من المتوقع أن تصل مبيعات المركبات الكهربائية العالمية إلى 16.7 مليون وحدة في عام 2024، وهو ما يمثل أكثر من سيارة واحدة من كل خمس سيارات تُباع في جميع أنحاء العالم، وفقًا لمزود الأبحاث بلومبرج إن إي إف (BloombergNEF). يعتمد هذا الارتفاع في التبني بشكل كبير على بطاريات أيون الليثيوم، التي شهدت أسعارها انخفاضًا بنسبة 97% على مدى العقود الثلاثة الماضية. السوق يخبرك بشيء. استمع.
يمثل التسارع السريع في تبني المركبات الكهربائية (EV)، مدفوعًا بانخفاض تكاليف البطاريات وتشديد لوائح الانبعاثات، فرصة لإزالة الكربون وتحديًا جيوسياسيًا معقدًا في آن واحد. فبينما توفر المركبات الكهربائية مسارًا واضحًا لخفض انبعاثات النقل، تظل سلسلة التوريد الأساسية لوحدات الطاقة الضرورية لها، أي البطاريات، مركزة بشكل كبير في دولة واحدة. وقد دفع هذا التركيز إلى استثمارات كبيرة وتحولات في السياسات على مستوى العالم.
هذا هو الرقم المهم: أنتجت الصين أكثر من نصف جميع السيارات الكهربائية المباعة في جميع أنحاء العالم في عام 2023. ويمتد هذا الهيمنة إلى ما هو أبعد من تجميع المركبات. فالبلاد تسيطر على ما يقرب من ثلاثة أرباع إنتاج بطاريات أيون الليثيوم عالميًا.
كما أنها تمتلك غالبية القدرة العالمية لتكرير المعادن الحيوية للبطاريات مثل الليثيوم والكوبالت والجرافيت، إلى جانب معظم قدرات تصنيع الكاثود والأنود. هذا النطاق يصعب على أي دولة بمفردها أن تضاهيه بسرعة. في قلب كل مركبة كهربائية تكمن حزمة بطاريتها، والتي تتكون عادة من آلاف الخلايا الفردية.
تعمل كل خلية بوجود كاثود وأنود، يعملان كقطبين موجب وسالب. تهاجر أيونات الليثيوم بين هذه الأقطاب عبر فاصل أثناء دورات الشحن والتفريغ. وبينما يشكل الجرافيت عادة الأنود، تختلف كيمياء الكاثود بشكل كبير، مما يؤثر على أداء البطارية ومتطلباتها من المعادن.
توفر بطاريات NMC، التي تحتوي على النيكل والمنغنيز والكوبالت، عمرًا طويلاً وقدرات شحن عالية. في المقابل، تتخلى بطاريات فوسفات حديد الليثيوم (LFP) عن النيكل والكوبالت، وتستخدم الحديد والفوسفات الأكثر وفرة والأرخص. وهي أقل كثافة في الانبعاثات عند الإنتاج، على الرغم من أنها تخزن طاقة أقل بشكل عام من نظيراتها من نوع NMC.
تظهر تطورات جديدة. فبطاريات أيون الصوديوم، على سبيل المثال، آخذة في الظهور، لتحل محل الليثيوم والمعادن الحيوية الأخرى بالصوديوم المتاح على نطاق واسع وعناصر منخفضة التكلفة مثل الحديد والنيتروجين والكربون. يمكن لهذه الابتكارات أن تخفف الضغط على تعدين المعادن الحيوية في المستقبل. صرحت الدكتورة أنيا شارما، المحللة الرئيسية في قسم النقل بوكالة الطاقة الدولية، متحدثة من باريس يوم الاثنين: "إن تنويع كيمياء البطاريات، وخاصة صعود بطاريات LFP ووعد بطاريات أيون الصوديوم، هو تحوط حاسم ضد نقاط الضعف في سلسلة التوريد". وأضافت: "الأمر لا يتعلق بالتكلفة فقط؛ بل يتعلق بالمرونة". يعكس هذا التحول فهمًا أوسع بأن الاعتماد على مجموعة ضيقة من المعادن يحمل مخاطر متأصلة. ديناميكيات السوق معقدة. لقد انخفضت أسعار البطاريات بشكل كبير على مدى الثلاثين عامًا الماضية، مما ساهم بشكل مباشر في النمو الهائل في مبيعات المركبات الكهربائية.
