به عصر جدید انرژی خوش آمدید
انقـلاب بـاتـری‌هـا در قرن بیست‌ویکم
حمیدرضا علی‌نیا روزنامه نگار
توماس ادیسون در سال 1879 تمام اعتبار اختراع لامپ را به خود اختصاص داد اما این اختراع مهم مدت‌ها قبل از آن آغاز شده بود. 70 سال قبل‌تر، فردی به نام هامفری دیوی از بریتانیا، موفق شده بود نوار نازکی از کربن را بین دو قطب یک باتری قرار دهد. بنابراین اولین لامپ این‌گونه متولد شد؛ اختراعی که به انسان اجازه داد در شب زندگی کند و در عین حال استفاده از برق و انرژی را به‌طور تصاعدی چند برابر کرد.
امروزه با گذشت تقریباً دو قرن از این اتفاق، انقلاب دیگری در دنیای باتری‌ها در حال شکل‌گیری است. سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی که پیشرفت چشمگیری داشته‌اند، کلیددار تغییر الگوی واقعی، هم در مورد رشد اقتصادی و هم در مورد تغییرات آب‌و‌هوایی هستند. باتری‌هایی که به‌طور فزاینده مقرون‌به‌صرفه و پیچیده‌تر می‌شوند، کلید ایجاد یک تغییر الگو در انرژی و اقتصاد جهانی خواهند بود.
اکنون آخرین گام به سوی رونق انفجاری انرژی‌های تجدیدپذیر و برق‌رسانی انبوه در شرف تکمیل است؛ شتاب فناوری‌ها، صرفه‌جویی در مقیاس رو به رشد باتری‌ها و تکثیر تولیدکنندگان قیمت باتری‌ها را به شدت کاهش داده است. امروزه هزینه تولید باتری به‌طور متوسط کمی کمتر از 50 درصد هزینه تولید آن در 18 ماه پیش و 90 درصد کمتر از هزینه تولید آن در یک دهه قبل است. کاهش شدید قیمت باتری‌ها فرصت‌هایی را در دو جبهه اصلی بازار ایجاد کرده است؛ جبهه وسایل نقلیه برقی و کربن‌زدایی از بخش تولید انرژی الکتریکی.
باتری‌ها تنها نوک کوه یخ انرژی‌های تجدیدپذیر هستند که پایان سه‌گانه سوخت‌های فسیلی، نفت، زغال‌سنگ و گاز طبیعی را رقم می‌زنند؛ همان سه‌گانه‌ای که عامل بحران آب و هوایی شناخته می‌شود. این جایگزینی در درجه اول به این دلیل است که باتری‌ها امکان برق‌رسانی در حمل‌ونقل جاده‌ای را فراهم می‌کنند. حمل بار از طریق جاده، به‌خصوص زمانی که تناژ پایینی داشته باشد، برقی خواهد بود. به این ترتیب باید تا آینده‌ای نه‌چندان دور با گازوئیل و بنزین ابتدا در اتومبیل‌ها و بعد در کامیون‌ها و اتوبوس‌های راه دور خداحافظی کرد.
اسد رزوک، نویسنده کتاب «نجات سیاره: آنچه که به شما نمی‌گویند» بیان کرد: «در مقایسه با حضور همه‌جانبه کنونی سوخت‌های فسیلی، در چند دهه آینده، مصرف نفت و گاز باید به کاربردهای بسیار خاص و عمدتاً صنعتی، محدود شود.» به موازات چنین وضعیتی و طبق پیش‌بینی مؤسسه اقتصادی BloombergNEF، تقاضای جهانی برای باتری تا سال 2035 پنج برابر خواهد شد، یعنی از کمتر از 1.2 گیگاوات ساعت فعلی به بیش از 5.8 گیگاوات ساعت خواهد رسید.
