تسببت الارتفاعات الحادة في أسعار المواد الخام للبطاريات منذ بداية عام 2021 في تكهنات حول تدمير الطلب أو تأخيره، كما أدت إلى الاعتقاد بأن شركات السيارات يمكن أن تغير تفضيلاتها لسياراتها الكهربائية.

كانت العبوة الأقل تكلفة تقليديًا هي فوسفات الحديد الليثيوم، أوLFP.تستخدم Tesla LFP في نماذجها المبتدئة المصنوعة في الصين منذ عام 2021. كما أعلنت شركات صناعة السيارات الأخرى مثل Volkswagen وRivian أنها ستستخدم LFP في أرخص موديلاتها.

تعد بطاريات النيكل والكوبالت والمنغنيز أو NCM خيارًا آخر.إنهم بحاجة إلى كمية مماثلة من الليثيومLFPولكنها تحتوي على الكوبالت، وهو باهظ الثمن وعملية إنتاجه مثيرة للجدل.

ارتفع سعر معدن الكوبالت بنسبة 70٪ خلال العام.شهد النيكل اضطرابات مؤخرًا بعد الضغط القصير على بورصة لندن للمعادن.يتم تداول سعر النيكل لثلاثة أشهر في نطاق يومي يتراوح بين 27,920 دولارًا و28,580 دولارًا للطن المتري في 10 مايو.

وفي الوقت نفسه، ارتفعت أسعار الليثيوم بأكثر من 700% منذ بداية عام 2021، مما أدى إلى قفزة كبيرة في أسعار حزم البطاريات.
وفقًا لـ S&P Global Market Intelligence، ارتفعت تكاليف معادن البطاريات الصينية في مارس بنسبة 580.7% على أساس سنوي لبطاريات LFP على أساس دولار لكل كيلوغرام، حيث ارتفعت إلى ما يقرب من 36 دولارًا للكيلوواط/ساعة.ارتفعت بطاريات NCM بنسبة 152.6% خلال نفس الفترة إلى 73-78 دولارًا للكيلوواط ساعة في فبراير

"الطريقةالليثيومتم تسعيرها على مدى الأشهر الـ 12 الماضية.إنه خصم أصغر مما تتوقعه [ضد NCM] وبمجرد إضافة عوامل الأداء، يصبح القرار أكثر صعوبة مما كان يمكن أن يكون عليه.قد ترغب في التنازل عن بعض الأداء مقابل التكلفة، لكنه ليس أرخص كثيرًا هذه الأيام.قال أحد بائعي هيدروكسيد الكوبالت.

"كانت هناك مخاوف، في الواقع، لأن تكلفة LFP كانت تخاطر كثيرًا بالقطاع الذي تستهدفه، وهو البطاريات منخفضة التكلفة،" وافق مصدر من منتجي الليثيوم.

"لا توجد بدائل واضحة للبطاريات كثيفة الاستخدام للنيكل (تلك التي تحتوي على 8 أجزاء من النيكل أو أكثر) على المدى القصير إلى المتوسط.إن العودة إلى بطاريات NMC ذات نسبة النيكل المنخفضة تعيد طرح المخاوف بشأن استخدام الكوبالت، في حين أن بطاريات LFP لا يمكنها حتى الآن أن تتطابق بشكل كامل مع أداء النطاق ولها أيضًا خصائص درجات حرارة منخفضة غير مواتية نسبيًا مقارنة بالبطاريات كثيفة الاستخدام للنيكل، "أليس يو، كبير المحللين، S&P Global Market Intelligence .

في حين أن الكيمياء المفضلة في الصين هي بطارية LFP، فمن المفترض عادة أن تلعب NCM دورًا أكبر في أسواق الاتحاد الأوروبي - حيث يفضل المستهلكون السيارات التي تنقلهم عبر البلاد أو عبر القارة بأقل تكلفة.

"عند النظر في تصميم محطات البطاريات، نحتاج إلى فحص المرونة.يوجد الآن تكافؤ في الأسعار بين LFP وNCM.إذا أصبح LFP أرخص بكثير مرة أخرى، فربما يمكننا إعطاء الأولوية للإنتاج، ولكن في الوقت الحالي يجب علينا إنتاج NCM لأنه منتج متميز." قال أحد مصنعي السيارات.

رددت شركة تصنيع سيارات أخرى هذا التعليق، "ستكون بطاريات LFP موجودة هنا للمركبات ذات المستوى المبتدئ، ولكن لم يتم اعتمادها للسيارات المتميزة".

