Вирішення структурного дефіциту ланцюга постачання акумуляторів

Батареї, чи то в транспортних засобах, чи то в електромережі, стануть технологією, яка визначатиме 21 століття, але масштаб цього очікуваного попиту означає необхідність фундаментального переосмислення ланцюжка поставок, пише Грег Пітт, віце-президент з питань матеріалів для акумуляторів компанії Worley.

Хоча траєкторії попиту різняться, експерти сходяться на думці, що енергетичний перехід буде ускладнений структурним дефіцитом критично важливих мінералів – зокрема, літію, графіту, нікелю, міді та кобальту – вже в 2025 році.

Крім того, в міру того, як країни прискорюватимуть свої зусилля для досягнення нульового рівня викидів, цей дефіцит лише поглиблюватиметься внаслідок збільшення обсягів мінеральної сировини, необхідної для альтернатив викопному паливу, таких як електромобілі, вітрові турбіни та сонячні панелі.

Наприклад, типовий електромобіль потребує в шість разів більше мінеральної сировини, ніж звичайний автомобіль, а попит на електромобілі з акумуляторними батареями зростатиме, оскільки уряди Великої Британії та Європи поступово припиняють продаж нових автомобілів з дизельними та бензиновими двигунами в наступному десятилітті.

Хоча теоретично в землі є достатня кількість корисних копалин, щоб задовольнити потреби енергетичного переходу, існує структурний дефіцит по всьому ланцюжку постачання акумуляторів.

Від видобутку корисних копалин і вилучення розсолів до переробки матеріалів і виробництва катодів та анодів – обмежена вітчизняна промисловість регіону просто не має ресурсів, ні фінансових, ні людських, щоб вчасно наростити пропозицію, щоб задовольнити попит. Майже повний крах потенційного виробника автомобільних акумуляторів Britishvolt через проблеми з грошовими потоками показує, наскільки складно розвивати ланцюжок поставок.

Хоча дослідники швидко впроваджують нові технології, які зменшують нашу залежність від певних корисних копалин, пройде кілька років, перш ніж ці інновації потраплять до продуктових лінійок.

Таким чином, щоб зберегти енергетичний перехід на належному рівні, ми повинні шукати шляхи вирішення структурного дефіциту ланцюга постачання акумуляторів, розширюючи виробництво новими та креативними способами.

У нас немає часу на індивідуальне проєктування
На шляху до збільшення пропозиції мінеральних ресурсів є кілька викликів, але найактуальніший з них полягає в тому, як скоротити типові терміни реалізації проектів, щоб швидше ввести в експлуатацію нові гірничодобувні, переробні та виробничі потужності.

Історично склалося так, що ми звикли до індивідуального проектування інфраструктури, на реалізацію якого може знадобитися десять і більше років. Для порівняння, за даними МЕА, в період з 2010 по 2019 рік реалізація гірничодобувного проєкту від відкриття родовища до першого видобутку займала в середньому 16,5 років, а будівництво – до п’яти років!

Подібні обмеження очевидні на всіх етапах ланцюжка поставок акумуляторів: кожен виробничий або переробний об’єкт вимагає складного інжинірингу, інвестицій у розмірі від півмільярда до мільярда фунтів стерлінгів і декількох років на будівництво.

З огляду на дуже короткий термін, який має галузь для збільшення пропускної здатності ланцюга поставок, щоб підтримати перехід регіону до нульового рівня викидів, ми повинні переосмислити традиційний індивідуальний підхід до створення інфраструктури.

Спроектуй один, побудуй багато
У відповідь на це компанія Worley розробила інноваційні модульні конструкції, з яких можна будувати багато заводів. Подібно до надійного конструктора Lego, хоча кожен модульний блок буде відрізнятися від інших, всі вони матимуть спільні точки з’єднання.

Це дає комбіновану перевагу – швидше будувати, але достатньо гнучко, щоб нові технології та модернізації можна було легко впроваджувати на заводі, коли вони стануть доступними в майбутньому. Це також знизить бар’єри для галузі при впровадженні нових технологій, які допоможуть впоратися з майбутніми ринковими змінами, такими як погіршення якості руди, збільшення використання вторинної сировини і підвищення стандартів сталого розвитку.