فرانسیسکو بلانچ، رئیس اتحادیه کالاهای جهانی و مشتقات سهام در بانک آمریکا می‌گوید: «تأثیر باتری‌ها بر تقاضا برای سوخت‌های فسیلی بسیار زیاد خواهد بود. تا به حال، تنها یک راه برای ذخیره انرژی وجود داشت و آن شکل هیدروکربن بود. چنین چیزی دیگر صادق نیست. اکنون انرژی پاک را می‌توان در باتری‌ها ذخیره کرد و این کار مصرف گاز و نفت را به شدت کاهش خواهد داد.» او ادامه می‌دهد: «وقتی خودروهای برقی به برد 620 مایل برسند و شارژ مجدد بسیار سریع را با قیمت‌های مقرون‌به‌صرفه ارائه دهند، چه کسی خودرویی با موتور احتراق داخلی می‌خواهد؟»
آژانس بین‌المللی انرژی (IEA) تخمین می‌زند که در چین به‌عنوان راهبر جهانی در زمینه تولید باتری‌های لیتیومی، از هر سه مدل خودروی سواری باتری‌دار، دو مدل از خودروهای مشابه با سوخت بنزینی ارزان‌تر هستند. همچنین متخصصان در آژانس بین‌المللی انرژی‌های تجدیدپذیر (IRENA) ، توضیح می‌دهند که در زمینه حمل‌ونقل، باتری‌ها برای ترافیک جاده‌ای، سبک و یک جایگزین انرژی با دوام و ضروری محسوب می‌شوند که پتانسیل بالایی حتی برای ترافیک سنگین یا ترانزیت هوایی و دریایی دارند.
آدریان گونزالس، متخصص آژانس بین‌المللی انرژی‌های تجدیدپذیر معتقد است: «چگالی انرژی و هزینه‌ای که تولید باتری‌های لیتیوم یون دارد، آن‌ها را به گزینه ترجیحی تبدیل می‌کند. علاوه بر این، رونق نوآورانه در جهش علم شیمی و تولید سایر مواد شیمیایی، نوید گسترش استفاده باتری‌ها را به سایر وسایل نقلیه سنگین و ترانزیتی می‌دهد.»
عدم استفاده از سوخت‌های فسیلی در تولید برق نیز مهم خواهد بود. تولید برق با گاز یا زغال‌سنگ، یکی از اشکال متداول تولید انرژی الکتریکی در جهان است. در این زمینه باتری‌ها درکنار نیروگاه‌های برق آبی، بادی یا دریایی، کلید ذخیره انرژی در درازمدت هستند که ما را به فکر پایان نیروگاه‌های عظیم گاز یا زغال‌سنگ دعوت می‌کنند. باتری‌ها همچنین در نهایت رابطه بین قیمت گاز طبیعی و برق را که باعث مشکلات زیادی در طول آخرین بحران انرژی (2023-2021) شده بود، خواهند شکست.
منبع انرژی تضمینی
دائو فو، رئیس مؤسسه ذخیره‌سازی انرژی (Rystad Energy) سوئيس، در آخرین مصاحبه خود پیش‌بینی می‌کند: «باتری‌ها چشم‌انداز انرژی را متحول و تأثیر پنل‌های خورشیدی و استفاده از آن‌ها را چند برابر می‌کنند. باتری‌ها نقش کلیدی در بخش برق خواهند داشت. آن‌ها با از بین رفتن نیروگاه‌های حرارتی به تضمین تأمین عرضه کمک می‌کنند.»
مطابق با ارقام ارائه‌شده در پژوهش اخیر دانشگاه فنی آیندهوون هلند درباره منابع انرژی تجدیدپذیر، خورشید و باد به تنهایی قادر به جایگزینی تقریباً 70 درصد از تولید انرژي مبتنی بر فسیل هستند. اگر استقرار گسترده باتری‌ها به این دو منبع تجدیدپذیر اضافه شود، این رقم به 90 درصد افزایش می‌یابد. اگر هیدروژن سبز و سوخت‌های مصنوعی در معادله گنجانده شوند، نرخ جایگزینی به 100 درصد خواهد رسید. خاویر کوگات، یکی از متخصصان انرژی که به‌تازگی پنل‌های خورشیدی را با فناوری‌های ذخیره انرژی در شانگهای جایگزین کرده است، در این‌باره می‌گوید: «چندی پیش این یک رؤیا به نظر می‌رسید اما در مدت‌زمان بسیار کوتاهی، با چشم خود خواهیم دید که امکان داشتن یک سیستم کاملاً تجدیدپذیر وجود دارد. جهش ماه‌های اخیر از منابع خورشیدی به اکوسیستم ذخیره‌سازی انرژی یک قدم مهم فنی بود که اخیراً برداشته شده است.»
