انقلاب صنعتی دیگری در راه است
به گزارش گردش 360 به دور دنیا، در طول دهه اخیر موج عظیم فراوری باطریهای یون-لیتیوم باعث سقوط 85 درصدی قیمت این محصولات در بازار شده و به موازات این افت قیمت برای اولین بار در تاریخ، ساخت خودروهای الکتریکی و همچنین ذخیره سازهای عظیم انرژی از نظر مالی به صرفه شده است. باطریها کلید تحول و گذر از وابستگی به سوختهای فسیلی هستند و نقش عظیمی را در آینده پیش روی ما بازی خواهند کرد.
اقتصاددانان بزرگ اینطور پیشبینی مینمایند که در طی ده سال آینده ، بازار ذخیره انرژی در آمریکا میتواند تا رقم 425 میلیارد دلار رشد کند.شرکتهای متنوعی مانند شرکتهای شیمی محور ، سازنده سلولهای باطری ، سلولهای خورشیدی ، و شرکتهای تابعه، زیر مجموعه این صنعت بزرگ قرار خواهند گرفت.
ایجاد و بهره برداری از این فرصت مالی بزرگ که در زمینه کنترل بر سیستمهای انرژی مبتنی بر باتری است مستلزم آن است که برنامه ریزان سیاست گذاران و سرمایه گذاران تصمیماتی با رویکرد اکوسیستم برای توسعه این بازار اتخاذ نمایند.
یک دهه تغییر چه تفاوتی میتواند در زندگی ما ایجاد کند؟
درسال 2010 باطریها انرژی مورد احتیاج موبایل و کامپیوترها را تامین میکردند. در انتها این دهه، باتریها توان حرکت خودروها و برق مورد احتیاج خانه ها را نیز تامین مینمایند.
در انتها ده سال اخیر موج فراوری باطریهای یون-لیتیوم قیمت را برای اولین بار در تاریخ به نقطه ای رساند که فراوری اتومبیلهای برقی هم از نظر قیمت و هم از نظر کارایی به سطحی ارزشمند و مالی رسیدند. در قدم بعدی و آنچه که در افق پیش روی این صنعت دیده می شود ذخیره سازی بیشتر در ابعادی کمتر است که به این صنعت عمومیت بیشتری خواهد بخشید.
با جدی تر شدن بحران آب و هوا باطری ها کلید انتقال به جهانی با سوخت تجدید پذیر هستند. سلولهای خورشیدی و باد نقش بزرگی در فراوری برق دارند. اما بدون تکنیکهای پایدار ذخیره انرژی ، ما باز هم به گاز طبیعی و ذغال سنگ برای زمانهایی که آفتاب نمی درخشد یا بادی نمی وزد احتیاجمند خواهیم بود. پس اگر ما بخواهیم از جهانی وابسته به سوختهای فسیلی دور شویم ، باید به ذخیره سازهای بزرگ انرژی دست پیدا کنیم. اقتصاددانان بر این باور هستند که در طی دهه پیش رو، قیمت ذخیره سازهای انرژی بین 66% تا 80% سقوط خواهد نمود و در روبرو بازار این بخش به رشد عددی 425 میلیارد دلار فقط در آمریکا دست پیدا خواهد نمود. در طی این راستا تمام اکوسیستم در جهت رشد و توسعه عصر جدیدی از باطریها پیش خواهند رفت و اثرات آن در کل جامعه احساس خواهد شد.
