morales ook een joint venture overeenkomst met het Chinese consortium Xinjiang TBEA Group-Baocheng voor de exploratie en winning van grondstoffen in de zoutmoerassen Coipas en Pastos Grandes.

Het Boliviaanse staatsbedrijf YLB en het Chinese CATL BRUNP & CMOC (CBC) tekenden onlangs een overeenkomst waarbij de Boliviaanse partij toezicht zal houden op het hele industrialisatieproces van zachte metalen, van mijnbouw tot commercialisering. De Chinese partners zullen meer dan $1 miljard investeren in de kosten van de inbedrijfstelling en de bouw van industriële complexen.

De overeenkomst omvat de oprichting van twee industriële complexen met directe lithiumwinningstechnologie in Potosí en Oruro.

De Braziliaanse professor Bruno Lima gelooft dat "als andere landen het model van Bolivia voor de industrialisatie van lithiumproductie kopiëren en een winstgevend partnerschap voor technologieoverdracht aangaan, ze zullen slagen".

Volgens hem "[zal Bolivia] zich niet beperken tot verkoop aan de internationale markt, maar zal het een complete cyclus creëren. Een deel van het lithium wordt verkocht aan de internationale markt, zoals China, maar het andere deel gaat naar verwerking, overdracht en technologische ontwikkeling."

Hij voegt er echter aan toe dat "het ideaal zou zijn als deze operaties buiten de dollarnorm om zouden plaatsvinden. We hebben het hier echt over een kwalitatieve sprong voorwaarts voor de Latijns-Amerikaanse aanwezigheid op de markt en in het internationale systeem" (bron).

Opgemerkt moet worden dat Bolivia opzettelijk Amerikaanse bedrijven verhindert om in Bolivia te opereren, met begrip voor hun bedoelingen en doelen. In 2022 werd het Amerikaanse bedrijf EnergyX daar gediskwalificeerd. Het eerder genoemde Duitse ACI is ook in de problemen gekomen.

Aangezien in het geval van ACI de belangrijkste beslissing betrekking had op de erkenning van de rechten van lokale gemeenschappen op voordelen en compensatie op hun grondgebied, evenals het risico op milieuschade, zullen deze onderling samenhangende trends alleen maar toenemen.

Milieuaspecten zijn echter op de een of andere manier direct gerelateerd aan lithiumwinning, ongeacht wie erbij betrokken is. Hoewel er een breed scala aan lithiumwinningsmethoden beschikbaar is, vereisen de belangrijkste methoden, waaronder mijnbouw in harde gesteenten en de winning van lithium uit zeewater, grote hoeveelheden energie. Deze processen verstoren de natuurlijke grondwaterspiegel, de lokale biodiversiteit en de ecosystemen van de omliggende gemeenschappen. De winning en raffinage van nikkel heeft bijvoorbeeld al geleid tot gedocumenteerde schade aan zoetwater- en mariene ecosystemen in Australië, de Filippijnen, Indonesië, Papoea-Nieuw-Guinea en Nieuw-Caledonië.

Verontreiniging door deze werkzaamheden heeft niet alleen gevolgen voor oceanen en ecosystemen, maar veroorzaakt ook milieurisico's gedurende de hele levenscyclus van batterijen, van de winning van grondstoffen voor de productie tot de verwijdering van oude batterijen op stortplaatsen, wat gezondheidsrisico's oplevert voor werknemers en gevolgen heeft voor nabijgelegen gemeenschappen vanwege de giftigheid van zware metalen zoals lithium (bron).

Daarom zullen de milieueisen strenger worden en zullen nieuwe extractie- en recyclingtechnologieën worden toegejuicht.

Het lijkt erop dat zeewater de problemen van lithiumlevering aan de markten kan oplossen, aangezien de wereldzeeën 180 miljard ton lithium bevatten. Maar het percentage lithium dat erin zit, is ongeveer 0,2 deeltjes per miljoen. De beschikbare verdampingstechnologieën zijn tijdrovend en vereisen een grote hoeveelheid speciale ruimte, waardoor ze economisch niet levensvatbaar zijn.

