Rohstoffe für die Elektromobilität: DERA-Rohstoffmonitoring für eine sichere Rohstoffversorgung

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1 Rohstoffe für die Elektromobilität: DERA-Rohstoffmonitoring für eine sichere Rohstoffversorgung Dr. Torsten Brandenburg Deutsche Rohstoffagentur (DERA) in der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe Die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe ist eine technisch-wissenschaftliche Oberbehörde im Geschäftsbereich des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi). Bildquelle: Fotolia

2 Keine Industrie (auch kein Hightech) ohne mineralische Rohstoffe! Importabhängigkeit bei Metallen und Industriemineralen Moderne Produkte beinhalten nahezu das gesamte Periodensystem chemischer Elemente! Entsprechend wichtig ist ein sicherer und stabiler Rohstoffbezug! Verlässlicher und wettbewerbsfähiger Rohstoffbezug entscheidend für Wettbewerbsfähigkeit der Wirtschaft Hohe Abhängigkeiten und Marktrisiken Bildquelle: Fotolia

3 Gründung der DERA als Teil der Rohstoffstrategie der BReg Gründung als politische Reaktion auf den Rohstoffzyklus Forderung/Wunsch der Industrie Staatliche Einrichtung Fachbereich der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe: Finanzierung durch Haushaltsmittel Geschäftsbereich des Bundeswirtschaftsministeriums

4 DERA-Rohstoffmonitoring kritischer Rohstoffe regelmäßig über die Verfügbarkeit der für die deutsche Wirtschaft kritischen und wichtigen Rohstoffe zu berichten.

5 Takeaways: 1. Mit der E-Mobilität wird die Nachfrage nach bestimmten Rohstoffen stark steigen: dies wird sich auch auf die Beschaffung auswirken 2. Es gibt genügend Rohstoffe für die E-Mobilität, die Bereitstellung ist aber an Risiken bzw. Herausforderung gekoppelt 3. Internationaler Wettlauf um Rohstoffe, Zellproduktion, Batterien und Modelle: China gegen den Rest? Bildquelle: Fotolia

6 Mit der E-Mobilität verändert sich der Rohstoffmix: v. a. wertmäßig Leichtbau: Aluminium, Magnesium, CFK Deutschland ist bei fast allen Rohstoffen auf Importe angewiesen. Powertrain: Kupfer, Seltene Erden (Neodym, Dysprosium) Quelle: BMW Traktionsbatterie: Lithium, Kobalt, Nickel, Graphit, Mangan Recycling und Sekundärrohstoffe tragen in Zukunft zum Angebot bei. Heute ist das Angebot jedoch noch limitiert. Internationaler Wettlauf um Rohstoffe?

7 Nebeneinander verschiedener Antriebskonzepte ICE Hybrid Plug-In- Hybrid Range Extended E-Fuels (PHEV) Electric Vehicle (REEV) Battery Electric Vehicle (BEV) Fuel-Cell Electric Vehicle (FCEV) nach NPE 2012, VDA 2017

8 Markthochlauf der Elektromobilität wird auf Lithium-Ionen-Batterien basieren Batteriegrößen: in kwh (Durchschnitt) Quelle: Umicore 2017 Lithium-Ionen-Batterien mit einer flüssigen Kathode aus Nickel, Kobalt und Lithium und einer Kohlenstoffanode werden bis 2025 für den Bereich der PKW dominieren. Festkörperbatterien (Solid-State) mit höheren Energiedichten werden nicht vor 2025 im Massenmarkt erwartet. Im Bereich dieser Batteriegeneration sind asiatische Anbieter (derzeit) führend

9 Komplexe Wertschöpfungskette: Up- und Downstream wichtig Kobalt, Nickel, Mangan Lithium Graphit (natur & synthetisch) -powder, -salts -sulfate, -oxide -carbonate, -hydroxide Spherical Graphite Quelle: ZSW 2017 Kathode Electrolyt Anode

10 Wegen Beschaffungsrisiken & Energiedichte: Trend geht zu nickelreichen Kathoden Metallinhalte im Kathodenmix-EV: kg/kwh Wann kommen optimierten Zellen? Starke Nachfrage nach Nickel Kobaltfreie Kathode noch nicht in Sicht Rasche Substitutionserfolge ungewiss Wert- und mengenmäßig sind Kobalt und Nickel wichtiger als Lithium: aber, jede Zellchemie, von LFP bis NMC opt. ebenso wie Solid State benötigen Lithium!

11 Mit der Elektromobilität wird die Nachfrage nach Rohstoffen stark zunehmen Lithium-Ionen-Batteriekapazität in GWh Rohstoffbedarfe der E-Mobilität im Jahr 2025 gemessen an heutiger Produktion: Lithium: 300 % Kobalt: 85 % Graphit: 85 % Nickel: 50 % Was bedeutet dies für die Rohstoffverfügbarkeit und die Rohstoffpreise?