تغییر شبکه برق
به عنوان مثال، اگر خودروهای برقی از آنچه انتظار میرفت سریعتر رشد نمایند بالاترین میزان تقاضای نفت هم زودتر از انتظار بدست خواهد آمد و پس از آن شیب منفی در تقاضای نفت دیده خواهد شد. به موازات این مسئله، فراوری بیشتر انرژیهای پاک باعث تغییر ترکیب شبکه برق خواهد شد. اخیرا در یادداشتی از تحلیلگران Cowen (محققین بازار سرمایه) این ادعا ثبت گشت که در ده سال آینده تغییراتی بیش از صد سال قبل رخ خواهد داد
با توجه به رویکرد حمایتی دولتها در جهت انرژیهای پاک و تجدید پذیر، بازار رو به رشد ذخیره ساز های انرژی با کمبود سرمایه گذاری روبرو نخواهد شد اما فضای مالی فراوری باطری همواره بهترین بازده را برای سرمایه گذاران نخواهد داشت چندین شرکت فراوری نماینده باطری ورشکسته شده اند و این واقعیت جاری بر بازار نشاندهنده این موضوع است که محصولی که همواره در حال تغییر است ممکن است همواره در شیب درآمد زایی نباشد.
جو اوشا از بانک JMP در این زمینه می گوید: انتها این صنعت ، بدست مدیرانی خواهد رسید که توان بیشتری در درآمدزایی در این راستا را دارند و هدف اصلی آنان در 5 تا 10 سال آینده کاهش قیمت برای فراورینمایندگان خودروهای الکتریکی خواهد بود البته مطمئن نیستم که قصد داشته باشند تا سهامداران خود را نیز در این سود آوری شریک نمایند. طبق این گفته ها سرمایه گذاری در شرکتهای باطری سازی کمی سخت است. البته برای همه شرکتها در راستا تبدیل جهان به جهانی کم کربن موقعیتهای سودآوری وجود دارد.
به عنوان مثال sunrun بزرگترین شرکت سلول خورشیدی خانگی در آمریکا است و NextEra Energy نیز یکی از بزرگترین شرکتهای انرژی تجدیدپذیر در آمریکا در حال حاضر در حال ساخت ذخیره سازهای انرژی در مقیاس احتیاج خود هستند.
تغییر در سیستمهای کنترل انرژی مبتنی بر باطری مستلزم آن است که نه تنها برنامه ریزان و سیاست گذاران بلکه سرمایه گذاران نیز رویکردی اکوسیستم محور در پیش بگیرند. رویکردی بر مبنای فراوری انرژیهای پاک.
باطریها ستاره های جدید علوم
تکنولوژی باتری ها در ساده ترین حالت ممکن به تاریخ دو قرن پیش برمی شود . کلمه باتری به خودی خود اسمی جامع است برای هر نوع باتری با هر شکل ، سایز و نوع مثلا :
- lead-acid
- nickel-iron
- nickel-cadmium
- nickel-metal hydride
- Lithium-ion
باطری های lithium-ion که توانایی شارژ مجدد دارند - اولین بار در سال 1970 بوجود آمدند و اولین بار در سال 1991 توسط سونی برای دوربین های دستی به بازار ارائه شدند. این باطری ها امروزه در همه چیز وجود دارند از آیفون تا تجهیزات پزشکی، از هواپیما تا ایستگاه فضایی بین المللی و...شاید بزرگترین نشانه از میزان ارزش و نقش این باطری ها در زندگی امروز ما این باشد که جایزه نوبل شیمی 2019 به سه دانشمندی تعلق گرفت که در خصوص باطریهای lithium-ion تحقیق می کردند.
در طول قرن گذشته توسعه باتریهای lithium-ion بسیار سریع پیش رفت. امروز میتوانیم اکتشافات بزرگی را در آینده پیش بینی کنیم.
در اکتبر 2019 اکادمی سلطنتی علوم سوئد اینطور نوشت: بدون شک این پیشرفت های غیر منتظره در آینده در زندگی ما تاثیرات مثبت زیادی خواهد داشت نه تنها برای راحتی ما، بلکه برای احترام به محیط زیست و نهایتا تداوم زیست در سیاره ما.
