تعد “تسلا” و”فورد مورتور” من بين شركات صناعة السيارات التي تركز على إيجاد نوع مختلف من البطاريات لمواجهة أكبر عقبة أمام الانتشار الشعبي الكبير للسيارات الكهربائية، وهو ارتفاع أسعارها. فبطاريات فوسفات الحديد والليثيوم، أو “LFB”، أرخص في الإنتاج من حزم الطاقة المستخدمة في معظم المركبات الكهربائية المصنوعة في أوروبا والولايات المتحدة.
وتعمل شعبيتها المتزايدة على ترسيخ هيمنة الصين على صناعة البطاريات العالمية، إذ توفرها في الغالب شركات صينية.
ما هي بطاريات فوسفات الحديد والليثيوم؟
تعمل السيارات الكهربائية ببطاريات أيونات الليثيوم التي تُشحن وتُفرغ بواسطة جزيئات الليثيوم التي تتحرك بين الأقطاب السالبة والموجبة (الكاثودات والأنودات). تحتوي الأقطاب السالبة في بطاريات “LFB” على الليثيوم والحديد والفوسفات.
وتعد مواد الكاثود أساساً لأداء البطارية، إذ تحدد مقدار الطاقة التي يمكنها الاحتفاظ بها، ومدى سرعة شحنها وتفريغها، وكذلك مدى تعرضها للاشتعال.
حدد باحثون بقيادة الدكتور جون جودناف، وهو عالم حائز على جائزة نوبل بجامعة تكساس في أوستن، فوسفات الحديد والليثيوم باعتباره مادة كاثود قابلة للبقاء وذلك في أواخر التسعينيات. بدأت الشركات الصينية في تسويق هذه المادة الكيميائية في منتصف العقد الأول من القرن الحادي والعشرين لدعم سوق السيارات الكهربائية الناشئة في البلاد.
ما نقاط القوة والضعف في بطاريات “LFB”؟
تنخفض كلفة تصنيعها عن بطاريات أيونات الليثيوم القائمة على النيكل والكوبالت السائدة في المركبات الكهربائية الغربية لأن خام الحديد متوفر نسبياً وأرخص في استخراجه وتنقيته.
وبينما لا يوجد أي نوع من بطاريات أيونات الليثيوم آمن تماماً من خطر الحريق، تميل بطاريات “LFB” إلى أن تكون أكثر استقراراً وأماناً من نظيراتها القائمة على النيكل.
غير أنه لا يمكنهم تعبئتها بالقدر نفسه من الطاقة في المساحة عينها مثل بطاريات النيكل، لذا يلزم وجود بطاريات أكبر وأثقل لتحقيق النطاق والأداء ذاته. وساعد تطوير تصميمات حزم بطاريات فوسفات الحديد والليثيوم الأكثر كفاءة على زيادة استخدامها في الصين.
أما في الدول الغربية، فلا تزال خلايا “LFB” مستخدمة في الغالب في المركبات التجارية ووحدات البطاريات الثابتة لتخزين الطاقة من الشبكة. لكن هذا يتغير مع وصول تصميمات حزمة بطارية فوسفات الحديد والليثيوم الأكثر كفاءة إلى السوق.
من أكبر اللاعبين في القطاع؟
تمثل الشركات المصنعة الصينية- ومنها “بي واي دي” و”كونتمبوراري أمبيريكس تكنولوجي”- ما يصل إلى 99% من الإنتاج العالمي لكاثودات بطاريات “LFB” في 2022، وفقاً لـ”بنشمارك منيرال إنتليجنس”.
وفي حين أن الدول الأخرى لديها أيضا طموحات في تطوير بطاريات فوسفات الحديد والليثيوم، ترى شركة الاستشارات أن حصة الصين لن تنخفض إلا انخفاضاً طفيفاً إلى 96% بحلول نهاية العقد.
تنتج تسلا سيارات تعمل ببطاريات “LFB” في مصنعها في شنغهاي. فيما تعهدت “مرسيدس بنز جروب” و”فولكس واجن” و”ريفيان أوتوموتيف” باستخدام بطاريات فوسفات الحديد والليثيوم في بعض سياراتها.
وستستخدمها فورد في سيارتها ذات التجهيزات الرياضية (موستانج ماك إي) هذا العام وفي شاحنات (إف-160 لايتنينج) الخفيفة بداية من 2024.
هل صعود بطاريات “LFB” يرسخ هيمنة الصين على السيارات الكهربائية؟
في ظاهر الأمر، نعم. وكانت بطاريات “LFB” الصينية أرخص حزم بطاريات أيونات الليثيوم في استطلاع “بلومبرج إن إي إف” لعام 2022. وهذه ميزة كبيرة في وقت ترتفع فيه أسعار السلع، ويحرص صانعو السيارات الكهربائية على خفض تكاليف الإنتاج، بحسب إيفيلينا ستويكو، المحللة في “بلومبرج إن إي إف”.
لكن الشيء المجهول هنا هو إلى متى يمكن أن تستمر هيمنة الصين في وقت تنفق فيه الولايات المتحدة والاتحاد الأوروبي مئات المليارات من الدولارات لاقتناء قدرات تصنيع السيارات الكهربائية الخاصة بهما.
أيضاً هناك حالات لا تزال فيها بطاريات “LFB” غير قادرة على استبدال بطاريات النيكل والكوبالت والمنغنيز، أو بطاريات (إن سي إم)، والتي تتميز بكثافة طاقة أعلى وتظل جذابة للمركبات الكهربائية الأكثر تكلفة والأطول مدى.
ما التقنيات التي قد تنافس “LFB”؟
البدائل الأكثر شيوعاً اليوم هي بطاريات (إن سي إم) والنيكل والكوبالت والألمنيوم أو (إن سي إيه) ويهدف أنصار تقنية أخرى، وهي بطاريات أيونات الصوديوم، إلى الوصول إلى كثافة طاقة مماثلة لبطاريات “LFB” حالياً.
وتتميز المواد الخام الخاصة بها بأنها أكثر وفرة وبها مزايا محتملة للسلامة. ومع ذلك فهي أكثر تكلفة في الوقت الحالي، إذ لا تُنتج سوى بكميات قليلة، وسلاسل التوريد الخاصة بها غير متطورة.
ترى “بلومبرج إن إي إف” أملاً في توفير المواد، وتحسين كثافة الطاقة، التي يمكن أن تخفض تكلفة خلايا أيونات الصوديوم إلى نصف تكلفة خلايا بطاريات فوسفات الحديد والليثيوم.
المصدر: اقتصاد الشرق
