Diferentes trajetórias de procura de materiais para baterias
O crescimento da procura de materiais para baterias varia consoante o material específico, impulsionado por diversos fatores, incluindo a procura de baterias de iões de lítio com diferentes composições químicas, variações na resistência dos materiais dentro destas composições e avanços contínuos no design de células de iões de lítio. O manganês e o níquel estão a registar um rápido crescimento da procura, enquanto o cobre e o cobalto apresentam um crescimento comparativamente mais lento.
Os materiais críticos para as baterias de iões de lítio estão a apresentar taxas variáveis de crescimento da procura. Fonte: IDTechEx
Os materiais críticos que demonstram menor sensibilidade da procura às alterações no cenário químico do cátodo são a grafite, o lítio e o cobre. A grafite continua a ser o material anódico dominante nas baterias de lítio e apresenta a maior projeção de crescimento da procura em termos de peso. No entanto, a crescente importância do silício como material anódico poderá travar o crescimento da procura de grafite no futuro. O lítio continua a ser essencial em todas as químicas das baterias. Embora as tecnologias alternativas, como as iões-sódio, possam reduzir a procura de lítio, é improvável uma alteração significativa a curto prazo. O cobre, um componente chave dos coletores de corrente anódicos em baterias de iões de lítio, está a sofrer um crescimento mais lento da procura devido à evolução dos fatores de design das células de iões de lítio.
As tendências químicas nos cátodos influenciam diretamente a procura de níquel, manganês e cobalto. A procura de níquel tende a ser elevada devido à crescente adoção de formulações de cátodos com alto e ultra-alto teor de níquel para a indústria de veículos elétricos (VE). No entanto, este crescimento enfrenta a concorrência de alternativas sem níquel ou com baixo teor de níquel, como o fosfato de ferro-lítio (LFP) e o fosfato de ferro-manganês-lítio (LMFP). A procura de manganês aumentará significativamente, impulsionada pela crescente adoção de cátodos de LMFP e de cátodos ricos em manganês, como o óxido de lítio-níquel-manganês de alta tensão (LNMO). Contudo, a procura de manganês relacionada com baterias continua a ser pequena em comparação com a procura não relacionada com baterias a médio prazo. A procura de cobalto deverá crescer pouco em termos de peso. O declínio na quota de mercado da química com alto teor de cobalto – óxido de lítio-cobalto (LCO) – utilizada principalmente na eletrónica de consumo, e a mudança da indústria para formulações de baterias sem cobalto são dois fatores-chave que abrandam o crescimento da procura de cobalto.
O crescimento da oferta global de matérias-primas está a ficar para trás em relação ao crescimento da procura de baterias
A procura por minerais críticos utilizados nas baterias de iões de lítio (LIBs) está a crescer mais rapidamente do que a oferta global proveniente da mineração. A procura do setor das baterias está a tornar-se cada vez mais dominante. Esta tendência, já patente nos mercados do lítio e do cobalto, deverá estender-se a outros minerais críticos, como o níquel.
A produção de baterias de iões de lítio exige elevados níveis de pureza para materiais como o lítio, o níquel, o cobalto e a grafite. No entanto, a refinação destes minerais para o grau de pureza necessário para as baterias pode ser dispendiosa e consumir muita energia. Atualmente, a maior parte da capacidade mundial de refinação está concentrada na China, o que representa riscos geopolíticos para a cadeia de abastecimento de baterias. As iniciativas para diversificar a capacidade de refinação de baterias para além da China e a integração vertical, que liga a extracção mineral à produção de componentes químicos para baterias, estão a ganhar força nas cadeias de abastecimento de diversos materiais para baterias, como ilustram inúmeros exemplos neste relatório.
Atualmente, os minerais para baterias são obtidos principalmente através de operações de mineração terrestre. O esgotamento dos depósitos de minério de alta qualidade e de fácil acesso está a obrigar a uma mudança para a extracção de minerais de menor teor. Esta tendência apresenta desafios económicos e técnicos devido à diminuição dos teores dos minérios e às alterações na mineralogia. Tecnologias avançadas de extração e processamento estão a ser desenvolvidas para enfrentar estes desafios. No entanto, a sua adoção requer tempo e investimento, além de acarretar riscos financeiros. Este relatório fornece uma visão geral das tecnologias de extração e refinação de diversos minerais essenciais para baterias: lítio, níquel, cobalto, cobre e grafite natural. Analisa também o impacto das matérias-primas na sustentabilidade, considerando fatores como os tipos de matéria-prima e os métodos de processamento.
A mineração em leito marinho representa uma potencial via para o futuro fornecimento de minerais. No entanto, o seu desenvolvimento a curto e médio prazo está sujeito a uma considerável incerteza devido a factores como os desafios regulamentares, as preocupações com a aceitação pública e a viabilidade económica. Este relatório explora os recursos do leito marinho, detalhando a sua distribuição e características, e oferece informações sobre a exploração e aproveitamento de minerais em águas nacionais e internacionais. Além disso, apresenta uma visão geral das atividades dos principais intervenientes ao longo da cadeia de valor dos minerais marinhos.
Autora: Dra. Jiayi Cen, Analista de Tecnologia da IDTechEx
