تسبب الارتفاع الحاد في أسعار المواد الخام للبطاريات منذ بداية عام 2021 في تكهنات حول انخفاض الطلب أو حدوث تأخيرات، وأدى ذلك إلى الاعتقاد بأن شركات السيارات قد تغير تفضيلاتها لسياراتها الكهربائية.

لطالما كانت حزمة فوسفات الحديد الليثيوم هي الأقل تكلفة، أوLFP.تستخدم شركة تسلا بطاريات الليثيوم فوسفات الحديد (LFP) في طرازاتها منخفضة التكلفة المصنعة في الصين منذ عام 2021. كما أعلنت شركات تصنيع السيارات الأخرى مثل فولكس فاجن وريفيان أنها ستستخدم بطاريات الليثيوم فوسفات الحديد (LFP) في طرازاتها الأرخص.

تُعد بطاريات النيكل والكوبالت والمنغنيز، أو بطاريات NCM، خيارًا آخر. وهي تحتاج إلى كمية مماثلة من الليثيوم لـLFPلكنها تشمل الكوبالت، وهو عنصر باهظ الثمن وعملية إنتاجه مثيرة للجدل.

ارتفع سعر معدن الكوبالت بنسبة 70% هذا العام. وشهد النيكل تقلباتٍ مؤخراً عقب ضغطٍ على مراكز البيع المكشوفة في بورصة لندن للمعادن. ويتداول سعر النيكل لأجل ثلاثة أشهر ضمن نطاق سعري يتراوح بين 27,920 و28,580 دولاراً أمريكياً للطن المتري في 10 مايو.

في غضون ذلك، ارتفعت أسعار الليثيوم بأكثر من 700% منذ بداية عام 2021، مما أدى إلى قفزة كبيرة في أسعار حزم البطاريات.
بحسب بيانات إس آند بي غلوبال ماركت إنتليجنس، ارتفعت تكاليف معادن البطاريات الصينية في مارس بنسبة 580.7% على أساس سنوي لبطاريات فوسفات الحديد الليثيوم (LFP) على أساس الدولار للكيلوغرام، لتصل إلى ما يقارب 36 دولارًا/كيلوواط ساعة. كما ارتفعت أسعار بطاريات كلوريد الصوديوم (NCM) بنسبة 152.6% خلال الفترة نفسها لتصل إلى 73-78 دولارًا/كيلوواط ساعة في فبراير.

"الطريقةالليثيومارتفع سعره خلال الأشهر الاثني عشر الماضية. الخصم الحالي أقل مما تتوقع [مقارنةً بـ NCM]، وعند إضافة عوامل الأداء، يصبح القرار أكثر صعوبة. قد ترغب في التضحية ببعض الأداء مقابل التكلفة، لكنه ليس أرخص بكثير هذه الأيام، كما قال أحد بائعي هيدروكسيد الكوبالت.

"كانت هناك مخاوف بالفعل، لأن تكلفة بطاريات الليثيوم فوسفات الحديد كانت تشكل خطراً كبيراً على القطاع الذي تستهدفه، وهو قطاع البطاريات منخفضة التكلفة"، هذا ما أكده مصدر من منتجي الليثيوم.

"لا توجد بدائل واضحة للبطاريات الغنية بالنيكل (التي تحتوي على 8 أجزاء من النيكل أو أكثر) على المدى القريب إلى المتوسط. إن العودة إلى بطاريات NMC منخفضة النيكل تعيد إثارة المخاوف بشأن استخدام الكوبالت، في حين أن بطاريات LFP لا تستطيع حتى الآن أن تضاهي أداء المدى بشكل كامل، كما أنها تتمتع بخصائص غير مواتية نسبيًا في درجات الحرارة المنخفضة مقارنة بالبطاريات الغنية بالنيكل"، أليس يو، كبيرة المحللين في إس آند بي جلوبال ماركت إنتليجنس.

بينما يفضل استخدام بطاريات LFP في الصين، فمن المفترض عمومًا أن تلعب بطاريات NCM دورًا أكبر في أسواق الاتحاد الأوروبي - حيث يفضل المستهلكون السيارات التي تنقلهم عبر البلاد أو عبر القارات بأقل عدد من عمليات الشحن.

قال أحد مصنعي المعدات الأصلية للسيارات: "عند تصميم مصانع البطاريات، نحتاج إلى دراسة المرونة. حاليًا، هناك تكافؤ في الأسعار بين بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم (LFP) وبطاريات النيكل والكوبالت (NCM). إذا انخفض سعر بطاريات LFP بشكل كبير مرة أخرى، فقد نتمكن من إعطاء الأولوية للإنتاج، ولكن في الوقت الحالي، يجب علينا إنتاج بطاريات NCM لأنها منتج متميز."

وقد رددت شركة تصنيع سيارات ثانية هذا التعليق قائلة: "ستكون بطاريات LFP متوفرة هنا للسيارات ذات المستوى المبتدئ، ولكن لن يتم اعتمادها للسيارات الفاخرة".