Зрештою, з набагато меншою кількістю індивідуальних вимог, модульні конструкції набагато легше масштабувати, тиражувати і поширювати по всьому світу, що в кінцевому підсумку прискорює реакцію галузі на необхідність розширення ланцюжка поставок акумуляторів по всьому ланцюжку.

Це не зовсім нова ідея, оскільки вона надихається виробничим мисленням, втіленим в автомобільній, телекомунікаційній та авіаційній галузях, а також у нашій власній. Наприклад, рух компанії Boeing до стандартизації в дизайні та виробництві ілюструє, що можливо навіть перед обличчям складної інженерії.

Хоча кожен літак може бути налаштований і модифікований кінцевим замовником відповідно до певних вимог, значна частина основної конструкції залишається незмінною – каркас, вікна, електропроводка тощо. Це дозволило Boeing зробити виробництво більш передбачуваним, повторюваним і економічно ефективним, при цьому маючи можливість виготовляти літак від початку до кінця за дев’ять днів.

Щоб зробити подібний підхід можливим для ланцюга постачання акумуляторів, нам потрібно переосмислити підхід до проектування, щоб зосередитися на корисності, адаптивності стандартних конструкцій та швидкості доставки.

Партнерство та співпраця мають вирішальне значення для бачення ланцюга поставок
Успіх цієї нової філософії дизайну значною мірою залежить від співпраці з постачальниками акумуляторів, які в кінцевому підсумку будуть їх постачати: десятки важливих постачальників для 4 000+ одиниць обладнання.

Маючи правильну інформацію, підтриману середовищем співпраці, постачальники можуть підтримувати це бачення модульності та стандартизації у своїх продуктах. Використовуючи досвід постачальників, ми можемо оптимізувати постачання обладнання, адаптуючи конструкції до використання здебільшого готового обладнання, що усуває витрати часу на проектування та виготовлення індивідуальних виробів.

Щоб об’єднати все це воєдино, потрібен досвідчений “системний інтегратор” – організація, яка бере на себе відповідальність за загальну операційну діяльність і розробку процесу, а також координує участь різних постачальників та інших сторін, щоб узгодити і максимізувати внесок кожного з них у межах їхніх конкретних сфер компетенції.

Простим прикладом цього є обладнання для обробки матеріалів, необхідне на приймальних і відправних пунктах багатьох таких підприємств. Існують особливі вимоги до обробки матеріалів для акумуляторів, пов’язані з утриманням токсичних речовин і захистом від потрапляння вологи, які при тісній співпраці з типовими постачальниками цього обладнання можуть бути легко адаптовані і стандартизовані для цієї галузі, що в кінцевому підсумку зменшує потребу в індивідуальному проектуванні і скорочує терміни поставок. Більш складні приклади існують в глибині заводського процесу – за тією ж схемою і з тими ж результатами.

Останньою частиною цього переосмислення є побудова довгострокових партнерських відносин з видобувачами, переробниками та виробниками матеріалів для акумуляторів, щоб успішно впровадити цю нову концепцію у Великій Британії та Європі.

Це має відбутися швидко, якщо ці ринки хочуть успішно створити внутрішній ланцюжок постачання акумуляторів, який не лише відповідатиме короткостроковому попиту, але й підтримуватиме середньострокові амбіції регіону щодо поступової відмови від продажу нових автомобілів з дизельними та бензиновими двигунами після 2030 року.

Хоча ми перебуваємо в розпалі шостої промислової революції, стає все більш очевидним, що традиційні методи будівництва для хімічної та мінеральної промисловості не дадуть нам змоги встигнути вчасно. Акумуляторна промисловість повинна прокласти свій власний шлях, якщо вона хоче внести свій внесок у масштабах, необхідних для досягнення мети регіону – досягти нульового рівня викидів до 2050 року і зменшити вплив зміни клімату, в потрібному темпі.

Інновації та лідерство пов’язані з ризиком, але завдяки правильному поєднанню креативності та досвіду завжди є спосіб вирішити навіть найскладніші інженерні проблеми.