در ابتدای انقلاب انرژی خورشیدی، قیمت پنل‌ها بالا بود و توان رقابت رودررو با انرژی هسته‌ای یا سوخت‌های فسیلی را نداشت. با این حال، در طول سال‌ها هزینه‌ها به شدت کاهش یافته است و امروزه پنل‌های خورشیدی تا حد زیادی ارزان‌ترین راه برای به دست آوردن برق در بیشتر نقاط جهان هستند.
هم‌اکنون در بخش‌هایی از جهان (استرالیا، آلمان، بریتانیا، شیلی و دو ایالت کالیفرنیا و تگزاس در ایالات متحده) مرحله دوم سکانس جایگزینی انرژی به موضوع روز تبدیل شده است. به زودی در این مکان‌ها، باتری‌ها به‌عنوان یک عنصر تثبیت‌کننده عرضه و تقاضا برای انرژی حضور قابل‌توجهی خواهند داشت. در این نواحی باتری‌ها صرفاً تنظیم‌کننده بخش اضافه و آزمایشی انرژی نیستند بلکه با ایجاد زیرساخت‌های عظیم، همراه با ترکیبی از انرژی‌های تجدیدپذیر نقش اصلی در تأمین انرژی را ایفا خواهند کرد.
اگرچه در تأمین خودروهای برقی تأخیرهایی وجود داشته اما موج باتری‌های ثابت به چندین کشور جدید مانند اسپانیا هم خواهد رسید. کوگات تأکید می‌کند: «ما کندتر از آنچه باید پیش می‌رویم. با وجود این، جهش واقعی از سال 2025 به بعد مشاهده خواهد شد. از الان تا پایان دهه، من توانایی تولید ۱۰۰ گیگاوات ساعت انرژی یا بیشتر را پیش‌بینی می‌کنم، یعنی توانایی جمع‌آوری آنچه هر روز پنج نیروگاه هسته‌ای تولید انرژی کنند.»
پیوند مواد مناسب
پیوند باتری با پنل‌های خورشیدی یک ترکیب فوق‌العاده ایجاد کرده است. مثل کفشی که به دنبال پای مناسب می‌گردد، پنل‌های خورشیدی با باتری‌ها جور در می‌آیند به‌طوری که اولی برق را با قیمت مقرون‌به‌صرفه ارائه می‌دهد، در حالی که دومی امکان ذخیره آن را برای چند ساعت (بین دو تا شش ساعت) در زمانی که قیمت انرژی گران می‌شود، ارائه می‌دهد. در نتیجه منحنی قیمت صاف‌تر شده و به‌صرفه‌تر خواهد بود.
به‌طور خلاصه، این خبر خوبی برای مصرف‌کنندگان است که در گران‌ترین ساعت‌های روز هزینه بسیار کمتری می‌پردازند. برای شبکه‌های حمل‌ونقل و توزیع هم خبر خوبی است؛ چراکه این روش در ساعات اوج مصرف انرژی کافی را فراهم می‌کند. ظهور باتری‌ها همچنین خبر خوبی برای تولیدکنندگان پنل‌های خورشیدی است که میلیاردها دلار در نیروگاه‌های فتوولتائیک یا نیروگاه‌های خورشیدی سرمایه‌گذاری کرده‌اند. باتری‌ها یک راه‌حل دوگانه ارائه می‌دهند؛ کاهش اتلاف انرژی به حداقل و در عین حال تثبیت قیمت‌ها در ساعات پرمصرف انرژی.