12 Marktkonzentrationen im Bergbau allgemein hoch Rohstoffe für E-Mobilität keine Ausnahme Mangan Bergwerksförderung: Südafrika 30%, China 28%, Australien 12% Nickel Bergwerksförderung: Indonesien 21%, Kanada, Australien je 11% Lithium Bergwerksförderung: Australien 40%, Chile 36%, Argentinien 11% Kobalt Bergwerksförderung: DR Kongo 61%, China 7%, Australien 4% Graphit Bergwerksförderung: China 70%, Indien 12%, Brasilien 7% Seltene Erden Bergwerksförderung: China 85%, Australien 10%, Indien 3%

13 Batterieindex: Verschnaufpause bei den Batterierohstoffen? Steigende Rohstoffpreise pausen sich auf Batteriepreise aus Materialkosten machen rund 50 % der Kosten einer Lithium-Ionen-Batterie aus auf Zelllevel noch mehr! Preise für Kobalt und Lithium kommen nach Rally gerade runter Insgesamt gilt: Sinkende Produktionskosten können Anstieg der Rohstoffkosten nicht kompensieren

14 Recycling: Lösung unserer Versorgungsängste? Zumindest vorerst nicht! Recyclingverfahren sind etabliert Rückgewinnung aller Wertfragmente technisch möglich Signifikante Mengen stehen auf Grund der langen Verweildauer + ggf. 2-Use erst in Jahren zur Verfügung Quelle: Umicore 2018

15 Beurteilung der Beschaffungsrisiken: Traktionsbatterie Hohe Versorgungsrisiken Geringe Versorgungsrisiken Hohe Versorgungsrisiken Wetten auf die Nachfrage Politische Unsicherheiten im Kongo Imagerisiken durch Kleinbergbau Angebotsdefizit in der Weiterverarbeitung möglich China investiert in Bergbau und Weiterverarbeitung Starker Preisanstieg seit Ende 2016 Kobalt Lithium Starker Nachfrageimpuls durch Elektromobilität Massiver Ausbau der Kapazitäten, mittelfristig keine Angebotsdefizit Hohe Angebotskonzentration der Förderung und Weiterverarbeitung Starker Preisanstieg seit Ende 2016 Herausforderungen im Downstream Nickel Class 1 als Schlüssel Nickel Graphit Chinesische Marktmacht Niedrige Angebotskonzentration der Förderung und Weiterverarbeitung Li-Ionen Batterie wird größter Treiber der Gesamtnickelnachfrage Drosselung des Angebots an Nickel Class 1 (Feedstock für NiSO 4 ) Neue Kapazitäten der Weiterverarbeitung v.a. Fernost Kontrolle der Förderung und Weiterverarbeitung durch China Hohe Umweltbelastung in der Weiterverarbeitung Massiver Ausbau der Kapazitäten, keine Angebotsdefizit im Bereich der Bergwerksförderung Zuletzt Preisanstieg bei Batteriequalität

16 Wertschöpfung der Batterie konzentriert sich in Asien Bergwerksförderung/Mining Batteriequalität Kathode, Anode, Elektrolyte Zellfertigung (und Batterieproduktion) Wertschöpfung Kobalt: DR Kongo 61%, China 7%, Australien 4% Graphit: China 70%, Indien 12%, Brasilien 7% Lithium: Australien 40%, Chile 36%, Argentinien 11% Kobalt und Graphit: v.a. in China Lithium: Südamerika, USA, Südost-Asien Mehr als 90 % der globalen Produktion von China, Japan und Südkorea dominiert Asien dominiert, wenige etablierte Batterieproduzenten: Panasonic, Samsung, LG Chem, CATL, BYD, OEM

17 Rohstoffsicherung und E-Mobilität: Was macht China? China sichert sich durch strategische Beteiligungen ebenso wie die Ausund Aufbau der heimischen Rohstoffproduktion ab. Diese koordinierte Rohstoffsicherung ist Teil der chinesischen Industriepolitik, die Automobilindustrie ist als Schlüsselbereich eingestuft. Tianqi: Übernahme von SQM: > 4 Mrd USD (50% an Greenbushes in Australien) China Moly: Übernahme von Tenke Fungurume: > 3 Mrd USD Rohstoffsicherung durch Offtakes und Rückwärtsintegration der chin. Precursor-/Kathoden-/Zellproduzenten Staatliche Steuerung der Batterieproduktion

18 Fazit: Primärförderung wird standhalten Durch die Elektromobilität wird die Nachfrage nach einigen mineralischen Rohstoffen stark steigen. Batterierohstoffe sind aus geologischer Sicht nicht knapp. Temporäre Angebotsdefizite können jedoch den Einkauf und das Risikomanagement vor Herausforderungen stellen. Materialkosten machen einen erheblichen Teil der Batteriekosten aus. Ein sicherer und wettbewerbsfähiger Rohstoffbezug ist daher von großer Bedeutung. Die Förderung und Weiterverarbeitung der Batterierohstoffe, ebenso die Zellund Batteriefertigung ist heute auf sehr wenige Produzenten(-länder) konzentriert. Entsprechend hoch ist die Marktmacht und die Abhängigkeit in den Lieferbeziehungen.

19 Fazit: Primärförderung wird standhalten, Bottlenecks eher im Downstream Volle Kriegskassen: Die weiterverarbeitende Industrie wird sich verstärkt an der Primärförderung beteiligen. Firmenkonsolidierungen, strategische JV und Offtakes wahrscheinlich. Vorreiter sind asiatische Firmen. Mögliche Bottlenecks: Offtakes entziehen dem Markt physisch verfügbare Mengen Downstream: Battery grade Kapazitäten, Precursor- & Kathoden Konkurrierenden Anwendungen: Hartmetall (Co), Glasindustrie (Li), Refraktär (C), Edelstahl (Ni). Unternehmen sollten die Rohstoffmärkte intensiv beobachten und eigene Ausweichstrategien wie etwa langfristige Lieferverträge oder Projektbeteiligungen gegen Lieferengpässe und volatile Preise entwickeln.

20 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Fragen?