Een nieuwe benadering is het maken van speciale elektroden die selectiever werken. Dergelijke experimenten worden uitgevoerd aan de universiteit van Stanford, waar ze de elektrode hebben gecoat met een dunne laag titaniumdioxide als barrière. Omdat lithiumionen kleiner zijn dan natriumionen, is het voor hen gemakkelijker om zich door en in de meerlaagse elektrode te persen. Bovendien is de manier waarop de elektrische spanning wordt geregeld veranderd, en dit heeft de prestaties verbeterd, hoewel deze methode nog steeds vrij duur is (bron).

Wat de bedrijfsstructuur betreft, zijn er wereldwijd vijf grote bedrijven die lithium leveren: Albemarle (Verenigde Staten), Ganfeng (China), SQM (Chili), Tianqi (China) en Livent Corp (VS) (bron).

De productie van batterijen heeft een iets andere geografie. In 2021 waren Australië, Chili en China goed voor 94% van de wereldwijde productie van lithium-ionbatterijen. Maar in de afgelopen jaren heeft Chili zijn leidende rol in de wereldwijde lithiummarkt verloren, omdat Australië zijn mijnbouwactiviteiten in harde gesteenten snel heeft uitgebreid.

Opgemerkt moet worden dat lithium volledig recyclebaar is, dus het is geen verbruiksproduct zoals olie. Daarom zullen we, zelfs als lithiumbatterijen verbrandingsmotoren aanzienlijk beginnen te vervangen, niet per se een "lithiumbeleid" zien dat het huidige "oliebeleid" vervangt. Niettemin, als de vraag naar elektrische voertuigen de komende jaren dramatisch toeneemt (er wordt verwacht dat deze in 2027 $985 miljard zal bedragen), zullen landen met grote lithiumvoorraden veel meer macht hebben dan ze nu hebben in de economische en geopolitieke hiërarchie (bron).

Daarom vreest de VS dat "omdat lithiumleveringsketens cruciaal zullen zijn voor de toekomst van technologie en schone energie, lithium de komende jaren een belangrijke rol zal spelen in de concurrentie tussen de Verenigde Staten en hun rivalen, voornamelijk China. China leidt momenteel de wereldproductie van elektrische voertuigen. Dit komt grotendeels doordat het 55 procent van de chemische lithiumreserves heeft verworven die nodig zijn voor de batterijen van elektrische auto's, voornamelijk door zijn vroege investeringen in grote mijnbouwactiviteiten in Australië"; (bron).

De EU maakt zich ook zorgen over haar afhankelijkheid van lithiumleveringen. In het upstreamsegment van de waardeketen levert Chili meer dan 70% van de lithiumvoorraad van de EU. Aangezien er ook andere mineralen nodig zijn om batterijen te maken, strekt de afhankelijkheid zich in het grote geheel uit tot andere landen.

De Democratische Republiek Congo levert meer dan 60 procent van het kobalt dat in de EU wordt verwerkt. China voorziet op zijn beurt in ongeveer de helft van de totale vraag van de Unie naar natuurlijk grafiet. Bovendien komt de internationale afhankelijkheid van de EU in de koolstofarme sector ook voort uit het feit dat haar eigen productiecapaciteit voor batterijcellen nog steeds relatief zwak is. In 2020 bedroeg de batterijproductie in de EU slechts 9 procent van de wereldwijde batterijproductie (bron).

Het is niet meer dan logisch dat de EU prioriteit probeert te geven aan risicovolle investeringen in batterijontwerpen die minder afhankelijk zijn van schaarse natuurlijke hulpbronnen zoals kobalt, nikkel of lithium.

Geopolitieke spanningen en mogelijke onderbrekingen in de aanvoer van lithium worden niet alleen in het Westen benadrukt.

In mei 2023 merkte Asia Times op dat de top drie producerende landen meer dan 80 procent van de belangrijkste mineralen verwerken die in lithiumbatterijen worden gebruikt. China domineert de verwerking van bijna alle mineralen, met meer dan 50% van het totale marktaandeel, met uitzondering van nikkel en koper, waarvan China respectievelijk 35% en 40% in handen heeft.