عامل الحد

يظل إمدادات الليثيوم مصدر قلق كبير لسوق السيارات الكهربائية وهو أمر يمكن أن يمنع أي شركة من التحول بسهولة إلى LFP.

تظهر الأبحاث التي أجرتها S&P Global Commodity Insights أنه إذا تم تشغيل جميع مناجم الليثيوم في خط الأنابيب في الإطار الزمني المقترح، مع المواصفات الصحيحة للمواد المستخدمة في صناعة البطاريات، فسيظل هناك عجز قدره 220 ألف طن متري بحلول عام 2030، على افتراض أن الطلب يصل إلى 2 مليون طن متري في عام 2030. نهاية العقد.

يحتفظ معظم منتجي الليثيوم الغربيين بالجزء الأكبر من إنتاجهم بموجب عقود طويلة الأجل، وكان المحولون الصينيون مشغولين بمتطلبات العقود الفورية والطويلة الأجل.

وقال مصدر منتج الليثيوم: "هناك العديد من الطلبات [الفورية]، لكن ليس لدينا أي مادة متاحة في الوقت الحالي".وأضاف: "لدينا كميات متاحة فقط عندما يواجه العميل مشكلة ما، أو يلغي شحنة لسبب ما، وإلا فسيتم حجز كل شيء".

إن المخاوف المتزايدة بشأن الليثيوم ومعادن البطاريات الأخرى، التي أصبحت العامل المقيد لدفع اعتماد السيارات الكهربائية، دفعت شركات صناعة السيارات إلى المشاركة بشكل متزايد في الجانب الأولي من الصناعة.

سوف تستثمر جنرال موتورز في تطوير مشروع الليثيوم Hell's Kitchen التابع لشركة Controlled Thermal Resources في كاليفورنيا.تعاونت شركات Stellantis وVolkswagen وRenault مع شركة Vulcan Resources لتأمين المواد من مشروع Zero Carbon في ألمانيا.

بديل أيون الصوديوم

ونظراً للعجز المتوقع في إمدادات الليثيوم والكوبالت والنيكل، كانت صناعة البطاريات تستكشف البدائل.تعتبر بطاريات أيون الصوديوم أحد أكثر الخيارات الواعدة.

عادةً ما يستخدم أيون الصوديوم الكربون في الأنود ومواد من فئة تعرف باسم الأزرق البروسي في الكاثود.هناك "سلسلة من المعادن التي يمكن استخدامها في Prussian Blue، وسوف تختلف اعتمادًا على الشركة"، وفقًا لفينكات سرينيفاسان، مدير مركز أرجون التعاوني لعلوم تخزين الطاقة (ACCESS) ومقره الولايات المتحدة.

وقالت المصادر إن أكبر ميزة لأيون الصوديوم هي انخفاض تكلفة إنتاجه.ونظرًا لوفرة الصوديوم على الأرض، يمكن أن تكلف مجموعات البطاريات هذه ما يقرب من 3% إلى 50% أقل من بطاريات الليثيوم أيون.كثافة الطاقة قابلة للمقارنة مع LFP.

كشفت شركة Contemporary Amperex Technology (CATL)، إحدى أكبر شركات تصنيع البطاريات في الصين، العام الماضي عن الجيل الأول من بطاريات أيونات الصوديوم، إلى جانب حل حزمة بطاريات AB، الذي أظهر قدرتها على دمج خلايا أيون الصوديوم وأيونات الليثيوم. الخلايا في حزمة واحدة.وقالت CATL إن عملية التصنيع والمعدات الخاصة ببطارية أيون الصوديوم متوافقة مع بطارية الليثيوم أيون الحالية.

ولكن قبل أن يصل أيون الصوديوم إلى نطاق تجاري كبير، لا بد من معالجة بعض المخاوف.

لا تزال هناك بعض التحسينات التي يتعين تحقيقها على جوانب المنحل بالكهرباء والأنود.

بالمقارنة مع البطارية المعتمدة على LFP، يكون أيون الصوديوم أقوى عند التفريغ، ولكنه أضعف عند الشحن.

العامل المحدد الرئيسي هو أن هذا لا يزال هناك إطار زمني حتى يصبح متاحًا على المستوى التجاري.

وعلى نحو مماثل، تم استثمار مليارات الدولارات في سلسلة توريد أيونات الليثيوم القائمة على كيمياء غنية بالليثيوم والنيكل.

قال أحد مصنعي البطاريات: "سننظر بالتأكيد إلى أيون الصوديوم ولكننا بحاجة إلى التركيز أولاً على التقنيات الموجودة بالفعل وتشغيل المصنع".