من المتوقع أن يشهد العقد الحالي (2030) تطورات هائلة في صناعة بطاريات الليثيوم؛ ما يمهّد الطريق أمام تقديم حلول فعالة من حيث التكلفة والأداء والاستدامة.
وسلط تقرير حديث، اطّلعت عليه وحدة أبحاث الطاقة (مقرّها واشنطن)، الضوء على ارتفاع الاستثمار في قطاع البطاريات؛ حيث تتمتع التقنيات الجديدة بإمكانات ضخمة لإحداث ثورة في الصناعة.
ومع احتدام المنافسة بين مختلف الشركات، تمكّنت نحو 61 شركة ناشئة متخصصة في صناعة البطاريات من جمع ما يزيد على 6.9 مليار دولار أميركي خلال شهر سبتمبر/أيلول (2024)، في شكل أسهم خاصة ورأسمال مُخاطر وتمويل في شكل منح.
ورغم أن الجيل القادم من بطاريات الليثيوم يكتسب زخمًا؛ فإن نجاحه سيعتمد على قدرة توسيع نطاق الإنتاج ودمجه في عمليات التصنيع القائمة.
المنافسة بين الشركات
بسبب المنافسة بين شركات صناعة السيارات ومصنعي البطاريات وأنظمة التخزين الثابتة، بات هناك دافع قوي لتطوير بطاريات أرخص وأفضل في الأداء ومصنوعة من مواد متاحة وبأقل التكلفة.
وتتوقّع شركة أبحاث الطاقة بلومبرغ نيو إنرجي فايننس المتخصصة أن يقدم العديد من الشركات تقنيات بطاريات جديدة على مدار هذا العقد؛ بهدف تلبية الطلب المتزايد على حلول تخزين الكهرباء.
وتعمل الشركات على تطوير تقنيات جديدة في مكونات بطاريات، وتحديدًا القائمة على الكاثود والأنود والإلكتروليت.
وباتت بطاريات الليثيوم الخيار المفضل للعديد من الصناعات؛ بفضل أدائها القوي مع كثافة طاقة عالية، إلى جانب دورة حياتها الطويلة، واعتماد نظام قوي لسلاسل التوريد.
ومن المتوقع أن تواصل بطاريات الليثيوم أيون التقليدية الهيمنة على الصناعة حتى عام 2025، قبل أن يشهد القطاع تحولًا جذريًا نحو تقنيات أحدث، وفق ما رصدته وحدة أبحاث الطاقة.
التقنيات الجديدة
سلّط التقرير الضوء على كثافة الطاقة -مقدار الطاقة التي يمكن تخزينها لكل وحدة- بصفتها من أهم العوامل في تقييم أداء البطارية، وهي ضرورة لتحسين مدى وكفاءة السيارات الكهربائية.
وكانت التحسينات السابقة في كثافة الطاقة مدفوعة بالتقدم في تقنيات الكاثود، إلا أن التقنيات الحالية بلغت أقصى إمكاناتها لتخزين الكهرباء نظريًا.
وللتغلب على ذلك، تركز الشركات -حاليًا- على تطوير تقنيات جديدة، مثل أنود السيليكون، وأنود الليثيوم المعدني، والإلكتروليت الصلب.
وتتمتع هذه الابتكارات بالقدرة على تحسين أداء البطارية، بما في ذلك كثافة الطاقة، لذا تتلقى أكبر قدر من الاستثمارات والتمويل.
وخلال عامي 2025 و2030، من المتوقع أن تتميز بطاريات الحالة الصلبة وأنود الليثيوم بكثافة طاقة عالية تتجاوز 400 واط/ساعة لكل كيلوغرام، وتقترب من 600 واط/ساعة لكل كيلوغرام بحلول عام 2030.
استثمارات ضخمة
تتبعت بلومبرغ نيو إنرجي 61 شركة ناشئة في قطاع البطاريات، التي تعمل على تطوير مكونات جديدة وتحسين التقنيات، بما في ذلك الأنود والكاثود والإلكتروليت والبرمجيات وعمليات التصنيع.
وخلصت إلى أن هذه الشركات جمعت 6.9 مليار دولار أميركي حتى سبتمبر/أيلول 2024، حيث تصدرت شركة “سيلا Sila” القائمة بجمع 1.4 مليار دولار، تليها شركة “غروب 14 تكنولوجيز Group14 Technologies” بمبلغ 786 مليون دولار، وفقًا لبيانات اطلعت عليها وحدة أبحاث الطاقة.
ومع ذلك، هذه الشركات ليست سوى عينة صغيرة من حجم الشركات العاملة في مجال تقنيات البطاريات والابتكار.
وتتضمن هذه التقنيات الجديدة، إما ابتكارات في المكونات المستعملة في صنع البطاريات، وإما إدخال طرق محسنة في عمليات التصنيع، إلى جانب سلاسل توريد المواد الخام الجديدة.
ويتطلب تطوير هذه التقنيات استثمارات ضخمة وخبرة في التصنيع، فضلًا عن أنها تستغرق وقتًا طويلًا للتطوير والتنفيذ.
ورغم ذلك، فلم يتجاوز سوى عدد قليل من تقنيات البطاريات الجديدة مرحلة الإنتاج التجريبي، حيث تنطوي عمليات توسيع الإنتاج على تعقيدات إضافية.
تحديات تواجه بطاريات الليثيوم
نجاح الجيل القادم من بطاريات الليثيوم يعتمد على مدى سرعة توسيع نطاق الإنتاج ودمجها في عمليات التصنيع الحالية.
وبينما بدأت بطاريات الحالة الصلبة تشهد زيادة في الإنتاج خلال العقد الجاري، من غير المتوقع أن تكون متاحة للاستعمال على نطاق واسع في المركبات الكهربائية منخفضة التكلفة في المستقبل القريب.
على النقيض من ذلك، تتقدم ابتكارات أخرى، مثل أنود السيليكون، ولا سيما أن العديد من شركات صناعة السيارات بدأت دمجها في منتجاتها.
فضلًا عن ذلك، من المتوقع اعتماد تقنيات بطاريات الليثيوم الجديدة أولًا في القطاعات عالية الأداء، مثل الطيران، قبل أن تصبح متاحة للأسواق الأكثر تأثرًا بالتكلفة، مثل المركبات الكهربائية.
موضوعات متعلقة..
- بطاريات الليثيوم ذات الحالة الصلبة.. تقنية تُطيل كفاءتها التشغيلية لساعات عديدة
- هل تفقد بطاريات الليثيوم هيمنتها؟.. 16 تقنية صاعدة
- السيارات الكهربائية تترقب طفرة بطاريات الليثيوم والكبريت.. هل تنجح؟
اقرأ أيضًا..
- ارتفاع واردات مصر من الغاز المسال.. ودولة واحدة تُلبي 77%
- واردات الكويت من الغاز المسال تسجل مستوى قياسيًا في 3 أشهر
- نصف صادرات قطر من الغاز المسال يذهب إلى 4 دول
إقرأ: سباق عالمي لتطوير بطاريات الليثيوم.. و61 شركة تجمع 7 مليارات دولار على منصة الطاقة