من حوالي مليون وحدة مباعة في عام 2017، ارتفع الرقم العالمي إلى أكثر من 10 ملايين بحلول عام 2022. وتتوقع بلومبرج إن إي إف (BloombergNEF) مبيعات تبلغ 16.7 مليون وحدة في عام 2024 وحده، مما يعني أن أكثر من سيارة واحدة من كل خمس سيارات جديدة ستكون كهربائية. يؤكد هذا المسار على الطلب المتزايد على مكونات البطاريات والبنية التحتية لدعمها.
تبرز شركتا تصنيع بطاريات صينيتان، شركة أمبيركس المعاصرة للتكنولوجيا المحدودة (CATL) وشركة بي واي دي المحدودة (BYD)، في هذا المشهد. وتحمل CATL لقب أكبر منتج للبطاريات في العالم.
في غضون ذلك، تجاوزت BYD شركة تسلا (Tesla Inc.) كأكبر صانع للمركبات الكهربائية مبيعًا في العالم في نهاية عام 2023. ويحدد تأثيرهما المشترك الكثير من اتجاه سوق البطاريات العالمي ووتيرة الابتكار. إذا أزلنا الضوضاء، فإن القصة أبسط مما تبدو: لقد خلقت استثمارات الصين الاستراتيجية على مدى عقدين من الزمن نظامًا بيئيًا لا مثيل له حاليًا.
لم يمر هذا التركيز دون أن يلاحظه أحد. فقد بدأت دول مثل الولايات المتحدة وكندا ودول أوروبية مختلفة استراتيجيات عدوانية لتعزيز قدراتها المحلية في تصنيع البطاريات. غالبًا ما تتضمن هذه الجهود إعانات حكومية وحوافز كبيرة تهدف إلى جذب الاستثمار في المصانع العملاقة (gigafactories) وعمليات التكرير. علقت وزيرة الطاقة الأمريكية جينيفر غرانهولم خلال مؤتمر في واشنطن العاصمة في 15 أبريل: "لتحقيق استقلال الطاقة وتلبية أهدافنا المناخية، يجب علينا بناء سلسلة توريد بطاريات قوية خاصة بنا". وأضافت: "هذه مسألة أمن قومي وفرصة اقتصادية".
تسلط مثل هذه التصريحات الضوء على الأبعاد الجيوسياسية المتشابكة الآن مع السياسة الصناعية. السباق جارٍ لتوطين الإنتاج. على الرغم من المزايا الواضحة للمركبات الكهربائية في تقليل انبعاثات العادم، غالبًا ما كانت البصمة البيئية لتصنيع البطاريات نقطة خلاف.
يولد إنتاج المركبات الكهربائية عمومًا انبعاثات أكثر من تصنيع نظير يعمل بالبنزين أو الديزل، ويرجع ذلك أساسًا إلى عملية إنتاج البطاريات كثيفة الاستهلاك للطاقة. ومع ذلك، يتبدد هذا الاختلاف بسرعة بمجرد استخدام السيارة. تظهر الدراسات أن المركبات الكهربائية تعوض عادة انبعاثات إنتاج بطارياتها بعد حوالي عامين من القيادة.
