نویسنده: محسن فرزان، کارشناس ارشد انرژی‌های تجدیدپذیر 
سطح: نیمه تخصصی 
زمان مطالعه: ۳ دقیقه
گیگافکتوری، همانطورکه از نامش برمی‌آید، به کارخانه‌ای گفته می‌شود که هدف آن تولید باتریهای لیتوم-یون (Li-ion) در مقیاس گیگاوات ساعت است؛ بنابراین، می‌توان از آن‌ها در وسایل نقلیه‌ی الکتریکی (ذخیرهسازی متحرک) و یا بهمنظور منبع ذخیره برق نیروگاه‌های تجدیدپذیر (ذخیرهسازی ثابت)، استفاده کرد. انتظار می‌رود تا پایان سال ۲۰۲۱، توان تولید جهانی باتریهای لیتیوم-یونی به ۷۴۰ گیگاوات ساعت (تقریبا ۳ برابر افزایش نسبت‌به سال ۲۰۱۷) برسد.
درحال‌حاضر، چین با سهم بیش از ۷۰ درصد تولید جهانی، پیشرو تولید باتریهای لیتیوم-یونی است؛ درحالی‌که اروپا سالانه تنها ۸ درصد از ظرفیت تولیدی جهان را، به‌میزان ۶۲ گیگاوات ساعت به خود اختصاص می‌دهد. اروپا در نظر دارد با یک استراتژی شفاف، با ایجاد اتحادیه باتری اروپا (European Battery Alliance)، وابستگی خود در زمینه واردات باتری از آسیا را کاهش دهد.
از اهداف اصلی این اتحادیه می‌توان به کسب اطمینان از کمک مالی به صنایع در طول زنجیره ارزش، پژوهش، نوآوری و آموزش و ایجاد “گذرنامه باتری” بهمنظور اولویت‌دهی به باتریهای تولید داخل اروپا به‌عنوان یک نکته کلیدی برای آغاز یک اقتصاد دورانی (circular economy) در زمینه باتریهای لیتیوم-یونی ساخت اتحادیه اروپا، اشاره کرد. به همین‌منظور، صندوق مشترک IPCEI راه‌اندازی شده است که هفت عضو اتحادیه را با مبلغی در حدود ۳/۲ میلیارد یورو، در تمام فعالیت‌ها از استخراج مواد خام تا بازیافت باتریهای مصرف‌شده، حمایت می‌کند.
درحال‌حاضر، تعداد ۶ گیگافکتوری در اروپا در حال فعالیت است که ظرفیت تولید باتریهای لیتیومی آن‌ها معادل ۶۲ گیگاوات ساعت است. انتظار می‌رود تا سال ۲۰۲۵، این میزان تا ۲۵ واحد و با توان تولیدی در حدود ۵۹۱ گیگاوات ساعت افزایش یابد و تا ۲۰۳۰ به ۶۶۴ گیگاوات ساعت (افزایش ۱۰ برابری) برسد.
پیش‌بینی می‌شود این ظرفیت می‌تواند به‌مقدار بیش‌تری نیز افزایش یابد؛ تخمین‌زده می‌شود که تا سال ۲۰۳۰، میزان ۱۲۰ گیگاوات ساعت بر ظرفیت تولیدی تعیین‌شده فعلی افزوده‌شده که در مجموع ظرفیت کل را به ۷۸۴ گیگاوات ساعت می‌رساند.
تا سال ۲۰۳۰، آلمان بیش‌ترین تعداد واحدهای گیگافکتوری برنامه‌ریزی‌شده (۹ کارخانه) را خواهد داشت. انتظار می‌رود شرکت‌های بزرگ تسلا، Northvolt و صنایع شیمیایی LG حدود ۳۲ درصد از کل سهم اروپا در تولید باتریهای لیتیوم- یونی را تا سال ۲۰۳۰ به دست آورند.
