De lithiumprijs staat onder stroom

Batterijen worden goudklompjes

Net als heel wat andere metalen die in batterijen gebruikt worden, is ook de prijs van lithium de jongste jaren enorm gestegen. Daar kwam de voorbije maanden nog een extra versnelling bovenop. De waarde is daardoor op een jaar tijd met zo’n 500% gestegen.

Meer dan tijd dus om nog eens een blik te werpen op het metaal dat goed garen spint uit de Energiewende. We staken ons licht op bij KBC Asset Management en haalden een themarapport over basismaterialen boven van enkele jaren geleden. Dat zoomde onder andere in op lithium en het belang ervan bij de productie van Li-ion batterijen.

Wat is lithium?

Lithium is een zilverwit metaal met heel interessante eigenschappen:

  • Het is het lichtste metaal van het periodiek systeem met chemische elementen (tabel van Mendeljev). Het blijft zelfs drijven op water.
  • Van alle metalen heeft het de hoogste elektrochemische potentiaal.
  • Het is zeer reactief: puur lithium bestaat niet in de natuur. Het reageert met water en zuren en komt daarom altijd in een samenstelling met andere chemische elementen voor. De 2 courantste vormen waarin lithium vervat zitten, zijn lithiumcarbonaat (Li2CO3) en lithiumhydroxide (LiOH). Beide worden gebruikt in herlaadbare batterijen.

    Lithiumcarbonaat vertegenwoordigt 90% van het wereldwijd verhandeld volume. De prijs van lithiumcarbonaat is daarom de referentie. Andere lithiumvormen worden vertaald naar ‘Lithium Carbonate Equivalent’ of LCE.

Functie in een Li-ion batterij

Lithium is zeer licht en heeft een zeer hoog elektrochemisch potentiaal, waardoor het heel gemakkelijk elektronen afgeeft. Het beschikt dus over een zeer hoge energiedichtheid, of specifieke energie per massa-eenheid. Dat maakt het uitermate geschikt voor het gebruik in batterijen.

Ontginning van lithium

Lithium kan op 2 manieren ontgonnen worden:

  • Uit minerale afzettingen (ertsen of ‘hard-rock’). Lithium komt in de aardkorst meer voor dan bijvoorbeeld tin of zilver. Het is niet zo schaars, er zijn ruim 100 lithium-houdende mineralen.

    Wel zijn er maar 3 mineralen economisch interessant om te ontginnen. Spodumeen (met de chemische formule LiAl(SiO3)2) is veruit het interessantst door het relatief hoge lithiumgehalte. Dit erts wordt eerst verbrijzeld. Daarna volgen scheidingsprocessen om het afvalmateriaal te verwijderen en het lithiumgehalte te verhogen. Australië bevat veel economisch rendabele spodumeen-afzettingen.
  • Uit zouten afkomstig van zoutmeren (‘brines’), overwegend uit het Andesgebergte in Chili en Argentinië. Momenteel komt 50% van de wereldproductie van lithium uit deze regio. Zoutwater wordt aangeboord, opgepompt en naar verdampingsbekkens geleid, waarin de lithiumzouten achterblijven. Dit productieproces is minder energie-intensief en goedkoper dan lithiumwinning uit spodumeen. Want er hoeft geen erts verbrijzeld te worden.

    Anderzijds liggen deze zoutmeren in afgelegen gebieden. Daardoor moet er meer in infrastructuur geïnvesteerd worden om het lithium tot in zeehavens te krijgen. Zoutwinning uit zoutmeren is dus kapitaalintensiever, maar de productiekosten liggen lager dan bij lithiumwinning uit spodumeen.

    Maar in beide gevallen is de lithiumconcentratie in deze reserves beperkt. Daarom bepaalt de lithiumprijs of het op een bepaalde plaats economisch rendabel ontgonnen kan worden. Een steeds hogere lithiumprijs maakt het mogelijk om bronnen met lagere lithiumconcentraties economisch rendabel te ontginnen. Hoe hoger de prijs, hoe meer lithiumprojecten er goedgekeurd worden en hoe meer productie.

Lithium voor batterijen moet ook een enorm hoge zuiverheidsgraad hebben. Het zuiveren is een chemisch proces. De types en hoeveelheid onzuiverheden in het lithium verschillen van plaats tot plaats, idem voor het chemische proces dat nodig is.

Sommige lithiumbedrijven slagen er niet in om voldoende zuiver lithium voor batterijen te produceren. Doordoor is het opschalen van de wereldwijde productie geen evidentie, en zal de krapte de komende jaren blijven aanhouden. De vraag naar elektrische voertuigen zit sterk in de lift, maar lithiumbedrijven hebben moeite om deze vraag bij te benen.

Vraag en aanbod

Herlaadbare Li-ion batterijen (33%) en keramiek/glas (33%) zijn momenteel de 2 belangrijkste toepassingen voor lithium. Li-ion batterijen is uiteraard de sterkst groeiende, door de vraag naar batterijen voor elektrische voertuigen.

Chili (zoutmeren) was de grootste bevoorrader van lithium ter wereld, maar is recent door Australië (spodumeen) ingehaald. De gestegen lithiumprijs heeft veel spodumeenprojecten in Australië economisch rendabel gemaakt. De Chileense overheid beperkt ook de maximale productie.

Ook Bolivië heeft zeer grote lithiumvoorraden in zoutmeren, maar blijft nog volledig onontgonnen. De onzuiverheden in het lithium zijn er een grote uitdaging. In de top 4 staan, naast Albemarle en het Chileense SQM, ondertussen ook de Chinese bedrijven Ganfeng Lithium en Tianqi Lithium.

Conclusie

Gezien de inflatie van alle grondstofprijzen (lithium, nikkel ...) verwacht KBC Asset Management dat de vraag naar EV's (Electric Vehicles) zal afkoelen. Daardoor volgt wellicht een correctie van de lithiumprijs, zeker na de recente sterke stijging. Al zal de bodem allicht structureel hoger komen te liggen.