Net als voor heel wat andere metalen die in batterijen terug te vinden zijn, is ook de prijs van lithium de jongste jaren bijzonder sterk gestegen. Daar kwam de voorbije maanden nog een extra versnelling bovenop waardoor de waarde op een jaar tijd met zo’n 500% is gestegen. Meer dan tijd dus om nog eens een blik te werpen op het metaal dat flink wat garen spint uit de energiewende. We staken ons ligt op bij KBC Asset Management en haalden een themarapport over basismaterialen van enkele jaren geleden naar boven. Daarin werd onder meer ook ingezoomd om lithium en het belang ervan bij de productie van de Li-ion batterij.

Wat is lithium?

Lithium is een zilverwit metaal dat enkele heel interessante eigenschappen heeft:

• Lithium is het lichtste metaal van het periodiek systeem der chemische elementen (tabel van Mendeljev). Het blijft zelfs drijven op water.
• Lithium beschikt over het hoogste, elektrochemisch potentiaal van alle metalen

Lithium is zeer reactief waardoor puur lithium van nature niet voorkomt. Lithium reageert immers met water en met zuren en komt daarom altijd in een samenstelling met andere chemische elementen voor. De twee meest courante vormen waarin lithium vervat zit, zijn: lithiumcarbonaat (Li2CO3) en lithiumhydroxide (LiOH). Beide vormen worden ook gebruikt in herlaadbare batterijen. Lithiumcarbonaat vertegenwoordigt 90% van het wereldwijd verhandeld volume. De prijs van lithiumcarbonaat is daarom de referentie. Andere lithium vormen worden daarom vertaald naar ‘Lithium Carbonate Equivalent’ of LCE.

Functie in een Li-ion batterij

Lithium heeft voor een batterij zeer interessante eigenschappen, namelijk lithium is zeer licht en heeft een zeer hoog elektrochemisch potentiaal, dit wil zeggen dat lithium heel gemakkelijk haar elektronen afgeeft. Daarom beschikt lithium over een zeer hoge energiedichtheid, oftewel specifieke energie per massa-eenheid. Deze zeer hoge energiedichtheid maakt dat lithium uitermate geschikt is voor het gebruik in batterijen.

Ontginning

Lithium kan op twee mogelijke manieren ontgonnen worden:

• Uit minerale afzettingen (ertsen of ‘hard-rock’). Lithium komt in de aardkorst meer voor dan bijvoorbeeld tin of zilver. Lithium is dus niet zo schaars! Lithium komt voor in meer dan 100 lithium-houdende mineralen. Er zijn echter maar drie mineralen die economisch interessant zijn om te ontginnen. Het mineraal spodumeen (met de chemische formule LiAl(SiO3)2) is veruit het meest interessant vanwege het relatief hoge lithiumgehalte. Dit erts dient eerst verbrijzeld te worden, gevolgd door scheidingsprocessen om het afvalmateriaal te verwijderen en zo het lithiumgehalte te verhogen. Australië bevat veel economisch rendabele spodumeen afzettingen.
• Uit zouten afkomstig van zoutmeren (‘brines’) die overwegend in het Andesgebergte in Chili en Argentinië gevonden worden. Momenteel komt 50% van de wereldproductie van lithium uit deze regio. Het productieproces omvat het boren en oppompen van zoutwater om het nadien naar verdampingsbekkens te leiden waarin de lithiumzouten achterblijven. Dit productieproces is minder energie-intensief en daardoor goedkoper in vergelijking met lithiumwinning uit spodumeen. Er hoeft immers geen erts verbrijzeld te worden. Aan de andere kant liggen deze zoutmeren in afgelegen gebieden waardoor er meer in infrastructuur dient geïnvesteerd te worden om het lithium tot in zeehavens te krijgen. Zoutwinning uit zoutmeren is daardoor kapitaalintensiever, maar de productiekosten liggen lager in vergelijking met lithium ontginning uit spodumeen.

In beide gevallen is de concentratie aan lithium in deze lithiumreserves echter beperkt. Daarom is de lithiumprijs allesbepalend of lithium op een bepaalde plaats economisch rendabel ontgonnen kan worden of niet. Een steeds hogere lithiumprijs maakt het mogelijk om bronnen met lagere concentraties lithium op een economisch rendabele manier te ontginnen. Dus hoe hoger de lithiumprijs, hoe meer lithiumprojecten er goedgekeurd zullen worden en hoe meer lithium er zal geproduceerd worden.

Een andere heel belangrijk aspect is dat lithium voor batterijen een enorm hoge zuiverheidsgraad moet hebben. Het verwijderen van de onzuiverheden is een chemisch proces. De types en hoeveelheid onzuiverheden in het lithium verschilt van plaats tot plaats. Dus het chemisch proces dat nodig is, verschilt ook van plaats tot plaats. Sommige lithiumbedrijven slagen er niet in om lithium met voldoende hoge zuiverheidsgraad voor batterijen te produceren. Dat maakt het opschalen van de wereldwijde lithiumproductie geen evidentie is. Dus je mag wel stellen dat de lithiumkrapte de komende jaren zal blijven aanhouden. De vraag naar elektrische voertuigen zit sterk in de lift maar lithiumbedrijven hebben moeite om deze vraag bij te benen, meent KBC Asset Management.

Vraag en aanbod

Herlaadbare Li-ion batterijen (33%) en keramiek/glas (33%) zijn momenteel de twee belangrijkste toepassingen voor lithium. De eerstgenoemde is uiteraard de sterkst groeiende gedreven 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 spodumeen projecten in Australië economisch rendabel gemaakt. Het moet ook gezegd worden dat de Chileense overheid de maximale productie beperkt.

Bolivië is ook een land met zeer grote voorraden aan lithium in zoutmeren, maar blijft vooralsnog volledig onontgonnen. De onzuiverheden in het lithium daar blijken een grote uitdaging. Binnen de top vier vinden we, naast Albemarle en het Chileense SQM, ondertussen ook de Chinese bedrijven Ganfeng Lithium en Tianqi Lithium terug.

Conclusie

Gezien de inflatie van alle grondstofprijzen (lithium, nikkel, ...) verwacht KBC Asset Management dat de vraag naar EV's zal afkoelen, waardoor ze een correctie verwachten van de lithiumprijs (zeker na de recente sterke stijging). Niettemin zal de bodem naar verwachting wel structureel hoger komen te liggen.