کاربرد باتریهای لیتیوم-یون در نیروگاه‌های تجدیدپذیر
تخمین‌زده می‌شود که تولید باتریهای لیتیوم-یونی در گیگافکتوری‌های اروپایی، سهم زیادی در بازار خودروهای برقی بدست آوردند؛ هرچند برای هر منطقه این وزن می‌تواند متفاوت باشد.
تا سال ۲۰۳۰، ورود ۳۰ میلیون خودرو برقی به جاده‌ها در مقایسه با میزان ۱.۸ میلیون خودرو برقی و هیبریدی فعلی، یک هدف و جهش بزرگ به‌حساب می‌آید. باتوجه‌به اینکه درحال‌حاضر ظرفیت یک پک باتری در حدود ۶۰.۷ کیلووات ساعت است، ظرفیت ذخیرهسازی کل مورد نیاز برای این وسایل نقلیه حداقل ۱۷۰۰ گیگاوات ساعت خواهد بود. بنابراین، انگیزه روشنی برای افزایش توان تولید بومی باتریهای لیتیومی برای برآورده‌سازی تقاضای آینده وجود دارد.
تا سال ۲۰۳۰، مجموع ظرفیت مورد نیاز صنعت خودرهای برقی به ذخیرهسازی انرژی کمتر از ۴۵۰۰ گیگاوات ساعت است. در مقابل، با وجود رشد چشمگیر در طول این دهه، برنامه ذخیره انرژی نیروگاهی، نماینده سهم بسیار کمتری از بازار خواهد بود.
از سال ۲۰۲۳، تمرکز بر تولید باتریهای لیتیومی در بخش خودرو رو به کاهش خواهد بود و در محدودهی ۹۰ درصدی از ظرفیت تقاضای کل ثابت خواهد ماند؛ انتظار می‌رود گیگافکتوری‌های FREYR و Northvolt در شمال اروپا، باتریهای لیتیوم-یون برای استفاده در نیروگاه‌های برق را تامین کنند. گیگافکتوری‌های برنامه‌ریزی شده در سایر کشورها اغلب تامین‌کننده باتریهای لیتیومی برای تولیدکنندگان خودرو خواهند بود.
شکل۱: ظرفیت سالانه باتریهای لیتیوم-یون در جهان
کاهش هزینه باتریهای لیتیوم-یون
درحالی‌که ۹۰ درصد از ظرفیت تولیدی گیگافکتوری‌های اروپا تامین‌کننده‌ی نیاز صنعت خودرو تا سال ۲۰۳۰ خواهند بود، بازار ذخیرهسازی جهت نیروگاه‌های برق (ذخیرهسازی ثابت) نیز رشد پیدا خواهد کرد. افزایش سطح تجدیدپذیرها (نیروگاه‌های بادی و خورشیدی)، افزایش تاب‌آوری محلی و استقلال از شبکه برق و هم‌چنین درآمدزایی از عوامل اصلی افزایش ۶ برابری توان تولید برای ذخیرهسازی ثابت تا سال ۲۰۳۰ است.
با چنین افزایشی در میزان عرضه (تامین)، پیش‌بینی می‌شود که هزینه‌های مربوط‌به سلول و باتری لیتیوم-یون تا ۲۰۳۰ روند کاهشی داشته باشند که محرک اصلی آن، صنعت خودرو است. براساس برآوردها، پیش‌بینی می‌شود تا سال ۲۰۳۰ هزینه باتریهای لیتیوم-یون تا بیش از ۲۷ درصد نسبت به سال ۲۰۲۳ کاهش یابد. کاهش هزینه‌های حمل‌ونقل و مواد اولیه به سبب افزایش کارایی باتری‌ها و سازگاری با ترکیب‌های کم هزینه‌تر از عوامل موثر در این کاهش قیمت باتریهای لیتیوم-یونی خواهند بود.
منبع: PV-Magazine
دیدگاهتان را بنویسید