يعتمد التحول العالمي نحو المركبات الكهربائية، وهو أمر حيوي لإزالة الكربون من النقل البري، بشكل متزايد على شبكة معقدة من استخراج المعادن والتصنيع المتقدم تتركز في الغالب في الصين. تسعى دول مثل الولايات المتحدة وألمانيا الآن بقوة لإنتاج البطاريات محليًا، وهي خطوة يقترح محللون في BloombergNEF أنها حيوية للتخفيف من نقاط ضعف سلسلة التوريد وتأمين استقلال الطاقة في المستقبل. يؤكد هذا التنافس المتزايد للسيطرة على تكنولوجيا البطاريات تحولًا استراتيجيًا في السياسة الصناعية العالمية.
يكمن جوهر أي مركبة كهربائية في حزمة بطارياتها، وهي تجميع معقد لآلاف الخلايا القابلة لإعادة الشحن. تعمل كل خلية من خلال حركة أيونات الليثيوم بين الكاثود والأنود، مما يحدد كيفية تخزين الطاقة وتفريغها. يشكل الجرافيت عادةً الأنود، بينما تختلف كيمياء الكاثود بشكل كبير، مما يشكل أداء البطارية وتكلفتها.
يحمل هذا التفصيل التقني الظاهري وزنًا جيوسياسيًا كبيرًا. اليوم، تستخدم معظم المركبات الكهربائية بطاريات أيون الليثيوم. توفر وحدات الطاقة هذه كثافة طاقة عالية ضمن تصميم مدمج وخفيف الوزن، مما يجعلها مثالية لتطبيقات السيارات.
تحدد الكيمياء المحددة للكاثود إلى حد كبير خصائص البطارية. النيكل والمنغنيز والكوبالت مكونات أساسية في بطاريات NMC، وهي نوع سائد معروف بعمرها الافتراضي الطويل وقدرتها العالية على الشحن. على العكس من ذلك، تتخلى بطاريات فوسفات حديد الليثيوم (LFP) عن النيكل والكوبالت، وتعتمد بدلاً من ذلك على الحديد والفوسفات الأكثر وفرة والأرخص.
يحمل إنتاج LFP أيضًا بصمة انبعاثات أقل، على الرغم من أن هذه البطاريات تخزن طاقة أقل عادةً. تمثل بطاريات أيون الصوديوم تقنية ناشئة أخرى، تستبدل الليثيوم والمعادن الحيوية الأخرى بالصوديوم المتاح على نطاق واسع وعناصر غير مكلفة مثل الحديد والنيتروجين والكربون. تهدف هذه الابتكارات إلى تخفيف الضغط على موارد التعدين الشحيحة.
سيطرة الصين على سلسلة توريد المركبات الكهربائية واسعة النطاق. أفادت Climate Home News أن الدولة صنعت أكثر من نصف جميع السيارات الكهربائية المباعة في جميع أنحاء العالم خلال عام 2023. لقد عززت السياسة الصناعية لبكين نظامًا بيئيًا تنتج فيه ما يقرب من ثلاثة أرباع جميع بطاريات أيون الليثيوم عالميًا.
يمتد هذا الهيمنة إلى المكونات الأولية الحيوية، حيث تسيطر الصين على معظم القدرة الإنتاجية العالمية لكل من الكاثودات والأنودات. علاوة على ذلك، يقع أكثر من نصف القدرة العالمية لتكرير المعادن الأساسية للبطاريات—الليثيوم والكوبالت والجرافيت—داخل حدودها. هذه سلسلة توريد تسعى العديد من الدول الآن لتنويعها.
يبرز اثنان من مصنعي البطاريات الصينيين في هذا المشهد. تتميز CATL بكونها أكبر منتج للبطاريات في العالم. تجاوزت BYD، عملاق صيني آخر، شركة Tesla كأكثر مصنع للمركبات الكهربائية مبيعًا عالميًا بحلول نهاية عام 2023.
يعزز إنتاجهما المشترك وتطورهما التكنولوجي مكانة الصين كمركز لابتكار وإنتاج بطاريات المركبات الكهربائية. يخلق هذا التركيز نقطة فشل واحدة للصناعة العالمية بأكملها. تدرك الحكومات الغربية التداعيات الاستراتيجية لهذا التركيز.
بدأت الولايات المتحدة وكندا ودول أوروبية مختلفة برامج قوية لتعزيز قدراتها الخاصة في تصنيع البطاريات. تشمل هذه الجهود إعانات حكومية كبيرة، ومنحًا بحثية، وحوافز لمرافق الإنتاج المحلية. الهدف هو إنشاء سلاسل توريد مرنة ومحلية، مما يقلل الاعتماد على المصادر الخارجية للمكونات الحيوية.