بدون یارانه‌های عمومی، نوسانات زیاد قیمت الکتریسیته بین زمان ناهار یعنی زمانی که آفتاب بیشتری وجود دارد و زمان صبحانه و شام (زمانی که شاخص UV حداقل است یا وجود ندارد و تقاضای خانوارها، برعکس، افزایش می‌یابد) بسیاری از بازارهای سهام را تحت‌تأثیر قرار داده است. ممکن است بپرسید چگونه؟ باید گفت در بسیاری از کشورها خریداران سهام، برق را زمانی که ارزان است می‌خرند و با ذخیره آن در باتری و فروش آن در زمانی که گران شده، سهم سود بالایی را به خود اختصاص می‌دهند. بازی‌ای که خانواده‌ها نیز شروع به شرکت در آن کرده‌اند؛ زیرا از باتری‌های کوچک برای ذخیره انرژی اضافی پنل‌های خورشیدی خود استفاده می‌کنند تا مجبور نباشند شب‌ها روی شبکه، هزینه بالایی برای برق بپردازند. فو، از ریستاد انرژی معتقد است که این تازه شروع کار است. پیش‌بینی می‌شود که رشد باتری‌ها به‌صورت تصاعدی باشد. این رونق در همه زمینه‌ها از ماشین‌های بزرگ برقی گرفته تا دستگاه‌های خانگی در حجم بسیار زیادی، جایگزین منابع گران‌تر انرژی خواهد شد. البته تا زمان پایین‌تر آمدن قیمت باتری‌ها، بسیاری از شرکت‌ها در بخش ذخیره انرژی، به بازار ذخیره‌سازی ثابت (ایستگاه‌های باتری مانند پمپ بنزین) پناه می‌برند. به‌عنوان مثال، تسلا در حال حاضر شروع به کسب درآمد بیشتر با Megapack یا راه حل ذخیره‌سازی در مقیاس بزرگ خود کرده است.
افت شدید قیمت باتری‌ها زودگذر نخواهد بود و ناشی از اضافه‌شدن به ظرفیت مازاد تولید است. لیتیوم، ماده اولیه اصلی باتری، با از دست دادن 80 درصد ارزش خود از پایان سال 2022، در حال حاضر در پایین‌ترین سطح سه ساله خود معامله می‌شود و سدیم (جایگزینی با چشم‌انداز بهتر برای جایگزینی لیتیوم) یکی از رایج‌ترین و ارزان‌ترین عناصر در پوسته زمین است. کوگات در این مورد چنین ابراز تأسف می‌کند: «اگرچه قیمت باتری ذخیره‌سازی بسیار کاهش یافته است اما در برخی کاربردها، مانند خودروهای الکتریکی، این کاهش هنوز به‌طور کامل منتقل نشده است. این چیزی است که بیشتر به تولیدکنندگان خودرو مربوط می‌شود؛ چراکه صنعت آن‌ها رقابت‌پذیری کمتر دارد.»
پیش‌بینی‌های آینده
اگر این پیش‌بینی‌ها محقق شود، در آخرین سال‌های این دهه قیمت باتری‌ها در حدود 25 دلار در هر مگاوات ساعت (MWh) خواهد بود(در مقایسه با 75 دلار فعلی). در حال حاضر نیم میلیون نوع باتری در حال توسعه با فلزات و انواع مختلف روش‌های شیمیایی وجود دارد. بلانچ از بانک آمریکا می‌گوید: «پول زیادی در حوزه تحقیقات روی میز است. میلیاردها دلار در سال وارد این بخش می‌شود که قرار است در سال‌های آینده امیدوارکننده‌ترین بخش در دنیای انرژی باشد.» سرمایه‌گذاری‌ها در این بخش کلیدی، با سه هدف اساسی دنبال می‌شود؛ افزایش ظرفیت ذخیره‌سازی باتری، کاهش وزن باتری و کاهش هدررفت انرژی ذخیره شده در باتری. بدون شک انواع مختلفی از باتری به وجود خواهد آمد که هر‌کدام ویژگی‌های خود را خواهند داشت اما هنوز جای زیادی برای پیشرفت در این زمینه وجود دارد.
در این آینده امیدوارکننده برای انرژی‌های تجدیدپذیر، برخی بدبینی‌های مهم نیز وجود دارد. اولین مورد، اثرات زیست‌محیطی باتری‌هاست. اگرچه آن‌ها به‌طور قابل‌توجهی انتشار گازهای گلخانه‌ای را در مقایسه با جایگزین‌های فسیلی کاهش می‌دهند اما در فرآیند تولید مواد اولیه باتری‌ها CO2 زیادی آزاد می‌شود. مسئله دیگر خطرات ژئوپلیتیکی است که در این زمینه وجود دارد. برای مثال اروپا و آمریکا از تسلط بالای چین به‌عنوان غول تولید لیتیوم به وحشت افتاده‌اند. از هر سه تولیدکننده بزرگ باتری در جهان دو تای آن متعلق به چین است؛ سلطه‌ای که تنها توسط کره جنوبی، البته در فاصله زمانی بسیار زیاد قابل شکستن خواهد بود. ریسک در این است که چه کسی زنجیره تولید باتری را کنترل می‌کند که در حال حاضر چین چنین قدرتی دارد.