"Wetenschappelijk-intensieve industrieën zijn afhankelijk van de onderlinge afhankelijkheid tussen landen met verschillende ontwikkelingsniveaus. Dit werkt goed in tijden van geopolitieke stabiliteit en samenwerking, maar de hoge concentratie van verwerking in de toeleveringsketen van lithiumbatterijen betekent dat deze kwetsbaar is voor verstoring door oorlogen, wereldwijde pandemieën, natuurrampen of geopolitieke spanningen.

Australië heeft 's werelds grootste lithiumreserves voor de productie van batterijen en de exportinkomsten zijn sterk gestegen, waarbij lithium de op vijf na meest waardevolle exportgrondstof van Australië is geworden. Australië moet overwegen hoe het kan profiteren van de hausse en welke rol het kan spelen in de lithiumwedloop.

Australië en China vullen elkaar aan in deze toeleveringsketen. Australië levert 46 procent van alle lithiumchemicaliën ter wereld, en een groot deel daarvan gaat naar Chinese verwerkingsfabrieken en vervolgens naar Chinese fabrikanten van batterijen en elektrische voertuigen.

China produceert 60 procent van alle lithiumproducten ter wereld en 75 procent van alle lithium-ionbatterijen, voornamelijk voor de snelgroeiende markt voor elektrische voertuigen, die 60 procent van het wereldwijde totaal uitmaakt.

Om Australië hogerop in de waardeketen te krijgen zijn investeringen en technologie nodig, en er zijn aanzienlijke milieukosten mee gemoeid. Zonder schaalvoordelen zullen producten van Australische makelij niet wereldwijd kunnen concurreren. Australië moet nadenken over een industriebeleid op lange termijn waarmee het land een rol kan spelen in de strijd tegen klimaatverandering, in plaats van ingeklemd te zitten tussen rivaliserende grootmachten.

Australië is verwikkeld in een supermachtrivaliteit tussen China en de Verenigde Staten over de controle over lithium"; (bron).

En de VS loopt nog steeds achter op China wat betreft lithiumwinning en batterijproductie. Naar schatting 3,6 procent van de lithiumreserves in de wereld is daar geconcentreerd, met één lithiummijn in Nevada (hoewel er andere gepland zijn), en slechts 2,1 procent van het lithium in de wereld wordt er verwerkt.

Maar in de jaren '90 was de VS de leider op het gebied van lithiumproductie. De industrie werd gehinderd door een combinatie van goedkopere productie overzee, strenge milieuregels en de macht van inheemse volkeren, die vaak eigenaar zijn van land waar lithiummijnen zijn. De grote drang om groen te gaan produceren heeft de prioriteiten van de VS veranderd - tenzij de Verenigde Staten binnenlandse bronnen van lithium ontwikkelen of aanvullende bronnen in het buitenland veiligstellen, wordt het land geconfronteerd met een bedreiging voor zijn nationale veiligheid omdat China zijn eigen toegang tot de bron uitbreidt (bron).

De huidige situatie werpt ook de vraag op hoe de lithiumvoorraden gecontroleerd kunnen worden, aangezien het Westen allerlei sancties probeert op te leggen aan ongewenste staten die een onafhankelijk beleid voeren. En volgens de auteur van de RAND Corporation is dat niet zo eenvoudig. "De speciale vereisten voor leveranciers van kritieke mineralen om krediet te krijgen voor schone voertuigen zijn bedoeld om een grotere productie buiten China aan te moedigen, dat de wereldwijde toeleveringsketens voor batterijen voor elektrische voertuigen domineert. Een bepaald percentage van de mineralen moet binnenlands zijn of uit een land waarmee de Verenigde Staten een vrijhandelsovereenkomst heeft, en geen enkel mineraal mag afkomstig zijn van een "buitenlandse belanghebbende partij", waaronder China valt. De dominantie van één leveringsbron maakt de rest van de wereld kwetsbaar voor verstoringen, en het feit dat die bron China is, maakt de angst van de Verenigde Staten en haar bondgenoten alleen maar groter"; (bron: https://www.rand.org/blog/2023/04/do-car-companies-know-where-their-critical-minerals.html).