خودرو های الکتریکی و طی کردن فاصله ها
تسلا اولین شرکت اتومبیل سازی بود که در سال 2008 با معرفی یک اتومبیل تمام برقی، ساخت این وسیله نقلیه را تجاری سازی کرد. خودروسازان تا قبل از این، در کوشش برای ساخت اتومبیل های هیبریدی بودند و علاقه ای به فراوری این دست ماشین های تمام برقی که هزینه زیادی در برداشت ، نداشتند. اما سلیقه مصرف نمایندگان طی دهه گذشته تغییر نموده است . مخصوصا در اروپا که قوانین سختی بر فراوری اتومبیل های مبتنی بر سوخت پاک حاکم است و خودرو سازان بر مبنای این سلیقه و قوانین مجبور به پیگیری فراوری این خودروهای پاک هستند. تقریبا تمام خودروسازها در سبد محصولات خود نمونه ای تمام برقی یا حداقل هیبریدی را دارند یا برنامه ای برای ساخت آن پیش بینی نموده اند.
در ماه نوامبر 2019 فورد از خودرو تمام الکتریکی خود به نام Mustang Mach-E رونمایی کرد. این خودرو بخشی از برنامه 11 میلیارد دلاری این شرکت برای توسعه 40 مدل خودرو تمام برقی و هیبریدی تا انتهای سال 2022 میباشد. خودرو ساز بزرگ دیگر ، فولکس واگن در ماه مارس 2019 هدف گزاری 50 مدل خودرو برقی را به 70 مدل جدید تا سال 2028 ارتقا داد.
نمودار مقایسه ای که نشان میدهد که با گذر زمان و پیشرفت در تکنولوژی فراوری و بالا رفتن ظرفیت باتری ها ، قیمت آنها در حال کاهش است.
قیمت هر بسته باطری در مقیاس فراوری ، به ازای هر کیلووات ساعت در نظر گرفته میشود . طی ده سال گذشته ، با بالا رفتن میزان فراوری ، قیمتها کاهش یافته است. طی تحقیقات بلومبرگ ، امروزه هر کیلووات ساعت باطری حدود 156 دلار قیمت دارد. که این قیمت از ابتدای دهه 85% کاهش قیمت را تجربه نموده است. ابتدای دهه قبل این میزان کیلووات ساعت قیمتی معادل 1100 دلار داشت.هدف گذاری تا سال 2024 رسیدن به قیمت 100 دلار بر این مقیاس است. در نهایت روزی خواهد رسید ک قیمت وسایل نقلیه برقی با قیمت وسایل نقلیه احتراق داخلی برابر خواهد شد. و این پیشرفت بسیار چشمگیری خواهد بود.
جفری آزبورن یکی از معروفترین تحلیلگران بازاربرای مشتریان اینگونه مینویسد : اگر چه مفهوم وسیله نقلیه الکتریکی جدید نیست ، اما آنچه در این چرخه فراوری متفاوت است ، وجود باتریهای قابل اعتماد و کم هزینه است که دارای انرژی و توان عالی هستند و در عمل به کار گرفته می شوند.
فروش جهانی اتومبیل های برقی و هیبریدی ، در سال 2018 به عدد 1.98 میلیون عدد دست یافت. طبق گزارش آژانس بین المللی انرژی تعداد کل اتومبیل های برقی در جاده ها به 5.1 میلیون دستگاه رسید که عدد بسیار کمی از یک میلیارد اتومبیل در حال حرکت میباشد. اما این عدد رشد خواهد نمود . بلومبرگ اینطور پیش بینی میکند که تا سال 2040 ، 57% درصد کل فروش اتومبیلهای مسافرتی به برقی ها اختصاص خواهد یافت و این باعث میشود تا آن سال کل ناوگان برقی به 30% کل برسد.
تسلا در حال حاضر بزرگترین فراورینماینده وسایل نقلیه برقی در جهان است. این شرکت در پایین آوردن قیمت باتری های فراوریی خود بسیار پیروز بوده است و کاهش قیمت در فراوری ناشی از ایجاد بالاترین فشار ممکن بر خط فراوری خود در کارخانه نوادا است. که تقریبا در اوج راندمان به سر میبرد.البته نباید نقش یارانه های دولتی را در این حجم فراوری فراموش کرد.