منبع: ال‌پائیس
امروزه با گذشت تقریباً دو قرن از این اتفاق، انقلاب دیگری در دنیای باتری‌ها در حال شکل‌گیری است. سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی که پیشرفت چشمگیری داشته‌اند، کلیددار تغییر الگوی واقعی، هم در مورد رشد اقتصادی و هم در مورد تغییرات آب‌و‌هوایی هستند. باتری‌هایی که به‌طور فزاینده مقرون‌به‌صرفه و پیچیده‌تر می‌شوند، کلید ایجاد یک تغییر الگو در انرژی و اقتصاد جهانی خواهند بود.
اکنون آخرین گام به سوی رونق انفجاری انرژی‌های تجدیدپذیر و برق‌رسانی انبوه در شرف تکمیل است؛ شتاب فناوری‌ها، صرفه‌جویی در مقیاس رو به رشد باتری‌ها و تکثیر تولیدکنندگان قیمت باتری‌ها را به شدت کاهش داده است. امروزه هزینه تولید باتری به‌طور متوسط کمی کمتر از 50 درصد هزینه تولید آن در 18 ماه پیش و 90 درصد کمتر از هزینه تولید آن در یک دهه قبل است. کاهش شدید قیمت باتری‌ها فرصت‌هایی را در دو جبهه اصلی بازار ایجاد کرده است؛ جبهه وسایل نقلیه برقی و کربن‌زدایی از بخش تولید انرژی الکتریکی.
باتری‌ها تنها نوک کوه یخ انرژی‌های تجدیدپذیر هستند که پایان سه‌گانه سوخت‌های فسیلی، نفت، زغال‌سنگ و گاز طبیعی را رقم می‌زنند؛ همان سه‌گانه‌ای که عامل بحران آب و هوایی شناخته می‌شود. این جایگزینی در درجه اول به این دلیل است که باتری‌ها امکان برق‌رسانی در حمل‌ونقل جاده‌ای را فراهم می‌کنند. حمل بار از طریق جاده، به‌خصوص زمانی که تناژ پایینی داشته باشد، برقی خواهد بود. به این ترتیب باید تا آینده‌ای نه‌چندان دور با گازوئیل و بنزین ابتدا در اتومبیل‌ها و بعد در کامیون‌ها و اتوبوس‌های راه دور خداحافظی کرد.
اسد رزوک، نویسنده کتاب «نجات سیاره: آنچه که به شما نمی‌گویند» بیان کرد: «در مقایسه با حضور همه‌جانبه کنونی سوخت‌های فسیلی، در چند دهه آینده، مصرف نفت و گاز باید به کاربردهای بسیار خاص و عمدتاً صنعتی، محدود شود.» به موازات چنین وضعیتی و طبق پیش‌بینی مؤسسه اقتصادی BloombergNEF، تقاضای جهانی برای باتری تا سال 2035 پنج برابر خواهد شد، یعنی از کمتر از 1.2 گیگاوات ساعت فعلی به بیش از 5.8 گیگاوات ساعت خواهد رسید.
فرانسیسکو بلانچ، رئیس اتحادیه کالاهای جهانی و مشتقات سهام در بانک آمریکا می‌گوید: «تأثیر باتری‌ها بر تقاضا برای سوخت‌های فسیلی بسیار زیاد خواهد بود. تا به حال، تنها یک راه برای ذخیره انرژی وجود داشت و آن شکل هیدروکربن بود. چنین چیزی دیگر صادق نیست. اکنون انرژی پاک را می‌توان در باتری‌ها ذخیره کرد و این کار مصرف گاز و نفت را به شدت کاهش خواهد داد.» او ادامه می‌دهد: «وقتی خودروهای برقی به برد 620 مایل برسند و شارژ مجدد بسیار سریع را با قیمت‌های مقرون‌به‌صرفه ارائه دهند، چه کسی خودرویی با موتور احتراق داخلی می‌خواهد؟»
آژانس بین‌المللی انرژی (IEA) تخمین می‌زند که در چین به‌عنوان راهبر جهانی در زمینه تولید باتری‌های لیتیومی، از هر سه مدل خودروی سواری باتری‌دار، دو مدل از خودروهای مشابه با سوخت بنزینی ارزان‌تر هستند. همچنین متخصصان در آژانس بین‌المللی انرژی‌های تجدیدپذیر (IRENA) ، توضیح می‌دهند که در زمینه حمل‌ونقل، باتری‌ها برای ترافیک جاده‌ای، سبک و یک جایگزین انرژی با دوام و ضروری محسوب می‌شوند که پتانسیل بالایی حتی برای ترافیک سنگین یا ترانزیت هوایی و دریایی دارند.