Een andere RAND-publicatie merkte op dat China een enorm aandeel heeft in de productie van lithium-ionbatterijen. Op dit moment wordt daar respectievelijk 91% en 78% van alle anoden en kathoden van batterijen geproduceerd, en 70% van de wereldwijde celproductie. China heeft ook laten zien dat het bereid is om de export van kritieke mineralen, zoals zeldzame aardelementen, te beperken om handelspartners te dwingen. Dergelijke exportbeperkingen zouden een negatieve invloed kunnen hebben op de hele Amerikaanse economie en in het bijzonder op de groeiende markt voor elektrische voertuigen. Maar ze zouden ook het vermogen van de defensie-industrie kunnen ondermijnen om het Amerikaanse leger te ondersteunen (bron).

Er zijn immers bepaalde maatstaven aan de hand waarvan technologische superioriteit in geopolitieke concurrentie bepaald kan worden. En in ons geval zijn gigafabrieken een belangrijke indicator voor wie en waar de platformtechnologie voor elektrische voertuigen zal domineren (en daarna). De term, oorspronkelijk bedacht door Tesla, verwijst naar grootschalige productiecapaciteit van elektrische batterijen (voor elektrische voertuigen en energieopslag). De capaciteit wordt gemeten in gigawattuur (GWh). De relevantie van deze gigafabrieken is in de loop der tijd drastisch toegenomen, omdat deze bron een belangrijke bron van directe buitenlandse investeringen is geworden en noodzakelijk is geworden om batterij-gerelateerde industrieën, voertuigfabrikanten en toeleveringsketens te ondersteunen. Volgens de Automotive database (2021) heeft Europa slechts 25 procent van de gigafabrieken, terwijl Azië 71 procent heeft (China bezit 69 procent van de capaciteit). Als China de leiding neemt in gigafabriekscapaciteit met de snelheid en schaal die de wereldwijde vraag vereist, kunnen gigafabrieken een "geopolitieke hotspot" worden die verder gaat dan alleen geografische concentratie van infrastructuur (bron).

Ondertussen is China's uitbreiding naar andere markten opmerkelijk. Het Chinese Contemporary Amperex Technology Co. Limited (CATL) niet alleen 22% van de totale gigafabriekscapaciteit van 500 GWh in 2021, maar breidt het nu zijn activiteiten in Europa uit en zal het waarschijnlijk zijn aanwezigheid in de Verenigde Staten en andere belangrijke regio's vergroten.

In 2022 staan er 92 gigafabrieken in Azië, 23 in Europa en 13 in Noord-Amerika. De percentages zijn dus als volgt - 72, 18 en 10. Paradoxaal genoeg heeft Latijns-Amerika, dat goed is voor het grootste deel van de lithiumproductie, helemaal geen gigafabrieken. Afrika ook niet.

In Rusland is de lithiumhausse nog maar net begonnen. Tijdens SPIEF-2023 werd een overeenkomst getekend over de ontwikkeling van de Kolmozersky lithiumafzetting in de regio Moermansk. De ontwikkeling van de ertslaag zal het mogelijk maken om de eerste Russische productie van lithiumhoudende grondstoffen te creëren, waardoor het mogelijk wordt om geavanceerde Russische bedrijven van lithium te voorzien. Onder hen bevindt zich een fabriek voor de productie van lithium-ionbatterijen in de regio Kaliningrad, die volgens de planning in 2025 van start zal gaan. De ertslaag zelf bevat ongeveer 19% van de Russische lithiumreserves. Het erts bevat ook waardevolle strategische materialen - beryllium, niobium en tantaal (bron).

We kunnen alleen maar hopen dat er rekening wordt gehouden met de ervaringen van andere landen en dat Rusland ten minste iets meer binnenlandse gigafabrieken krijgt.

Vertaling door Robert Steuckers