Vi hade förväntat oss att texten skulle handla om hur den stigande kostnaden för kritiska mineraler hämmar omställningen till grön vätgas.
Men under de två månader det tog oss att ta göra en grundlig analys av leveranskedjorna sjönk priset på kobolt, ett kritiskt mineral som används för att tillverka batterier, elektronik och gröna vätgaselektrolysörer, med 35 %. Priset på nickel och zink, två andra kritiska mineraler för vätgaselektrolysörer, har sjunkit med 30 % respektive 35 % jämfört med året innan. Riskerna är stora i en miljö med stigande priser, men när priserna sjunker finns det gott om möjligheter.
Våra resultat visar att vätgaselektrolysörer är förvånansvärt sårbara för prisvolatiliteten för kritiska mineraler. Men när vi pratade med utvecklare av grön vätgas var det förvånansvärt få som hade strategier för att minska riskerna eller dra nytta av möjligheterna i samband med prisvolatiliteten.
Vätgaselektrolysörer kräver en mängd kritiska mineraler. Varje elektrolysörteknik använder en egen blandning av metaller och varierande mängder av vissa mineraler. Därför löper också varje elektrolysörteknik risk att utsättas för en specifik uppsättning risker uppströms.
Användning av kritiska mineral efter typ av elektrolysörteknik
Dagens dominerande elektrolysörteknik, alkalisk elektrolys (AE), kräver stora mängder relativt vanliga metaller som zink, koppar och nickel. På marknaderna för dem beror riskerna i leveranskedjan på underinvestering i att föra nya resurser online i kombination med ökad efterfrågan inom energisektorn och andra tekniksektorer.
Nyare elektrolysörtekniker fokuserar på att leverera driftsegenskaper som är idealiska för produktion av grön vätgas. Men för att uppnå rätt prestanda kräver de mer sällsynta mineraler.
Elektrolysörer med protonutbytesmembran (PEM) använder små mängder platina och iridium, två av världens mest sällsynta och dyraste metaller. Ett kilo av de metaller i platinagruppen som krävs för en PEM-elektrolysör i MW-skala kostar mer än de 10 ton mineraler och metaller som behövs för ett landbaserat vindkraftverk på 1 MW.
Fastoxidelektrolysörer (SOEC) är däremot beroende av yttrium och kobolt, som är sällsynta jordartsmetaller. Leveranskedjorna för dem är starkt koncentrerade till Kina och Demokratiska republiken Kongo, med kända risker för brott mot mänskliga rättigheter och arbetstagares rättigheter.
När Ramboll granskade ett antal olika energitekniker, inklusive både fossila och förnybara energikällor, visade det sig att AE-elektrolys hade högst andel totala kapitalutgifter knutna till mineralkostnader.
I dag är grön vätgas inte kostnadseffektivt jämfört med vätgas som produceras från fossila bränslen. Den behöver bli billigare för att vara konkurrenskraftig. Ett sätt att åstadkomma det på kort sikt är att skaffa mineraler så billigt som möjligt. På lång sikt kommer företagen att kunna sänka kostnaderna genom att designa system som använder färre och billigare mineraler. I vilket fall kommer det att bli konkurrens mellan vätgas och andra tekniker för energiomställning om begränsade kritiska resurser.
Totala kapitalutgifter och mineralkostnad i procent av totala kapitalutgifter(USD/KW,2021)
Liksom de flesta infrastrukturprojekt genomgår gröna vätgasprojekt fyra huvudfaser:
- Utveckling och val av plats (i den här artikeln ”utveckling”)
- Teknik, upphandling och konstruktion ("genomförande")
- Drift och underhåll (”drift”)
- Urdrifttagning
En oberoende utvecklare av grön vätgas (som inte är vertikalt integrerad i vare sig kraftproduktion eller leveranskedjor för elektrolysörer) interagerar med olika leveranskedjor för kritiska mineraler medan projektet fortskrider mellan viktiga milstolpar. Exponeringen för risker växlar på det sätt som illustreras nedan.
Risker med kritiska mineral försvinner aldrig helt
När marknaden mognar går många gröna vätgasprojekt från utveckling till genomförande – den fas där projekten löper störst risk från störningar i leveranskedjor för kritiska mineraler. Det betyder att riskhantering i leveranskedjan är särskilt relevant i dag.
Pristoppar och mineralbrist kan orsaka både förseningar och överskridna kostnader.
På grund av den tunga post som kritiska mineraler utgör av den totala kapitalkostnaden för grön vätgas (i synnerhet AE-tekniken) kan ett år med hög prisvolatilitet och en prisökning på ett viktigt mineral förvandla ett i övrigt lönsamt projekt till ett förlustprojekt. Samtidigt kan ett liknande projekt som är skyddat från prischocken med en mer omfattande strategi för riskreducering fortfarande vara lönsamt.
Den goda nyheten är att det redan finns etablerade strategier som vätgasutvecklare kan använda för att gardera sig mot och kringgå risker, bland annat:
- lära av andra gröna tekniker, som elbilsbatterier och vindkraft
- tillämpa öppenhet i leveranskedjan, partnerskap med uppströmsleverantörer och principer för cirkulär ekonomi för att öppna möjligheter att gardera sig mot marknadsstörningar
Utvecklare som följer de strategierna har större chans att lyckas än sämre förberedda konkurrenter, som riskerar att förlora både tid och pengar på en alltmer konkurrensutsatt marknad.
För frågor och kommentarer, kontakta redaktören för artikeln, Anders Brønd Christensen, Content Advisor hos Ramboll.
Vad är kritiska mineraler?
Kritiska mineraler är en kategori av grundämnen med strategisk och ekonomisk betydelse. Dit hör bland annat zink, platina och nickel, som används inom förnybar energiteknik. Många av dessa mineraler har leveranskedjor som är sårbara för störningar. Det gäller bland annat sällsynta jordartsmetaller, som nästan uteslutande raffineras i Kina.
Vill du veta mer?
Sasha Wedekind
Senior Manager, Energy Transition Management Consulting