تاریخ انتشار:
1400/12/15
اینده انرژی پاک در گرو ذخیره سازی انرژی
ذخیره سازی انرژی و نام باتری به هم گره خورده‌اند. بدون شک با حذف تدریجی سوخت‌های فسیلی و رواج خودروهای الکتریکی باتری‌ها جایگاه ویژه‌تری نسبت به گذشته پیدا خواهند کرد. در دنیای باتری‌ها نیز پیش‌بینی می‌شود که فعلا باتری‌های لیتیوم یونی تا مدتی در اوج خواهند بود.
تقریباً در تمام سناریوهایی که آینده جهان را پیش‌بینی می‌کنند، دولت‌ها برای جلوگیری از تغییرات آب وهوایی دست به اقدامات سریع و ویژه‌‌ای خواهند زد و برق بدون کربن جایگزین سوخت‌های فسیلی در اقتصاد زمین خواهد شد. در ادامه این روند برای ذخیره سازی انرژی الکتریکی حاصله از نیروگاه‌های بادی و خورشیدی به باتری‌ها نیاز خواهیم داشت.
کاهش هزینه ذخیره سازی انرژی
اینکه باتری‌ها چقدر سریع می‌توانند جایگزین سوخت فسیلی در صنعت مهمی مثل حمل‌ونقل شوند بستگی به این دارد که آیا هزینه تمام شده آن‌ها قابل رقابت با هزینه سوخت‌های فسیلی خواهند بود یا خیر.
طبق گزارش IHS Markit، میانگین هزینه سلول‌های باتری لیتیوم یونی از سال 2012 تا کنون 82 درصد کاهش یافته است. این شرکت تحقیقاتی انتظار دارد که میانگین هزینه باتری‌های لیتیوم یونی در سال 2023 به زیر 100 دلار در هر کیلووات ساعت (کیلووات ساعت) و تا سال 2030 به 73 دلار در هر کیلووات ساعت برسد. محققان شرکت تحقیقاتی انرژی بلومبرگ معتقدند هزینه ذخیره‌سازی انرژی در قالب باتری ممکن است تا سال 2030 به 61 دلار در هر کیلووات ساعت برسد.
تامین مواد مواد خام و معدنی کمیاب
در حال حاضر، باتری‌هایی که معمولاً در وسایل نقلیه یا سیستم‌های ذخیره سازی انرژی ثابت استفاده می‌شوند، مبتنی بر فناوری‌های لیتیوم یون هستند. کارشناسان صنعت به دقت زنجیره تامین باتری‌های لیتیوم یونی را زیر نظر دارند تا تعیین کنند که آیا مواد خام به مقدار کافی برای پاسخگویی به تقاضای مورد انتظار برای خودروهای تمام الکتریکی و سیستم‌های ذخیره سازی انرژی ثابت در دسترس خواهد بود یا خیر.
در یک پیش‌بینی جهانی، محققان WoodMac دریافتند که عرضه مواد خام برای ساخت باتری در یک دهه آینده کافی است، اما بیشتر بازارها پس از سال 2030 دچار کسری می‌شوند، زیرا فروش خودروهای برقی «بالا رفته» و 40 درصد از فروش خودروهای سواری را تشکیل خواهد داد.
برای پاسخگویی به تقاضا در این سناریو، بازار کبالت باید تا سال 2025 دوبرابر شود و باتری‌ها 30 درصد از نیکل جهانی را جذب کنند.
ماسک در مراسم روز باتری تسلا در سپتامبر 2020 گفت که این شرکت ذخایر لیتیومی را در نزدیکی کارخانه بزرگ نوادا خود به دست آورده و استخراج لیتیوم را آغاز خواهد کرد. تسلا ادعا می‌کند که روش جدیدی برای استخراج لیتیوم از رسوبات رسی ایجاد کرده است. تسلا همچنین تا پایان سال 2020 بازیافت باتری‌ها را در نوادا آغاز خواهد کرد.