آدریان گونزالس، متخصص آژانس بین‌المللی انرژی‌های تجدیدپذیر معتقد است: «چگالی انرژی و هزینه‌ای که تولید باتری‌های لیتیوم یون دارد، آن‌ها را به گزینه ترجیحی تبدیل می‌کند. علاوه بر این، رونق نوآورانه در جهش علم شیمی و تولید سایر مواد شیمیایی، نوید گسترش استفاده باتری‌ها را به سایر وسایل نقلیه سنگین و ترانزیتی می‌دهد.»
عدم استفاده از سوخت‌های فسیلی در تولید برق نیز مهم خواهد بود. تولید برق با گاز یا زغال‌سنگ، یکی از اشکال متداول تولید انرژی الکتریکی در جهان است. در این زمینه باتری‌ها درکنار نیروگاه‌های برق آبی، بادی یا دریایی، کلید ذخیره انرژی در درازمدت هستند که ما را به فکر پایان نیروگاه‌های عظیم گاز یا زغال‌سنگ دعوت می‌کنند. باتری‌ها همچنین در نهایت رابطه بین قیمت گاز طبیعی و برق را که باعث مشکلات زیادی در طول آخرین بحران انرژی (2023-2021) شده بود، خواهند شکست.
منبع انرژی تضمینی
دائو فو، رئیس مؤسسه ذخیره‌سازی انرژی (Rystad Energy) سوئيس، در آخرین مصاحبه خود پیش‌بینی می‌کند: «باتری‌ها چشم‌انداز انرژی را متحول و تأثیر پنل‌های خورشیدی و استفاده از آن‌ها را چند برابر می‌کنند. باتری‌ها نقش کلیدی در بخش برق خواهند داشت. آن‌ها با از بین رفتن نیروگاه‌های حرارتی به تضمین تأمین عرضه کمک می‌کنند.»
مطابق با ارقام ارائه‌شده در پژوهش اخیر دانشگاه فنی آیندهوون هلند درباره منابع انرژی تجدیدپذیر، خورشید و باد به تنهایی قادر به جایگزینی تقریباً 70 درصد از تولید انرژي مبتنی بر فسیل هستند. اگر استقرار گسترده باتری‌ها به این دو منبع تجدیدپذیر اضافه شود، این رقم به 90 درصد افزایش می‌یابد. اگر هیدروژن سبز و سوخت‌های مصنوعی در معادله گنجانده شوند، نرخ جایگزینی به 100 درصد خواهد رسید. خاویر کوگات، یکی از متخصصان انرژی که به‌تازگی پنل‌های خورشیدی را با فناوری‌های ذخیره انرژی در شانگهای جایگزین کرده است، در این‌باره می‌گوید: «چندی پیش این یک رؤیا به نظر می‌رسید اما در مدت‌زمان بسیار کوتاهی، با چشم خود خواهیم دید که امکان داشتن یک سیستم کاملاً تجدیدپذیر وجود دارد. جهش ماه‌های اخیر از منابع خورشیدی به اکوسیستم ذخیره‌سازی انرژی یک قدم مهم فنی بود که اخیراً برداشته شده است.»
در ابتدای انقلاب انرژی خورشیدی، قیمت پنل‌ها بالا بود و توان رقابت رودررو با انرژی هسته‌ای یا سوخت‌های فسیلی را نداشت. با این حال، در طول سال‌ها هزینه‌ها به شدت کاهش یافته است و امروزه پنل‌های خورشیدی تا حد زیادی ارزان‌ترین راه برای به دست آوردن برق در بیشتر نقاط جهان هستند.
