نگاهی به نوسانات شدید قیمت کبالت و لیتیوم در طول زمان نشان میدهد که بازار باتری لیتیومی چقدر غیرقابل پیشبینی است. این فلزات در واقع همان مصالح اولیه سازنده باتریها هستند، بنابراین وقتی قیمت آنها تغییر میکند، این تغییرات در سراسر صنعت تولید باتری ایجاد تنش میکند. قیمت کبالت در طول تاریخ همواره دچار نوسان بوده، به دلیل وجود عوامل متعدد از جمله شرایط استخراج در برخی مناطق و افزایش هزینههای تولید. داستان لیتیوم هم چندان بهتر نیست. به یاد دارید آن سقوط بزرگ چه بود؟ قیمت لیتیوم از اوایل سال 2023 تا اواسط 2024 تقریباً 86 درصد کاهش یافت، که البته باعث شد تولید سلولهای لیتیومی بسیار ارزانتر شود. اما اگرچه کاهش قیمت به ظاهر خوب به نظر میرسد، اغلب مشکلاتی را برای تولیدکنندگان در پیش خواهد داشت که در بلندمدت در حال برنامهریزی هستند.
سیاستهای جهانی نقش بزرگی در بیثباتی بازارها ایفا میکنند. قوانین مربوط به استخراج معادن و جنگهای تجاری بین کشورها اغلب منجر به تغییرات ناگهانی در میزان در دسترس بودن کالاها و قیمت آنها میشوند. ما این موضوع را به طور مداوم در مناطقی مانند استرالیا که دارای ذخایر زیادی از لیتیوم است و جمهوری دموکراتیک کنگو که منبع کبالت است، شاهد هستیم. مشکلات سیاسی در آن مناطق به همراه تغییرات در سیاستهای دولتی میتوانند امواج شوکی را به بازارهای جهانی در عرض یک شب ایجاد کنند. متخصصان صنعتی فکر میکنند که اوضاع در طول زمان تا حدی آرام خواهد شد، هرچند هشدار میدهند که هیچکس نباید خیلی راحت فکر کند. با توجه به تعارضات جاری در سراسر جهان و تقاضای رو به افزایش برای فناوریهای انرژی پاک، قیمتها احتمالاً به نوسانات خود ادامه خواهند داد. شرکتها واقعاً نیاز دارند که در مورد منشأ مواد اولیه خود بلندمدت فکر کنند و برنامههای پشتیبانی را در صورت بروز احتیاج فراهم کنند.
بررسی نحوه حرکت نیکل در زنجیره تأمین نشان میدهد که مشکلات واقعی در قوانین زیستمحیطی و همچنین استخراج این فلز از معادن وجود دارد. نیکل نقش مهمی در تولید باتریهای لیتیومی با ظرفیت بالا که در خودروهای برقی استفاده میشوند، ایفا میکند. وقتی تولیدکنندگان نیکل بیشتری را در طراحی باتریهای خود به کار میبرند، میتوانند توان بیشتری را در فضای کوچکتری جای دهند. اما نکته اینجاست: عملیات استخراج معدنی با فشار روزافزون مقرراتی مواجه هستند که از آلودگی و تخریب زیستگاهها نگران هستند. علاوه بر این، استخراج نیکل کار سادهای نیست. این مشکلات گلوگاههایی ایجاد میکنند که بر همه چیز از جمله برنامههای تولید تا قیمتگذاری در سراسر بازار این مواد حیاتی تأثیر میگذارند.
اگرچه موانع زیادی در پیش است، Follow the trend صنعت باتریهای غنی از نیکل است، زیرا این باتریها از لحاظ فنی مزایای واقعیای ارائه میدهند. این باتریها به وسایل نقلیه برقی دامنه بیشتری میدهند و عملکرد بهتری دارند. نگاهی به اعداد و ارقام نیز چیزی جالب را نشان میدهد. تقاضا برای نیکل به نظر میرسد به سرعت رشد بازار خودروهای برقی (EV) وابسته باشد. برخی برآوردها نشان میدهند که تا سال 2025 ممکن است تقاضای نیکل مورد نیاز برای باتریها حدود 27 درصد افزایش یابد، این امر بر اساس گزارشهای منتشر شده از منابعی مانند مجله EV (خودروی برقی) مشخص شده است. در واقع این موضوع به روشی ساده نشان میدهد که نیکل فقط برای تولید باتریهای خوب اهمیت ندارد، بلکه شروع به شکلدهی به آنچه در بازارها اتفاق میافتد و قیمت همه چیز میکند.
گرافیت به عنوان ماده اصلی آند در باتریهای لیتیوم-یون بسیار مهم است و این موضوع بر هزینه تولید این باتریها و قیمت فروش آنها تأثیر میگذارد. بررسی ارقام مربوط به تولید گرافیت نشان میدهد که موقعیت پیچیدهای بین عرضه گرافیت طبیعی و سنتزی وجود دارد و هر کدام مشکلات هزینهای خاص خود را دارند. گرافیت طبیعی نسبتاً فراوان است اما قیمتهای آن نوسان زیادی دارند به دلیل مناطق معدنی و مسائل سیاسی که در آن مناطق رخ میدهد. گرافیت سنتزی به تولیدکنندگان محصولی قابل اتکا از نظر کیفیت فراهم میکند چون خالصتر است، اما تولید آن بسیار گرانتر از گرافیت طبیعی تمام میشود.