در باطری ها دو عامل بسیار مهم تاثیر گزارند
1 - دامنه حرکتی خودرو در مقیاس انرژی ذخیره شده
2 - سرعت شارژ باتری ها
و این امتیاز تسلاست که توان بیشتری را از حجم باتری های موجود در اتومبیل های خود فراوری میکند
مدل 3 سایز کوچک تسلا ست. که با قیمت 39999 شروع میشود. و این قیمت هنوز گران است. باز هم باید برای برد حرکتی بیشتر با یک بار شارژ کوشش کند تا با این قیمت با یک خودرو کوچک سوخت فسیلی برابری کند. پیشبینی میشود تا دو یا حداکثر سه سال آینده این اتومبیل با هم سایزهای سوخت فسیلی خود که در مناطق با قیمت بالای نفت حرکت میکند ، از لحاظ قیمتی توجیه پذیر شود.
فرصت های سرمایه گذاری در زنجیره تامین باتری
دلیل اصلی گرانی وسایل نقلیه برقی هزینه مواد اولیه برای ساخت باتری هاست. علاوه بر لیتیوم ، کبالت و گرافیت برای باتریهای لیتیوم یونی ، فلزاتی مانند نیکل ، آلومینیوم و منگنز نیز مورد احتیاج است.امروزه احتیاج صنایع اتومبیل سازی به لیتیوم از کل احتیاج صنایع الکترونیک در جهان به این عنصر پیشی گرفته است.و در آینده ای نه چندان دور تقاضا در این بازار از فراوری بیشتر خواهد شد.
وقتی نوبت به ساخت سلولهای باتری می رسد راستا فراوری به آسیا کشیده می شود . شرکتهای بزرگی چون Panasonic , CATL , LG Chem و BYD چین در حال درآمد زایی هستند. Panasonic با تسلا همکاری می نماید و LG Chem باتری برای فورد و جنرال موتورز فراوری می نماید.
کارگران در خط فراوری باتری lithium-ion برای اتومبیلهای تمام برقی در کارخانه ای چین
تلفن خود را روشن میکنید تا خانه را روشن کنید
از ابتدا تقاضا برای باتری های بزرگتر و بهتر برای اتومبیلهای برقی یک رابطه نزدیک با سیستمهای ذخیره انرژی خانگی داشته است . مخصوصا کم شدن قیمت سلول های خورشیدی که از یارانه دولتی هم برخوردار هستند ، خود عاملی شد ، ترغیب نماینده و اثرگذار ، برای مشتریانی ک بدنبال انرژی های پاک میباشند .
تحقیقات ، نشان میدهد فرایند رو به رشد فراوری و فروش سلولهای خورشیدی و باتریهای خانگی با همان شیب رشد فراوری ماشینهای الکتریکی پیش رفته است.
نمودار رشد بازار ذخیره نماینده های انرژی در آمریکا از سال 2012 تا 2024
تسلا نیز در این بازار سلول خورشیدی و باتری خانگی هم کار خود را با باتری های Powerwall شروع نموده است و یا شرکت هایی مانند Enphase Energy باتری هایی ارائه می دهند که با سیستم های خورشیدی ادغام شده اند و این شرکت در سال 2019 ، 465% رشد داشته است.
قدم بعدی ذخیره سازی در مقیاس عمومی
با تمام این توضیحات ، بزرگترین بازار بالقوه ذخیره انرژی ، مصرف نمایندگان انفرادی نیستند ، بلکه شرکتهای بزرگ تجاری هستند. انرژیهای تجدیدپذیر مانند باد و خورشیدی ، انرژیهای فراوانی برای شبکه برق فراوری مینمایند . اما تازمانی که سیستم ذخیره انرژی موثری و پایداری نباشد ، ما متکی به سوختهای فسیلی خواهیم بود. ساده تر بگویم ، انرژی مورد استفاده شما در همین ثانیه ، دقیقا در لحظاتی قبل فراوری شده است. ذخیره زیادی وجود ندارد.
