Graphit: Es kann nicht für immer in China bleiben

Jul 29, 2023

Graphit (oder kristalliner Kohlenstoff) ist das vorherrschende Anodenmaterial für die Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien und wird sowohl auf natürliche Weise abgebaut als auch synthetisch hergestellt. Im Jahr 2021 exportierte China fast 200.000 Tonnen Naturgraphit und war damit der mit Abstand größte Einzelexporteur des Materials, gefolgt von Deutschland mit Abstand an zweiter Stelle, das nur 17.000 Tonnen exportierte. Interessanterweise gilt, dass die Türkei über die größten Reserven des Materials verfügt, obwohl sie im Jahr 2021 nur 2.500 Tonnen Naturgraphit exportierte.

Im Hinblick auf die Spezifikation ist natürlicher Graphit das bevorzugte Ausgangsmaterial für Graphitanoden, da er zu Batterien mit höherer Kapazität führt und billiger als sein synthetisches Gegenstück ist. Synthetische Anoden weisen jedoch eine bessere Leistung auf, wenn es um Alterung, Ladegeschwindigkeit und Elektrolytkompatibilität geht.

Es ist wohl so, dass China den Markt für Naturgraphit noch stärker im Würgegriff hat als den Markt für Lithium, da das Land auch einen weitaus größeren Anteil der Materialgewinnung übernimmt, im Gegensatz zu Lithium, wo dies hauptsächlich von Australien, Argentinien und Chile übernommen wird .

Eines der Probleme bei synthetischem Graphit besteht darin, dass der Preis den Strompreisen folgt. Dies liegt daran, dass er durch Erhitzen von Kohlenstoffquellen wie Kokskohle auf Temperaturen zwischen 2.700 °C und 3.000 °C in einem Prozess namens Graphitierung hergestellt wird, der eine Eine erhebliche Energiemenge ist mit erheblichen Kosten verbunden. Dadurch sind die Preise für synthetischen Graphit untrennbar mit den Energiemärkten verknüpft, vor allem mit dem chinesischen Markt. Die beiden Hauptmärkte für synthetischen Graphit sind die Herstellung von EV-Anoden und die Stahlerzeugung, wo er als Aufkohlungsmittel verwendet wird, das beim Schmelzen einiger Legierungen oder in Graphitelektroden hilft.

Wie es häufig bei chinesischen Rohstoffmärkten wie Polysilizium innerhalb der Solar-PV-Lieferkette der Fall ist, führt die enorme Investitionskapazität des Landes tendenziell zu Preisschwankungen, wenn das Land von einer Unterversorgung zur Überversorgung wechselt und umgekehrt. Im Jahr 2021 stiegen die Graphitisierungspreise deutlich an, und die anschließenden Kapazitätserweiterungen erfolgten in einer Zeit leicht geringerer Nachfrage nach Batterien in China, was größtenteils auf die Abschaffung der Subventionen für Elektrofahrzeuge und die zunehmende Besorgnis über die Ausbreitung von Covid-19 im Land zurückzuführen ist. Dies hat dazu geführt, dass der Preis für synthetische Anoden erneut gesunken ist und sie näher an die Konkurrenz zu Anoden aus natürlichem Graphit heranrücken.

Dieser Zyklus dürfte sich fortsetzen, da sich die Batterienachfrage aufgrund einer Verbesserung der politischen oder wirtschaftlichen Bedingungen erholt und Anoden aus natürlichem Graphit aufgrund der steigenden Preise für die Produktion von synthetischem Graphit wieder wirtschaftlich überlegen werden. Dies wird auch im Falle einer Ausweitung der Stromversorgung in China der Fall sein Probleme wie im Jahr 2021.

Die Instabilität des Marktes für künstlichen Graphit mit seiner Abhängigkeit von den Strompreisen und der Aktivität der Stahlindustrie macht ihn zu einer eher unattraktiven Perspektive für den Einsatz in Elektrofahrzeugen in der Zukunft. Aus diesem Grund gehen wir davon aus, dass Naturgraphit bei der Herstellung von Elektrofahrzeugen immer wichtiger wird Anoden, da einige der Probleme im Zusammenhang mit der Langlebigkeit im Laufe der Zeit durch technologische Fortschritte gelöst werden. Schwankungen des Preises für synthetischen Graphit während industrieller und wirtschaftlicher Flaute werden die Aufmerksamkeit von der Ausweitung der Produktion von natürlichem Graphit ablenken, ebenso wie sinkende Erdgaspreise Investitionen in die alternative Energieproduktion verlangsamen können.

Die Bestimmungen des Inflation Reduction Act, dass Batteriematerialien in mit den USA verbündeten Gebieten hergestellt und veredelt werden müssen, verkomplizieren diese Angelegenheit, da sie die chinesischen Graphitmärkte, die den größten Teil des weltweiten Angebots und Exports ausmachen, effektiv entfremden. Dies erfordert effektiv die Entwicklung einer völlig neuen Lieferkette in den mit den USA verbündeten Gebieten sowohl für natürlichen als auch für synthetischen Graphit.

Kanada verfügt seit 2001 über einen Graphitsteinbruch in British Columbia, der nur 70 km nördlich der US-Grenze liegt, was ihn zu einem guten Ausgangspunkt für Graphitexporte in die USA macht. Das Problem liegt in der Kapazität: Kanada produzierte im Jahr 2020 nur 12.000 Tonnen Graphit und liegt weltweit mit etwas mehr als 1 % der weltweiten Produktion auf Platz 10. Kanada verfügt aufgrund der Verfügbarkeit natürlicher Graphitvorkommen sowohl in Quebec als auch in Ontario über erhebliche Expansionskapazitäten. In Quebec gibt es 10 Tagebau-Graphitminenanträge, die einer Umweltverträglichkeitsprüfung unterzogen werden.

Die Produktion von synthetischem Graphit ist in anderer Weise geografisch empfindlich als die von natürlichem Graphit. Der beste Ort für die Produktion von synthetischem Graphit ist die Nähe zu wichtigen Kohlenstoffquellen wie Stahlwerken, die Kokskohle liefern können, oder Kohlekraftwerken selbst, die Kohlenteer liefern können. Das Problem ergibt sich hier aus der Notwendigkeit, von Kohle als Rohstoff abzuweichen. Keine Umweltverträglichkeitsprüfung für eine Graphitverarbeitungsanlage wird die Notwendigkeit, in der Nähe ein Kohlekraftwerk zu betreiben, gutheißen. Während dies in China aufgrund des anhaltenden Kohlereichtums des Landes kein Problem darstellt, scheint Kanada zumindest zu versuchen, umweltbewusst zu bleiben und alternative Kohlenstoffquellen zu finden, die weniger umweltschädlich sind.