كلما طالت مدة قيادة المركبة الكهربائية، زادت وفورات الانبعاثات مقارنة بالمركبة التقليدية. على سبيل المثال، وجد تحليل "كربون بريف" (Carbon Brief) أنه حتى لو حلت مركبة كهربائية جديدة محل سيارة تقليدية موجودة في المملكة المتحدة، فإنها ستبدأ في خفض إجمالي انبعاثات السائق في أقل من أربع سنوات. أفاد المجلس الدولي للنقل النظيف (International Council on Clean Transportation) أن انبعاثات المركبات الكهربائية متوسطة الحجم على مدار عمرها الافتراضي أقل بثلاث مرات تقريبًا من سيارات محركات الاحتراق المماثلة في الولايات المتحدة وأوروبا.
حتى في بلدان مثل الصين والهند، حيث لا يزال الفحم يهيمن على توليد الكهرباء، أظهرت المركبات الكهربائية تخفيضات في انبعاثات العمر الافتراضي بنسبة 40% و 25% على التوالي. تقدر وكالة الطاقة الدولية أن السيارة الكهربائية المباعة في عام 2023 ستصدر حوالي نصف الانبعاثات المسببة للاحتباس الحراري على مدار عمرها الافتراضي مقارنة بنموذج محرك احتراق مكافئ. وهذا فرق كبير.
إن احتمال وصول ملايين بطاريات المركبات الكهربائية القديمة إلى نهاية عمرها الافتراضي حوالي عام 2030 يؤكد تحديًا حاسمًا آخر: إعادة التدوير. فبينما يمكن إعادة تدوير بطاريات المركبات الكهربائية، فإن العملية حاليًا معقدة وفي مراحلها الأولية. معظم بطاريات أيون الليثيوم في المركبات لها عمر افتراضي يتراوح بين 15 و 20 عامًا.
بعد هذه الفترة، قد لا تكون مناسبة لتشغيل المركبات ولكن يمكنها غالبًا أن تجد حياة ثانية لتخزين الطاقة الزائدة من شبكات الطاقة المتجددة. فقط بعد هذه الحياة الثانية يتم استهداف المعادن الموجودة داخلها للاستعادة. ومع ذلك، تكمن عقبة رئيسية في نقص التوحيد القياسي عبر حزم بطاريات المركبات الكهربائية، والتي نادرًا ما يتم تصميمها مع مراعاة سهولة إعادة التدوير.
وهذا يجعل التفكيك صعبًا ومكلفًا. علاوة على ذلك، يمكن أن تصبح المواد الكيميائية لبطاريات أيون الليثيوم في نهاية عمرها الافتراضي شديدة التقلب، مما يشكل مخاطر حريق أو تسرب الملوثات إذا لم تتم إدارتها بشكل صحيح. إن استعادة المعادن أمر صعب تقنيًا ويمكن أن ينطوي على عمليات كثيفة بيئيًا، مثل حرق معظم البطارية أو استخدام محاليل كيميائية قوية. لاحظ السيد كينجي تاناكا، أستاذ علم المواد في جامعة كيوتو، خلال ندوة عبر الإنترنت حول الطاقة المستدامة الأسبوع الماضي: "البنية التحتية الحالية لإعادة التدوير ليست جاهزة بعد للحجم الهائل من البطاريات المتوقع في العقد المقبل". وأضاف: "نحن بحاجة إلى استثمار قوي في طرق إعادة التدوير المباشرة التي تحافظ على هيكل الكاثود، بدلاً من تفكيكه بالكامل". تكتسب تقنيات إعادة التدوير الأكثر كفاءة، مثل إعادة التدوير المباشرة، التي تهدف إلى الحفاظ على الكاثود سليمًا، زخمًا. وتستثمر شركات تصنيع السيارات مثل BYD و BMW بنشاط في هذه الأساليب المتقدمة. تحسب وكالة الطاقة الدولية أنه بحلول عام 2040، يمكن أن تقلل إعادة تدوير النحاس والليثيوم والنيكل والكوبالت من البطاريات المستعملة من متطلبات التعدين المجمعة لهذه المعادن بنسبة 10% تقريبًا.
