سلسلة البطاريات هي سلسلة من الرسوم البيانية المكونة من خمسة أجزاء والتي تستكشف ما يحتاج المستثمرون إلى معرفته حول تكنولوجيا البطاريات الحديثة، بما في ذلك إمدادات المواد الخام والطلب عليها وتطبيقاتها المستقبلية.

شرح الطلب المتزايد على بطاريات الليثيوم أيون

في الجزأين الأول والثاني، قمنا بدراسة تطور تكنولوجيا البطاريات بالإضافة إلى ماذا ما يمكن للبطاريات فعله وما لا يمكنها فعله. في هذا الجزء، سنتناول الطلب في سوق البطاريات القابلة لإعادة الشحن، مع التركيز بشكل أساسي على قطاع الليثيوم أيون سريع النمو.

لعقود عديدة، كانت بطاريات الرصاص الحمضية أهم البطاريات القابلة لإعادة الشحن في حياتنا.

حتى في عام 2014، كان حوالي 64.51 تريليون تيرا من إجمالي الإيرادات في سوق البطاريات القابلة لإعادة الشحن من مبيعات بطاريات الرصاص الحمضية، والتي تستخدم بشكل رئيسي في بادئات تشغيل السيارات.

لماذا؟

على الرغم من أنها ليست من أكثر البطاريات كثافةً للطاقة، إلا أن بطاريات الرصاص الحمضية أثبتت كفاءتها وقدرتها على توفير تيارات عالية عند بدء التشغيل. كما أنها رخيصة التصنيع للغاية، حيث تبلغ تكلفتها حوالي 1 تيرابايت لكل كيلوواط ساعة من سعة الطاقة.

أدخل أيون الليثيوم

لم تكن بطاريات الليثيوم أيون الأولى رخيصة الثمن. في الواقع، كانت تكلفة البطاريات الأولى التي تم إنتاجها تجارياً في منتصف التسعينيات تتجاوز عادةً $3000 لكل كيلوواط ساعة من الطاقة.

لحسن الحظ، انخفضت تكلفة بطاريات الليثيوم أيون بشكل كبير، مما جعلها الخيار الأمثل للأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية طوال العقد الأول من الألفية الثانية. ومؤخراً، حقق العلماء تقدماً أكبر، مما فتح المجال أمام استخدام بطاريات الليثيوم أيون في العديد من التطبيقات الأخرى، ولا سيما في المركبات الكهربائية.

في عام ٢٠٠٨، قدّر المحللون أن تكلفة بطاريات الليثيوم أيون تتراوح بين ٦٠٠ و١٢٠٠ دولار أمريكي لكل كيلوواط/ساعة، لكن هذا النطاق انخفض إلى ما بين ٥٠٠ و٨٠٠ دولار أمريكي لكل كيلوواط/ساعة خلال السنوات الأربع التالية. وتزعم تسلا الآن أن تكلفة بطارية سيارة تسلا موديل إس تبلغ ٢٤٠ دولارًا أمريكيًا لكل كيلوواط/ساعة، وأن التكلفة المتوقعة لسيارة موديل ٣ تبلغ ١٩٠ دولارًا أمريكيًا لكل كيلوواط/ساعة.

عند استهلاك 240 كيلوواط ساعة من بطاريات الليثيوم أيون، تصبح هذه البطاريات منافسة لاستهلاك 3 كيلوواط ساعة من الغاز. وعند استهلاك 150 كيلوواط ساعة، تصبح منافسة لاستهلاك 2 كيلوواط ساعة من الغاز.

مصانع عملاقة ضخمة مثل مصنع تيسلا العملاق 1 سيساهم ذلك أيضاً في تحقيق وفورات الحجم في إنتاج بطاريات الليثيوم أيون، مما يجعلها أقل تكلفة. قريباً، ستقارب تكلفة حزم البطاريات 1000 بيزو فلبيني لكل كيلوواط ساعة، مما سيجعلها أرخص بكثير من جميع المركبات التي تعمل بالبنزين.

الطلب على بطاريات الليثيوم أيون

أحدثت التطورات الكبيرة في تكنولوجيا بطاريات الليثيوم أيون نقلة نوعية. وباتت بطاريات الليثيوم أيون الأرخص والأكثر فعالية تسيطر الآن على سوق البطاريات.

في عام 2014، شكلت بطاريات الليثيوم أيون 33.41 تريليون من سوق البطاريات القابلة لإعادة الشحن عالميًا، بقيمة 1.4 تريليون و49 مليار دولار. وبحلول عام 2025، تتوقع شركة بيرنشتاين أن يتضاعف حجم سوق البطاريات القابلة لإعادة الشحن إلى أكثر من الضعف ليصل إلى 1.1 تريليون و112 مليار دولار، بينما ستتضاعف حصة بطاريات الليثيوم أيون في السوق إلى أكثر من الضعف لتصل إلى 70.01 تريليون.

ما هو المحرك الرئيسي؟ قطاع السيارات.

في عام 2010، لم يكن قطاع السيارات يمثل سوى جزء ضئيل من مبيعات بطاريات الليثيوم أيون. بعد خمس سنوات، بلغت مبيعات قطاع السيارات أكثر من 1.5 مليار دولار من إجمالي مبيعات قطاع تبلغ قيمته حوالي 1.16 مليار دولار.

السيارات الكهربائية تصبح شائعة الاستخدام

في عام 2015، تم بيع ما يقرب من نصف مليون سيارة في الولايات المتحدة مزودة بمكون محرك كهربائي.

14% من هذه المبيعات كانت لمركبات كهربائية تعمل بالبطاريات (BEVs):

• 71000 سيارة كهربائية تعمل بالبطارية (14%)
• 43000 سيارة هجينة قابلة للشحن (9%)
• 384,000 هجين (77%)

= 498,000 مركبة كهربائية

لكن كجزء من إجمالي مبيعات السيارات في الولايات المتحدة، لا تزال السيارات الكهربائية تشكل أقل من 11 تريليون دولار من المبيعات:

• 71000 سيارة كهربائية تعمل بالبطارية (0.4%)
• 43000 سيارة هجينة قابلة للشحن (0.3%)
• 384,000 هجين (2.3%)
• 16,900,000 عملية بيع للغاز/الديزل (97%)

لكن من المتوقع أن يتغير هذا الوضع بسرعة في المستقبل القريب. فبحلول عام 2040، ستشكل السيارات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات ما يقارب 351 تريليون طن من إجمالي المبيعات العالمية.

سيؤدي هذا إلى وصول مبيعات السيارات الكهربائية إلى ما يقارب 40 مليون سيارة سنوياً على مستوى العالم، مما يعني الحاجة إلى تخزين كميات كبيرة من الطاقة في البطاريات. وتتوقع بلومبيرغ لتمويل الطاقة الجديدة أن تستهلك السيارات الكهربائية في هذه المرحلة أكثر من 1900 تيراواط/ساعة من الشبكة الكهربائية سنوياً.

كم تبلغ قيمة 1900 تيراواط ساعة؟ إنها تكفي لتزويد الولايات المتحدة بأكملها بالطاقة لمدة 160 يومًا.

ولتلبية هذا الطلب على المركبات التي تعمل ببطاريات الليثيوم أيون، ستكون هناك حاجة إلى تصنيع كمية هائلة من حزم البطاريات.