مبارزه برای تسلط جهانی باتری
از آنجایی که امروزه باتری‌های قابل حمل(در وسایل نقلیه) یا ثابت (در ساختمان‌ها، پست‌ها) عمدتاً مبتنی بر شیمی لیتیوم محور هستند، کشورهایی که دارای ذخایر لیتیوم هستند یا قبلاً در زنجیره تامین باتری لیتیوم یون سرمایه‌گذاری کرده‌اند،برای تسلط بر بازار – حداقل در کوتاه مدت موقعیت خوبی دارند.
اولین رتبه‌بندی زنجیره تامین باتری‌های لیتیوم یونی BNEF نشان می‌دهد که چین از ژاپن و کره پیشی گرفته است و حداقل تا سال 2025 صنعت را در کنترل خواهد داشت. چین 80 درصد از پالایش مواد خام، 77 درصد ظرفیت سلولی را به خود اختصاص داده است.
جیمز فریت، رئیس ذخیره‌سازی انرژی BNEF می‌گوید: «با توجه به سرمایه‌گذاری‌های عظیم و سیاست‌هایی که این کشور در دهه گذشته اجرا کرده است، باید انتظار تسلط چین بر این صنعت را داشت. تولیدکنندگان چینی، مانند CATL، در کمتر از ده سال از هیچ به عنوان پیشرو در جهان رسیده‌اند.
پنج کشور اروپایی (آلمان، بریتانیا، فنلاند، فرانسه و سوئد) در ده کشور برتر رتبه بندی زنجیره تامین باتری لیتیوم یون جهانی BNEF در سال 2020 قرار دارند. به نظر می‌رسد اروپا نیر جاه طلبی‌های بزرگی در زمینه ذخیره سازی انرژی در قالب باتری دارد. کمیسیون اروپا، که اتحاد باتری اروپا را در اکتبر 2017 راه اندازی کرد، پتانسیل یک بازار سالانه 250 میلیارد یورویی را تا سال 2025 در خود می‌بیند.
در حال حاضر، ایالات متحده در رقابت جهانی ذخیره سازی انرژی در قالب باتری‌های لیتیوم یونی عقب است و در رتبه‌بندی جهانی BNEF در سال 2020 در رتبه ششم قرار دارد. SAFE می گوید، تنها 9 کارخانه از 142 کارخانه تولید باتری لیتیوم یونی در سراسر جهان به ایالات متحده تعلق دارد.
SAFE می گوید: “آمریکا به واردات 14 ماده از 35 ماده معدنی که توسط دولت فدرال برای امنیت اقتصادی و ملی ایالات متحده حیاتی است، وابسته است.”
باتری‌های لیتیوم یون در صدر هستند
در حال حاضر، بیشتر باتری‌های نصب‌شده در وسایل نقلیه و برای پشتیبانی از شبکه‌ها در سرتاسر جهان، لیتیوم یونی خواهند بود.
گاوین مونتگومری، مدیر تحقیقات مواد خام باتری در Wood Mackenzie می‌گوید: «در آینده قابل پیش‌بینی، باتری‌های مورد استفاده برای ذخیره سازی انرژی در خودروهای الکتریکی، تماماً لیتیوم یون هستند. تقریباً هر کارخانه باتری یا کارخانه سلولی که در هر نقطه از جهان ساخته می‌شود، یک کارخانه باتری لیتیوم یونی است. این خانواده از باتری‌ها برای مدت طولانی در دسترس خواهند بود.”
او اضافه می‌کند که با عرضه آنلاین نسل‌های مختلف باتری‌های لیتیوم یونی و ظهور نهایی باتری‌های به اصطلاح «حالت جامد»، پیشرفت‌هایی حاصل خواهد شد. سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی می‌توانند تنوع بیشتری را در انواع باتری‌های مورد استفاده مشاهده کنند. فناوری‌هایی مانند باتری‌های جریان وانادیوم که از مخازن الکترولیت‌ها برای ذخیره سازی انرژی و آزادسازی انرژی استفاده می‌کنند، می‌توانند در آینده در بازار جای بگیرند.
مونتگومری می‌گوید: 《من فکر نمی‌کنم که از لیتیوم یون فاصله بگیریم. لیتیوم یون غالب است زیرا این روزها تمام تحقیق و توسعه متمرکز بر باتری‌های لیتیوم یون است و هزینه ساخت آن‌ها نیز در حال کاهش است.》
منبع: energymonitor.ai