نظام الحد

لا يزال توفير الليثيوم يمثل مصدر قلق كبير لسوق السيارات الكهربائية، وهو أمر قد يمنع أي شركة من التحول بسهولة إلى بطاريات الليثيوم فوسفات الحديد (LFP).

تشير الأبحاث التي أجرتها مؤسسة S&P Global Commodity Insights إلى أنه إذا دخلت جميع مناجم الليثيوم قيد الإنشاء حيز التشغيل في الإطار الزمني المقترح، مع المواصفات الصحيحة لمواد البطاريات، فسيظل هناك نقص قدره 220 ألف طن متري بحلول عام 2030، بافتراض أن الطلب سيصل إلى مليوني طن متري في نهاية العقد.

معظم منتجي الليثيوم الغربيين لديهم الجزء الأكبر من إنتاجهم محجوز بموجب عقود طويلة الأجل، وقد انشغلت شركات التحويل الصينية بمتطلبات العقود الفورية والطويلة الأجل على حد سواء.

قال مصدر من شركة إنتاج الليثيوم: "هناك عدة طلبات فورية، لكن لا تتوفر لدينا أي مواد في الوقت الحالي. لا تتوفر لدينا كميات إلا عندما يواجه أحد العملاء مشكلة ما، أو يلغي شحنة لسبب ما، وإلا فإن جميع الكميات محجوزة".

أدت المخاوف المتزايدة بشأن الليثيوم، والمعادن الأخرى المستخدمة في صناعة البطاريات، والتي قد تصبح العامل المحدد لاعتماد السيارات الكهربائية، إلى انخراط شركات صناعة السيارات بشكل متزايد في الجانب الأولي من الصناعة.

ستستثمر شركة جنرال موتورز في تطوير مشروع "هيلز كيتشن" لليثيوم التابع لشركة "كونترولد ثيرمال ريسورسز" في كاليفورنيا. وقد دخلت شركات ستيلانتيس وفولكس فاجن ورينو في شراكة مع شركة فولكان ريسورسز لتأمين المواد من مشروع "زيرو كاربون" في ألمانيا.

بديل أيون الصوديوم

نظراً للنقص المتوقع في إمدادات الليثيوم والكوبالت والنيكل، يبحث قطاع صناعة البطاريات عن بدائل. وتُعتبر بطاريات أيونات الصوديوم من أكثر الخيارات الواعدة.

تستخدم بطاريات أيونات الصوديوم عادةً الكربون في المصعد ومواد من فئة تُعرف باسم "الأزرق البروسي" في المهبط. ووفقًا لفينكات سرينيفاسان، مدير مركز أرجون التعاوني لعلوم تخزين الطاقة (ACCESS) في الولايات المتحدة، "هناك سلسلة من المعادن التي يمكن استخدامها في الأزرق البروسي، وتختلف باختلاف الشركة المصنعة".

تُعدّ تكلفة إنتاج بطاريات أيونات الصوديوم المنخفضة الميزة الأكبر لها، وفقًا لمصادر مطلعة. فبفضل وفرة الصوديوم على سطح الأرض، قد تُكلّف هذه البطاريات ما بين 3% و50% أقل من بطاريات أيونات الليثيوم. وتُضاهي كثافة طاقتها كثافة طاقة بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم (LFP).

كشفت شركة "كاتل" (CATL)، إحدى أكبر شركات تصنيع البطاريات في الصين، العام الماضي عن الجيل الأول من بطاريات أيونات الصوديوم، إلى جانب حلولها لحزم البطاريات من نوع AB، والتي أظهرت قدرتها على دمج خلايا أيونات الصوديوم وخلايا أيونات الليثيوم في حزمة واحدة. وأكدت "كاتل" أن عملية تصنيع بطاريات أيونات الصوديوم ومعداتها متوافقة مع بطاريات أيونات الليثيوم الحالية.

لكن قبل أن تصل أيونات الصوديوم إلى نطاق تجاري كبير، يجب معالجة بعض المخاوف.

لا تزال هناك بعض التحسينات التي يتعين تحقيقها على جانبي الإلكتروليت والأنود.

بالمقارنة مع البطارية القائمة على فوسفات الحديد الليثيوم، فإن أيونات الصوديوم أقوى في التفريغ، ولكنها أضعف في الشحن.

العامل المحدد الرئيسي هو أن هذا الأمر لا يزال على بعد فترة من التوفر على المستوى التجاري.

وبالمثل، تم استثمار مليارات الدولارات في سلسلة توريد أيونات الليثيوم القائمة على التركيبات الكيميائية الغنية بالليثيوم والنيكل.

قال أحد مصنعي البطاريات: "سننظر بالتأكيد في بطاريات أيونات الصوديوم، لكننا نحتاج أولاً إلى التركيز على التقنيات الموجودة بالفعل وتشغيل المصنع".