מתכת סיליקון מוצמדת כדי להחליף גרפיט באנודות של סוללות רכב חשמלי

סיליקון, מרכיב במגוון מוצרי צריכה נפוצים, זוהה מוקדם יותר השנה על ידי קנדה ובשבוע שעבר על ידי ארה"ב כחומר קריטי לאבטחת שרשרת האספקה ​​עבור טכנולוגיות מעבר אנרגיה נקייה.

חוק העקביות הקריטיות של ארה"ב, שתוקן לאחרונה, משנה את חוק האנרגיה של 2020 כדי להרחיב את ההגדרה של מינרלים קריטיים לכלול חומרים קריטיים שסומנו על ידי משרד האנרגיה, וכולל כעת נחושת, פלדה חשמלית, סיליקון וסיליקון קרביד.

הקיץ נקרא הסיליקון על ידי ממשל ביידן ביוזמה לספק עד 400 מיליון דולר כדי לפתח עידן חדש של ייצור מוליכים למחצה, וביום רביעי השלים הממשל את תמריצי חוק השבבים, והעניק ליצרנית השבבים GlobalFoundries מענקים בסך 1.5 מיליארד דולר לתמיכה בארה"ב. מפעלים כחלק מדחיפה רחבה יותר של מוליכים למחצה.

מתכת סיליקון היא קריטית במוליכים למחצה ובתאים פוטו-וולטאיים, וישנה טכנולוגיית סוללות חשמליות המתעוררת עם סיליקון כרכיב אנודה.

האם הסיליקון יכול להחליף גרפיט באנודות הסוללה?

סיליקון יכול להכיל פי 10 יותר יוני ליתיום במשקל מאשר גרפיט, אבל פיתוח טכנולוגיית הסוללה לקנה מידה בר-קיימא עמד באתגרים שלו.

כמו מתכות רבות אחרות קריטיות לטכנולוגיות אנרגיה נקייה, צפויה עלייה קרובה לטווח קצר בביקוש לסיליקון – מ-3.27 מיליון טון ב-2024 ל-4.25 מיליון טון ב-2029 – עלייה של 5.4% ב-CAGR.

Ferroglobe (NASDAQ: GSM) מייצרת מוצרי סיליקון לטכנולוגיות חדשות ויש לה פעילות בשמונה מדינות ומתכננת להרחיב עוד יותר את כושר הייצור שלה.

פעילות החברה בארה"ב. מקור: Ferroglobe

סגן נשיא ארה"ב של Ferroglobe לענייני תאגידים בארה"ב, ביל הייטאואר, מודאג מיכולתה של ארה"ב לעמוד בביקוש הצפוי לייצור, תוך שהוא נאלץ להסתמך על סין, ששולטת ביותר מ-70% מהייצור העולמי.

הייטאואר, סנטור לשעבר באלבמה ומועמד לקונגרס, מצביע על היתרון של ארה"ב מיישמת מדיניות תעשייתית על מתכת סיליקון.

ידוע לשמצה בסין מייצרת יתר של מתכות, ובעקבות כך מציפה את השווקים המתעוררים במוצרים זולים יותר. בחקירה על מתכת סיליקון מסין, בשנה שעברה, קבעה נציבות הסחר הבינלאומי של ארה"ב כי "ביטול צו המכס על מתכת סיליקון מסין עשוי להוביל להמשך או הישנות של פגיעה מהותית בתעשייה בארצות הברית תוך זמן סביר".

מדיניות מס

"אם המדינות האלה שמות חומרים קריטיים כמו מתכת סיליקון, אז נוכל לפתח מדיניות סביב זה", אמר Hightower בראיון ל- MINING.com.

"אם (סין) מייצרת 70% מהאספקה ​​העולמית, כל מה שהם צריכים לעשות זה לזרוק אותו לאזור אחר, ויש לזה השפעה סופית על אמריקה ושווקים אחרים. אם סין מתעטשת, כל העולם מרגיש את זה כשזה מגיע למתכת סיליקון ומוצרים אחרים. גרפיט היה הפחד הגדול בשנה שעברה".

הפוליטיקאי לשעבר שהפך למנהל חברת משאבים חיבר לאחרונה מאמר על התפקיד הקריטי של ייצור מתכת סיליקון במגזר האנרגיה האמריקאי.

"בכל הקריירה שלי, הייתי מאוד מודע למה שקורה בוושינגטון די.סי… עברתי את המחזור… שבו היה אוף-שורינג אדיר", אמר הייטאוור. "חיפשנו את המפיק בעלות הנמוכה ביותר. זו הייתה כלכלה גלובלית. אבל דברים משתנים".