سيكون هذا مساهمة كبيرة في أمن الموارد. لماذا يهم هذا الأمر: يحمل هذا التحول العالمي نحو المركبات الكهربائية تداعيات هائلة على أمن الطاقة، والتخفيف من تغير المناخ، والتجارة الدولية. سيتطلب تحقيق الأهداف المناخية العالمية، التي تدعو إلى أن تشكل المركبات الكهربائية 60% من مبيعات السيارات العالمية بحلول نهاية هذا العقد (ارتفاعًا من 18% في عام 2023)، طلبات غير مسبوقة على سلاسل توريد المعادن وشبكات الكهرباء.
تتوقع وكالة الطاقة الدولية أن المركبات الكهربائية يمكن أن تستهلك ما بين 6% و 8% من كهرباء العالم بحلول عام 2035، وهي قفزة كبيرة من 0.5% الحالية. وبالتالي، يصبح التحكم الاستراتيجي في إنتاج البطاريات والمعادن الحيوية رافعة قوية في النفوذ الجيوسياسي، مما يشكل المسارات الاقتصادية للدول وقدرتها على الانتقال إلى مستقبل منخفض الكربون. النقاط الرئيسية: - تسيطر الصين بشكل مهيمن على إنتاج بطاريات المركبات الكهربائية العالمية وتكرير المعادن الحيوية، مما يطرح تحديات لسلاسل التوريد للدول الأخرى. - أدى الانخفاض الكبير في أسعار البطاريات إلى نمو هائل في مبيعات المركبات الكهربائية، مع توقع 16.7 مليون وحدة لعام 2024. - بينما يتطلب تصنيع المركبات الكهربائية كثافة أكبر في الانبعاثات، فإن انبعاثات العمر الافتراضي أقل بكثير من سيارات البنزين، مع فترة استرداد تبلغ حوالي عامين. - تواجه إعادة تدوير البطاريات عقبات بسبب التصميم وتقلب المواد الكيميائية، ولكن طرقًا واستثمارات جديدة تظهر لاستعادة المعادن الحيوية.
بالنظر إلى المستقبل، ستكون السنوات القليلة القادمة حاسمة لتطوير سلاسل توريد بطاريات متنوعة. من المتوقع أن يكثف صانعو السياسات في أمريكا الشمالية وأوروبا جهودهم لتوطين قدرات التكرير والتصنيع، ربما من خلال تشريعات وإعانات جديدة. من المرجح أن تتسارع الأبحاث في كيمياء البطاريات البديلة، وخاصة تقنيات الحالة الصلبة وأيون الصوديوم، مما يعد بكثافة طاقة أكبر وتقليل الاعتماد على المواد النادرة.
ترقبوا توسيع نطاق مرافق إعادة التدوير المباشرة التجارية وظهور معايير صناعية لتصميم البطاريات، مما قد يحسن بشكل كبير الجدوى الاقتصادية والأثر البيئي لاستعادة المواد. سيظل سوق المواد الخام للبطاريات ديناميكيًا، متأثرًا بالاختراقات التكنولوجية والمنافسة الجيوسياسية.
النقاط الرئيسية
— - تسيطر الصين بشكل مهيمن على إنتاج بطاريات المركبات الكهربائية العالمية وتكرير المعادن الحيوية، مما يطرح تحديات لسلاسل التوريد للدول الأخرى.
— - أدى الانخفاض الكبير في أسعار البطاريات إلى نمو هائل في مبيعات المركبات الكهربائية، مع توقع 16.7 مليون وحدة لعام 2024.
— - بينما يتطلب تصنيع المركبات الكهربائية كثافة أكبر في الانبعاثات، فإن انبعاثات العمر الافتراضي أقل بكثير من سيارات البنزين، مع فترة استرداد تبلغ حوالي عامين.
— - تواجه إعادة تدوير البطاريات عقبات بسبب التصميم وتقلب المواد الكيميائية، ولكن طرقًا واستثمارات جديدة تظهر لاستعادة المعادن الحيوية.
المصدر: Climate Home News