هم‌اکنون در بخش‌هایی از جهان (استرالیا، آلمان، بریتانیا، شیلی و دو ایالت کالیفرنیا و تگزاس در ایالات متحده) مرحله دوم سکانس جایگزینی انرژی به موضوع روز تبدیل شده است. به زودی در این مکان‌ها، باتری‌ها به‌عنوان یک عنصر تثبیت‌کننده عرضه و تقاضا برای انرژی حضور قابل‌توجهی خواهند داشت. در این نواحی باتری‌ها صرفاً تنظیم‌کننده بخش اضافه و آزمایشی انرژی نیستند بلکه با ایجاد زیرساخت‌های عظیم، همراه با ترکیبی از انرژی‌های تجدیدپذیر نقش اصلی در تأمین انرژی را ایفا خواهند کرد.
اگرچه در تأمین خودروهای برقی تأخیرهایی وجود داشته اما موج باتری‌های ثابت به چندین کشور جدید مانند اسپانیا هم خواهد رسید. کوگات تأکید می‌کند: «ما کندتر از آنچه باید پیش می‌رویم. با وجود این، جهش واقعی از سال 2025 به بعد مشاهده خواهد شد. از الان تا پایان دهه، من توانایی تولید ۱۰۰ گیگاوات ساعت انرژی یا بیشتر را پیش‌بینی می‌کنم، یعنی توانایی جمع‌آوری آنچه هر روز پنج نیروگاه هسته‌ای تولید انرژی کنند.»
پیوند مواد مناسب
پیوند باتری با پنل‌های خورشیدی یک ترکیب فوق‌العاده ایجاد کرده است. مثل کفشی که به دنبال پای مناسب می‌گردد، پنل‌های خورشیدی با باتری‌ها جور در می‌آیند به‌طوری که اولی برق را با قیمت مقرون‌به‌صرفه ارائه می‌دهد، در حالی که دومی امکان ذخیره آن را برای چند ساعت (بین دو تا شش ساعت) در زمانی که قیمت انرژی گران می‌شود، ارائه می‌دهد. در نتیجه منحنی قیمت صاف‌تر شده و به‌صرفه‌تر خواهد بود.
به‌طور خلاصه، این خبر خوبی برای مصرف‌کنندگان است که در گران‌ترین ساعت‌های روز هزینه بسیار کمتری می‌پردازند. برای شبکه‌های حمل‌ونقل و توزیع هم خبر خوبی است؛ چراکه این روش در ساعات اوج مصرف انرژی کافی را فراهم می‌کند. ظهور باتری‌ها همچنین خبر خوبی برای تولیدکنندگان پنل‌های خورشیدی است که میلیاردها دلار در نیروگاه‌های فتوولتائیک یا نیروگاه‌های خورشیدی سرمایه‌گذاری کرده‌اند. باتری‌ها یک راه‌حل دوگانه ارائه می‌دهند؛ کاهش اتلاف انرژی به حداقل و در عین حال تثبیت قیمت‌ها در ساعات پرمصرف انرژی.
بدون یارانه‌های عمومی، نوسانات زیاد قیمت الکتریسیته بین زمان ناهار یعنی زمانی که آفتاب بیشتری وجود دارد و زمان صبحانه و شام (زمانی که شاخص UV حداقل است یا وجود ندارد و تقاضای خانوارها، برعکس، افزایش می‌یابد) بسیاری از بازارهای سهام را تحت‌تأثیر قرار داده است. ممکن است بپرسید چگونه؟ باید گفت در بسیاری از کشورها خریداران سهام، برق را زمانی که ارزان است می‌خرند و با ذخیره آن در باتری و فروش آن در زمانی که گران شده، سهم سود بالایی را به خود اختصاص می‌دهند. بازی‌ای که خانواده‌ها نیز شروع به شرکت در آن کرده‌اند؛ زیرا از باتری‌های کوچک برای ذخیره انرژی اضافی پنل‌های خورشیدی خود استفاده می‌کنند تا مجبور نباشند شب‌ها روی شبکه، هزینه بالایی برای برق بپردازند. فو، از ریستاد انرژی معتقد است که این تازه شروع کار است. پیش‌بینی می‌شود که رشد باتری‌ها به‌صورت تصاعدی باشد. این رونق در همه زمینه‌ها از ماشین‌های بزرگ برقی گرفته تا دستگاه‌های خانگی در حجم بسیار زیادی، جایگزین منابع گران‌تر انرژی خواهد شد. البته تا زمان پایین‌تر آمدن قیمت باتری‌ها، بسیاری از شرکت‌ها در بخش ذخیره انرژی، به بازار ذخیره‌سازی ثابت (ایستگاه‌های باتری مانند پمپ بنزین) پناه می‌برند. به‌عنوان مثال، تسلا در حال حاضر شروع به کسب درآمد بیشتر با Megapack یا راه حل ذخیره‌سازی در مقیاس بزرگ خود کرده است.
