Vi forventede, at dette ville være en artikel om, hvordan de stigende omkostninger til kritiske mineraler hæmmer den grønne brintovergang.
Men i løbet af de to måneder, det tog os at grave dybt i forsyningskæderne, faldt prisen på kobolt, et kritisk mineral, der bruges til fremstilling af batterier, elektronik og grønne brintelektrolysatorer, med 35 %. Nikkel og zink, to andre vigtige mineraler til brintelektrolyseanlæg, er faldet 30 % og 35 % i forhold til året før. Mens risikoen er høj i et miljø med stigende priser, er der masser af muligheder, når priserne falder.
Vores resultater viser, at brintelektrolysører er overraskende sårbare over for udsving i priserne på kritiske mineraler. Men til vores overraskelse, da vi talte med udviklere af grøn brint, var der kun få, der havde strategier til at afbøde de risici, det medførte, eller til at udnytte mulighederne, når de viste sig.
Brintelektrolysatorer er afhængige af en række kritiske mineraler. Hver elektrolyseteknologi bruger en forskellig blanding af metaller og varierende mængder af bestemte mineraler. Derfor har hver elektrolyseteknologi et forskelligt sæt af upstream-risikoeksponeringer.
Kritiske mineralanvendelser efter systemtype for elektrolyseteknologi
Dagens dominerende elektrolyseteknologi, alkalisk elektrolyse (AE), kræver store mængder af relativt almindelige metaller som zink, kobber og nikkel. Risiciene i forsyningskæden på disse markeder skyldes underinvestering i at bringe nye ressourcer online kombineret med stigende efterspørgsel på tværs af energi- og andre teknologisektorer.
Nyere elektrolyseteknologier fokuserer på at levere driftsegenskaber, der er ideelle til grøn brintproduktion. Men for at opnå disse præstationsstandarder er de afhængige af sjældnere mineraler.
PEM-elektrolysører (proton exchange membrane) bruger små mængder platin og iridium, to af verdens sjældneste og dyreste metaller. For at sætte det i perspektiv kan 1 kg platinmetaller, der skal bruges til en PEM-elektrolysator i MW-skala, koste mere end de 10 tons mineraler og metaller, der skal bruges til en landvindmølle på 1 MW.
Fastoxid-elektrolyseceller (SOEC) er på den anden side afhængige af de sjældne jordarter yttrium og kobolt. Forsyningskæderne for disse er stærkt koncentreret i Kina og Den Demokratiske Republik Congo, hvor der er kendte risici for krænkelser af menneskerettigheder og arbejdskraft.
Rambøll undersøgte en række energiteknologier, herunder både fossile brændstoffer og vedvarende energi, og fandt, at AE-elektrolyse havde den højeste andel af de samlede kapitaludgifter (CAPEX), der var bundet til mineralomkostninger.
Grøn brint er i øjeblikket ikke omkostningskonkurrencedygtig med brint fremstillet af fossile brændstoffer. Det skal blive billigere for at kunne konkurrere. På kort sigt er en måde at gøre det på at skaffe mineraler så billigt som muligt. På lang sigt vil virksomhederne nedbringe omkostningerne ved at designe systemer, der bruger færre og billigere mineraler. Men uanset hvad vil der være en konkurrence mellem brint og andre energiomstillingsteknologier om begrænsede kritiske ressourcer.
Samlet CAPEX og mineralomkostninger som procentdel af samlet CAPEX ($/KW, 2021)
Som de fleste infrastrukturprojekter gennemgår grønne brintprojekter fire nøglefaser:
- Udvikling og valg af sted (i denne artikel kaldet "udvikling")
- Ingeniørarbejde, indkøb og konstruktion ("implementering")
- Drift og vedligeholdelse ("drift")
- Nedlukning
Set fra en uafhængig grøn brintudviklers perspektiv (som ikke er vertikalt integreret i hverken elproduktions- eller elektrolyseforsyningskæder) skifter eksponeringen for forskellige kritiske mineralforsyningskæder over tid, efterhånden som projektet skrider frem gennem sine vigtigste milepæle. Dermed skifter den risiko, der er forbundet med eksponeringen, som illustreret nedenfor.
Kritiske mineralrisici forsvinder aldrig helt
Efterhånden som markedet modnes, bevæger mange grønne brintprojekter sig fra udvikling til implementering - den fase, hvor projekterne er mest udsatte for afbrydelser i kritiske mineralforsyningskæder. Det gør risikostyring af forsyningskæden særlig relevant i dag.
Prisstigninger og knaphed på mineraler kan forårsage forsinkelser og omkostningsoverskridelser.
I betragtning af den høje andel af kritiske mineraler i den samlede CAPEX for grønne brintteknologier (især AE) kan et ustabilt år med en prisstigning på et vigtigt mineral i sidste ende gøre et ellers rentabelt projekt til et tabsgivende projekt. I mellemtiden forbliver et lignende projekt, der er isoleret fra chokket på grund af en mere omfattende risikobegrænsningsstrategi, rentabelt.
Den gode nyhed er, at der allerede findes etablerede strategier for brintudviklere til at afdække og omgå risici, herunder:
- lære af andre grønne teknologier som f.eks. elbilbatterier og vindkraft
- anvendelse af gennemsigtighed i forsyningskæden, partnerskaber med upstream-leverandører og principper for cirkulær økonomi for at frigøre muligheder for at sikre sig mod markedsforstyrrelser.
Udviklere, der følger disse strategier, vil have større chance for at få succes, mens mindre forberedte konkurrenter risikerer at miste både tid og penge på et stadig mere konkurrencepræget marked.
For spørgsmål og kommentarer, kontakt venligst redaktøren af denne historie ,Anders Brønd Christensen, Content Advisor hos Rambøll.
Hvad er kritiske mineraler?
Kritiske mineraler er en kategori af elementer, der har strategisk og økonomisk betydning, som f.eks. zink, platin og nikkel, der bruges i vedvarende energiteknologier. Mange af disse mineraler har forsyningskæder, som er sårbare over for forstyrrelser, f.eks. sjældne jordarter, som næsten udelukkende raffineres i Kina.
Vil du vide mere?
Sasha Wedekind
Senior Manager, Energy Transition Management Consulting