يمثل هذا الدفع إعادة تقييم أوسع للسياسة الصناعية، مبتعدًا عن الاستعانة بمصادر خارجية مدفوعة بالكفاءة فقط. وراء هذه التحولات السياسية يكمن النمو الهائل في تبني المركبات الكهربائية. انخفض سعر بطاريات أيون الليثيوم، التي كانت تاريخيًا أغلى مكون في المركبات الكهربائية، بشكل كبير.
على مدى العقود الثلاثة الماضية، انخفضت أسعار البطاريات بنسبة 97%، حسبما ذكرت Climate Home News. أدى هذا التخفيض في التكلفة مباشرة إلى زيادة طلب المستهلكين. ارتفعت مبيعات المركبات الكهربائية العالمية من حوالي مليون وحدة في عام 2017 إلى أكثر من 10 ملايين في عام 2022.
تتوقع BloombergNEF مبيعات 16.7 مليون مركبة كهربائية في عام 2024، مما يعني أن المركبات الكهربائية ستمثل أكثر من سيارة واحدة من كل خمس سيارات مباعة في جميع أنحاء العالم. الأرقام الموجودة في بيان الشحن تحكي القصة الحقيقية لهذا التحول في السوق. على الرغم من الضغوط التضخمية الحالية والأسعار المتقلبة لمعادن البطاريات، تتوقع وكالة الطاقة الدولية (IEA) مسارًا مستدامًا لتبني المركبات الكهربائية.
بموجب السياسات الحالية، تتوقع وكالة الطاقة الدولية أن تكون سيارة واحدة من كل سيارتين مباعتين عالميًا كهربائية بحلول عام 2035. يمكن أن يرتفع هذا الرقم إلى سيارتين من كل ثلاث سيارات إذا حققت الدول التزاماتها المعلنة في مجال الطاقة والمناخ في الموعد المحدد. ونتيجة لذلك، من المتوقع أن تستهلك المركبات الكهربائية ما بين 6% و 8% من كهرباء العالم بحلول عام 2035، وهي زيادة كبيرة عن النسبة الحالية البالغة 0.5%.
يتطلب هذا التحول ترقيات كبيرة لشبكات الطاقة وقدرة التوليد. لماذا يهم: يخلق التركيز الجغرافي لإنتاج البطاريات وقدرة التكرير في الصين نقاط ضعف اقتصادية واستراتيجية كبيرة للدول الملتزمة بإزالة الكربون. بالنسبة للمستهلكين في أوهايو، هذا يعني أن سعر وتوافر مركبتهم الكهربائية التالية قد يعتمدان على العلاقات التجارية والاستقرار الجيوسياسي على بعد آلاف الأميال.
السياسة التجارية هي سياسة خارجية بوسائل أخرى، ويؤثر التنافس على سلاسل توريد البطاريات بشكل مباشر على أمن الطاقة الوطني، والقدرة التنافسية الصناعية، ووتيرة العمل المناخي العالمي. تنويع سلاسل التوريد هذه ليس مجرد قرار اقتصادي؛ إنه ضرورة استراتيجية لضمان استمرار تحول الطاقة دون نفوذ خارجي غير مبرر، مما يؤمن مستقبلًا مستقرًا للنقل الكهربائي وتخزين الطاقة المتجددة في جميع أنحاء العالم. تقلل المركبات الكهربائية بشكل واضح من انبعاثات العمر الافتراضي مقارنة بمركبات محركات الاحتراق الداخلي.
بينما يولد تصنيع المركبات الكهربائية المزيد من الانبعاثات في البداية، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى إنتاج البطاريات، فإن هذا الاختلاف يتلاشى بسرعة. تشير الدراسات إلى أن المركبات الكهربائية تعوض انبعاثات تصنيع بطارياتها في غضون عامين تقريبًا من التشغيل. كلما طالت مدة قيادة السيارة الكهربائية، زادت وفورات انبعاثاتها.
على سبيل المثال، وجد تحليل لـ Carbon Brief أنه حتى لو حلت مركبة كهربائية جديدة محل سيارة تقليدية موجودة في المملكة المتحدة، فإنها ستبدأ في تقليل انبعاثات السائق في أقل من أربع سنوات. أفاد المجلس الدولي للنقل النظيف أن انبعاثات العمر الافتراضي للمركبات الكهربائية متوسطة الحجم أقل بثلاث مرات تقريبًا من سيارات البنزين المماثلة في الولايات المتحدة وأوروبا. في الصين والهند، حيث لا يزال الفحم يغذي جزءًا كبيرًا من شبكة الكهرباء، كانت انبعاثات العمر الافتراضي للمركبات الكهربائية أقل بنسبة 40% و 25% على التوالي.