افت شدید قیمت باتری‌ها زودگذر نخواهد بود و ناشی از اضافه‌شدن به ظرفیت مازاد تولید است. لیتیوم، ماده اولیه اصلی باتری، با از دست دادن 80 درصد ارزش خود از پایان سال 2022، در حال حاضر در پایین‌ترین سطح سه ساله خود معامله می‌شود و سدیم (جایگزینی با چشم‌انداز بهتر برای جایگزینی لیتیوم) یکی از رایج‌ترین و ارزان‌ترین عناصر در پوسته زمین است. کوگات در این مورد چنین ابراز تأسف می‌کند: «اگرچه قیمت باتری ذخیره‌سازی بسیار کاهش یافته است اما در برخی کاربردها، مانند خودروهای الکتریکی، این کاهش هنوز به‌طور کامل منتقل نشده است. این چیزی است که بیشتر به تولیدکنندگان خودرو مربوط می‌شود؛ چراکه صنعت آن‌ها رقابت‌پذیری کمتر دارد.»
پیش‌بینی‌های آینده
اگر این پیش‌بینی‌ها محقق شود، در آخرین سال‌های این دهه قیمت باتری‌ها در حدود 25 دلار در هر مگاوات ساعت (MWh) خواهد بود(در مقایسه با 75 دلار فعلی). در حال حاضر نیم میلیون نوع باتری در حال توسعه با فلزات و انواع مختلف روش‌های شیمیایی وجود دارد. بلانچ از بانک آمریکا می‌گوید: «پول زیادی در حوزه تحقیقات روی میز است. میلیاردها دلار در سال وارد این بخش می‌شود که قرار است در سال‌های آینده امیدوارکننده‌ترین بخش در دنیای انرژی باشد.» سرمایه‌گذاری‌ها در این بخش کلیدی، با سه هدف اساسی دنبال می‌شود؛ افزایش ظرفیت ذخیره‌سازی باتری، کاهش وزن باتری و کاهش هدررفت انرژی ذخیره شده در باتری. بدون شک انواع مختلفی از باتری به وجود خواهد آمد که هر‌کدام ویژگی‌های خود را خواهند داشت اما هنوز جای زیادی برای پیشرفت در این زمینه وجود دارد.
در این آینده امیدوارکننده برای انرژی‌های تجدیدپذیر، برخی بدبینی‌های مهم نیز وجود دارد. اولین مورد، اثرات زیست‌محیطی باتری‌هاست. اگرچه آن‌ها به‌طور قابل‌توجهی انتشار گازهای گلخانه‌ای را در مقایسه با جایگزین‌های فسیلی کاهش می‌دهند اما در فرآیند تولید مواد اولیه باتری‌ها CO2 زیادی آزاد می‌شود. مسئله دیگر خطرات ژئوپلیتیکی است که در این زمینه وجود دارد. برای مثال اروپا و آمریکا از تسلط بالای چین به‌عنوان غول تولید لیتیوم به وحشت افتاده‌اند. از هر سه تولیدکننده بزرگ باتری در جهان دو تای آن متعلق به چین است؛ سلطه‌ای که تنها توسط کره جنوبی، البته در فاصله زمانی بسیار زیاد قابل شکستن خواهد بود. ریسک در این است که چه کسی زنجیره تولید باتری را کنترل می‌کند که در حال حاضر چین چنین قدرتی دارد.
منبع: ال‌پائیس
ارسال دیدگاه