כעת, יש דגש על ריסורינג או נעור-שורינג. ואנחנו חייבים להמשיך עם זה כי הספקים הנוכחיים של המוצר, אם היו מחליטים לנתק אותנו, היינו בצרות רבות".

שותפות פיתוח Coreshell

Ferroglobe יצרה שותפות עם Coreshell, חברת Hightower אמרה כי "שברה את הקוד" על עקירת גרפיט בסוללות, מה שעלול להפחית משמעותית את העלות.

החברה מכירה בכך שאנודות סיליקון מתכות נוטות להתנפח ולהתפרק במהירות, אך אומרת שהטכנולוגיה שלה פותרת בעיה זו. באתר האינטרנט שלה, Coreshell מציינת כי הטכנולוגיה שלה פועלת הן כ-SEI מלאכותי (אינטרפאז אלקטרוליט מוצק) והן כקופסול – מחזק אנודות סיליקון מתכותיות במהלך טעינה ופריקה – תוך מניעת השפלה של פני השטח.

"לקורשל יש מספר בדיקות בעיצומן. הם קבעו כיצד הם יכולים כעת לעקור 100% מהגרפיט, (ו) להכניס סיליקון. וכתוצאה מכך, הסוללה נטענת 30% מהר יותר. זה הולך ב-20% יותר", אמר הייטאוור.

Hightower אמר כי התהליך מפחית את אירוע השריפה בסוללה וטכנולוגיות חדשות יפחיתו את עלות הבעלות על רכב חשמלי.

"התיאוריה שלנו היא שהשוק של כלי רכב חשמליים הוא סוג של שוק במחיר גבוה, והוא נחדר במלואו. הדרך היחידה להרחיב ולמכור יותר היא להוריד את המחיר. מצבר הוא שליש מעלות המכונית. יש לנו הסכם פיתוח ואנחנו עובדים עם יצרני רכב כדי להגדיר את הטכנולוגיה הבאה בסוללות".

"עם טכנולוגיית הסוללות, עם הפוטו-וולטאים, עם השבבים שכולם עוברים מחדש, הביקוש למתכת סיליקון הולך לגדול באמת בסוף העשור. ואם לא נבנה את היכולת הזו עכשיו, נמצא את עצמנו תלויים עוד יותר ביבוא".

Hightower אמר כי Ferroglobe מתירה לביצוע קיבולת נוספת בארה"ב ונציגת מערב וירג'יניה, קרול מילר, הציגה כוח משימה לבחון את מדיניות המס לאורך שרשראות האספקה.

"אין ספק שלממשלה הפדרלית יש תפקיד בתמריץ לבניית יכולת. אם לא תהיה לנו מספיק קיבולת במתכת סיליקון, ארה"ב יכולה לתמרץ חברות להתחיל בכך. הם יכולים לעשות זאת על ידי ניהול התעריפים. הם יכולים לעשות זאת גם על ידי מתן זיכוי מס ותמריצים, כפי שעשו עם ה-IRA או חוק התשתיות הדו-מפלגתיות".

נשיאות חדשה של טראמפ

הנשיא הנבחר טראמפ הצביע על תמיכתו בייצור מקומי בארה"ב, והייטואר מאמין שייצור סיליקון בארה"ב ייהנה ממדיניות זו.

"מתכות סיליקון משמשות במגוון רחב כל כך של מוצרים, כל מדיניות המעודדת מוצרי ייצור מבוססי ארה"ב במגזרי הרכב, הרפואה, האלקטרוניקה והאנרגיה תהיה חיובית לייצור סיליקון בארה"ב", אמר.

Hightower מציין שהנשיא הנבחר טראמפ ינקוט פעולות להפחתת עלות האנרגיה בארה"ב על ידי השקעה במקורות אנרגיה מסורתיים בעלות נמוכה יותר כמו נפט וגז טבעי, פתיחת אדמות פדרליות לנפט וגז, זירוז פרויקטים חדשים של צינורות ותשתיות, תמריצים לפיתוח של פחם נקי וכוח גרעיני, ופעולה של EPA לתמיכה ביצרני דלק מבוססי מאובנים/נוזלים.

"מכיוון שייצור סיליקון דורש כמות עצומה של אנרגיה, כל פעולה להפחתת עלויות האנרגיה המקומית בארה"ב תועיל לתעשייה ולצרכן", אמר הייטאוור.

"הנשיא הנבחר טראמפ הצביע על כך שהוא ישתמש במכסים ובמדיניות סחר כדי להשיג אסטרטגית יעדים מקומיים של ארה"ב, ולהגן על ארה"ב מפני מדינות המתחרות בצורה לא הוגנת. במידה והפעולות הללו יעסקו בהתנהגות לא תחרותית כמו השלכה בארה"ב, זה יעזור לתעשייה".