كما أبرزت الدراسة أن المركبات الكهربائية التي تعمل بالكامل بالطاقة المتجددة حققت انخفاضًا بنسبة 81% في الانبعاثات مقارنة بسيارات البنزين. في المتوسط، تقدر وكالة الطاقة الدولية أن السيارة الكهربائية المباعة في عام 2023 ستصدر حوالي نصف انبعاثات الاحتباس الحراري التي يصدرها نظيرها ذو محرك الاحتراق على مدى عمرها التشغيلي. لا تزال جهود إعادة تدوير بطاريات المركبات الكهربائية في مراحلها الأولية، على الرغم من الفوائد البيئية والموارد الواضحة.
تتمتع معظم بطاريات أيون الليثيوم في المركبات بعمر افتراضي يتراوح بين 15 و 20 عامًا. بعد هذه الفترة، قد لا تكون مناسبة لتشغيل المركبات ولكن يمكن أن تجد حياة ثانية في تخزين الطاقة المتجددة الفائضة. في النهاية، تظل المعادن داخل هذه البطاريات ذات قيمة لإعادة الاستخدام.
ومع ذلك، فإن حزم بطاريات المركبات الكهربائية ليست موحدة ونادرًا ما يتم تصميمها مع مراعاة إعادة التدوير في نهاية العمر الافتراضي، مما يجعل الاستعادة الفعالة صعبة ومكلفة. تمثل التصميمات غير الموحدة لحزم بطاريات المركبات الكهربائية الحالية، والتي غالبًا ما تشبه الصناديق السوداء المغلقة، عقبة كبيرة أمام شركات إعادة التدوير. يمكن أن تصبح المواد الكيميائية لبطاريات أيون الليثيوم متطايرة في نهاية العمر الافتراضي، مما يشكل مخاطر حريق أو تلوث بيئي إذا لم تتم إدارتها بشكل صحيح.
استعادة المعادن أمر صعب تقنيًا أيضًا ويمكن أن ينطوي على عمليات مكثفة بيئيًا، مثل حرق معظم البطارية أو استخدام معالجات كيميائية قوية. تظهر طرق أكثر كفاءة، مثل إعادة التدوير المباشر، التي تهدف إلى الحفاظ على الكاثود سليمًا، مع استثمار شركات مثل BYD و BMW في هذه التقنيات. - يشكل موقف الصين المهيمن في تصنيع بطاريات المركبات الكهربائية وتكرير المعادن الحيوية تحديات استراتيجية لأهداف تحول الطاقة العالمية.
- تسارع الدول الغربية جهودها لبناء قدرة إنتاج البطاريات المحلية لتقليل نقاط ضعف سلسلة التوريد.
- شهدت مبيعات المركبات الكهربائية نموًا هائلاً، مدفوعًا بانخفاض بنسبة 97% في أسعار البطاريات على مدى العقود الثلاثة الماضية.
- بينما يمتلك التصنيع الأولي للمركبات الكهربائية بصمة انبعاثات أعلى، فإن انبعاثات العمر الافتراضي أقل بكثير من سيارات البنزين، مع استرداد التكلفة في غضون عامين. بالنظر إلى المستقبل، فإن الارتفاع المتوقع في بطاريات المركبات الكهربائية منتهية الصلاحية حوالي عام 2030 سيكثف التركيز على البنية التحتية لإعادة التدوير والابتكار.
تتوقع وكالة الطاقة الدولية أن إعادة تدوير النحاس والليثيوم والنيكل والكوبالت من البطاريات المستعملة يمكن أن يقلل من متطلبات التعدين المجمعة لهذه المعادن بنسبة 10% تقريبًا بحلول عام 2040. سيكون هذا الدفع نحو الاقتصاد الدائري حاسمًا لأمن الموارد والاستدامة البيئية. في غضون ذلك، سيستمر التنافس الجيوسياسي للسيطرة على سلاسل توريد البطاريات في تشكيل الاتفاقيات التجارية والاستثمارات الصناعية، مع سعي الدول لتحقيق التوازن بين القدرة التنافسية الاقتصادية والأمن القومي والأهداف المناخية.
ستحدد الخيارات المتخذة اليوم وتيرة وعدالة مستقبل الطاقة في العالم.
النقاط الرئيسية
— - يشكل موقف الصين المهيمن في تصنيع بطاريات المركبات الكهربائية وتكرير المعادن الحيوية تحديات استراتيجية لأهداف تحول الطاقة العالمية.
— - تسارع الدول الغربية جهودها لبناء قدرة إنتاج البطاريات المحلية لتقليل نقاط ضعف سلسلة التوريد.
— - شهدت مبيعات المركبات الكهربائية نموًا هائلاً، مدفوعًا بانخفاض بنسبة 97% في أسعار البطاريات على مدى العقود الثلاثة الماضية.
— - بينما يمتلك التصنيع الأولي للمركبات الكهربائية بصمة انبعاثات أعلى، فإن انبعاثات العمر الافتراضي أقل بكثير من سيارات البنزين، مع استرداد التكلفة في غضون عامين.
المصدر: Climate Home News