بنابراین عرضه و تقاضا همواره باید در حال تعادل بماند. اما با کاهش قیمت باتری ، بیشتر شرکتهای عمومی در حال ادغام باتری های لیتیوم یونی در تامین نماینده های برق مورد احتیاج خود هستند. این باطری ها جایگزین اول تامین برق مورد احتیاج ، بجای ژنراتورهای ثانویه هستند . ژنراتورهایی که معمولا در مواقع اوج مصرف روشن میشوند و از گاز طبیعی یا گازوییل استفاده مینمایند. بیمارستان در جایگزین کردن باتری ها بجای ژنراتورها اولویت دارند. افق دید در ده سال آینده نفوذ بیشتر و بیشتر باتری ها در شبکه برق را به وضوح نشان میدهد.
یک مزرعه برق خورشیدی و پروژه ذخیره انرژی در باتری مستقر هاوایی
به طور مثال شرکت Pinnacle west Capital در ماه فوریه 2019 خاطرنشان کرد که میخواهد ذخیره باطری 850 مگاواتی را در آریزونا را در طی 5 سال ، بسازد. در حال حاضر بزرگترین نصب باتری لیتیوم یون در استرالیا واقع شده است . باتری ها فراوری تسلا هستند. این سیستم بزرگ دارای ظرفیت 100 مگاوات است. به گفته مسئولین سایت ، این باتری بزرگ در اوج خروجی ، 30.000 خانه را برق رسانی میکند.کشور فرانسه که اداره نماینده این سایت غول پیکر است خاطرنشان کرد که قصد توسعه ای به میزان 50% دارد که توان این سایت را به 150 مگاوات میرساند.
این شرکتهای سازنده تجهیزات انرژیهای تجدید پذیر و مجریان این پروژه ها در کنار شرکتهای شیمی محور و مواد هستند که باعث میشوند فراوری و ذخیره انرژی باد و خورشیدی عملی شود .
بزرگترین ذخیره ساز برق حال حاضر جهان واقع در جنوب استرالیا - ساخته شده توسط Tesla
دهه آینده
هزینه هایی که همچنان بالاست از جمله دلایل جلوگیری از ادغام شبکه باتری لیتیوم یون با شبکه اصلی تامین برق است. و عامل دیگر این است که این نوع باتری لیتیوم-یونی لزوما ممکن است بهترین انتخاب برای ذخیره انرژی در طولانی مدت نباشد . هنوز این نوع باتری ها میتوانند عامل آتش سوزی باشند و یا مثلا 50 % کبالت مورد احتیاج که یکی از عناصر اصلی این باطری هاست از کشور کنگو که کشور بسیار بی ثباتی است تامین می شود. و سر آخر اینکه بازیافت و تاثیرات زیست محیطی استخراج فلزات نیز از دیگر مواردی است که نمی توان از آنها به سادگی گذر کرد.
میلیاردها دلار سالیانه هزینه تحقیقات برای یافتن گزینه های دیگر می شود. باتریهای حالت جامد که مثلا بجای الکترولیت مایع از سدیم استفاده مینمایند و باتری هایی که از مخازن الکترولیت مایع ، جهت انباشت انرژی استفاده مینمایند. اما فعلا هیچکدام بدون ایراد نیستند. نوع باتری که بالاخره برنده این تحقیقات می شود فعلا ناشناخته است . ولی آنچه غیر قابل اجتناب است ، تاثیر به چون و چرای باتری ها در زندگی آینده ما بر روی کره سبز خواهد بود.
منبع : دیجیاتو
منبع: آی تابناک