بر اساس گزارشهای اخیر از بازار، قیمت گرافیت به نظر میرسد که در حال حاضر ثابت مانده است، هرچند همچنان به تغییرات زنجیره تأمین جهانی و نیازهای روزافزون شرکتهای تولید کننده باتری وابسته است. زمانی که کارخانهها شروع به ترجیح دادن مواد مختلف یا ظهور فناوریهای جدید میکنند، این تغییرات معمولاً اثراتی بر بازار ایجاد کرده و بر قیمت گرافیت تأثیر گذاشته و در نهایت هزینه تولید باتریهای لیتیومی را تحت تأثیر قرار میدهند. درک این عوامل متعدد به شرکتها کمک میکند تا برنامهریزی بهتری برای نیازهای تولید باتری خود داشته باشند، هزینهها را کنترل کنند و در عین حال در فضای انرژی تجدیدپذیر که حاشیه سود در آن بسیار تنگ است، رقابتپذیر باقی بمانند.
آخرین دستاوردها به طور قابل توجهی ظرفیت ذخیره انرژی باتریهای لیتیومی را در هر واحد افزایش داده است، که به معنای عملکرد بهتر در مجموع است و قطعاً بر قیمتی که مردم برای آنها میپردازند تأثیر گذاشته است. بیشتر این بهبودها به خاطر استفاده از مواد بهتر در حال حاضر است، به خصوص ترکیبات پر نیکلی که اخیراً به مقدار زیادی در موردشان شنیدهایم، مانند نیکل-کبالت-منگنز و نیکل-کبالت-آلومینیوم. این مواد به طور ذاتی باعث میشوند باتریها قدرت بیشتری داشته باشند و همچنین دوام بیشتری نیز داشته باشند. وقتی چگالی انرژی باتریها افزایش مییابد، در واقع بیشتر انرژی در همان فضای قبلی ذخیره میشود بدون اینکه فضای اضافیای اشغال شود، بنابراین همه چیز روانتر کار میکند. و چیزی که فراموش نکنید؟ عملکرد بهتر معمولاً به معنای کاهش هزینههاست، چون تولیدکنندگان با هر سلول باتری ساخته شده، بهرهوری بیشتری دارند. بر اساس یک مقاله اخیر در مجله EV، این روند تنها در سالهای آینده نیز ادامه خواهد داشت، زیرا فناوریهای جدیدی در حال ظهور هستند که میتوانند به طور کامل بهرهوری باتریها را تغییر دهند و همچنین قیمت آنها را برای مصرفکنندگان کاهش دهند.
بررسی نحوه پیشرفت فناوری باتریهای حالت جامد نشان میدهد که چرا این باتریها ممکن است از باتریهای لیتیومی یونی معمولی در چندین زمینه پیشی بگیرند، عمدتاً به دلیل اینکه چگالی انرژی بالاتری در فضای کوچکتری فراهم میکنند و به راحتی آتش نمیگیرند. اما آمادهسازی این باتریها برای تولید انبوه با مشکلات جدی مالی مواجه است. تولید این باتریها نیازمند مواد اولیه گرانقیمت و مراحل پیچیده ساختی است که هزینه کلی را به میزان قابل توجهی افزایش میدهد. بیشتر کارشناسان با این مانع مالی موافقند، هرچند بسیاری از آنها به کارهای جاری تحقیقاتی اشاره میکنند که ممکن است بتوانند قیمتها را در آیندهای نزدیک کاهش دهند. برخی مطالعات اخیر به دستاوردهای خاصی در علم مواد اشاره کردهاند که میتوانند هزینههای تولید را کاهش دهند، در نتیجه باتریهای حالت جامد دوباره رقیب جدیای برای گزینههای دیگری شوند که در حال حاضر بازار را در دست دارند.
روش بازیافت باتریهای لیتیوم یونی در مدت اخیر به میزان قابل توجهی بهتر شده است و این امر دو اثر اصلی داشته است: این امکان را فراهم کرده که بتوانیم مواد بیشتری را بازیابی کنیم و همچنین هزینهها را به میزان قابل توجهی کاهش دهیم. تکنیکهای جدید بازیافت به شرکتها این امکان را میدهند که مواد مهمی مانند لیتیوم، کبالت و نیکل که در تولید باتریهای جدید استفاده میشوند را استخراج کنند. بازیابی این مواد به این معنی است که تولیدکنندگان برای تهیه مواد تازه هزینه کمتری میکنند که این خبر خوبی برای سودآوری آنهاست. علاوه بر این، فایده محیط زیستی واضحی نیز وجود دارد چرا که دیگر به همان میزان قبل از معادن استخراج نمیکنیم. با بررسی اعداد و ارقام ارائه شده در مطالعات مختلف این حوزه، بیشتر موارد نشان میدهند که بهبودهای فنی در بازیافت، میزان بازیابی مواد از باتریهای قدیمی را طی ده سال گذشته تقریباً ۳۰ درصد افزایش داده است. تمام این موارد به حفظ ثبات قیمت مواد اولیه کمک میکنند تا خود باتریها نیز در بازار با قیمتی رقابتی عرضه شوند.
در این روزها خودروهای برقی به شدت در حال رشد هستند و این به این معنی است که تقاضا برای باتریهای لیتیومی به طور گستردهای افزایش یافته است. آژانس بینالمللی انرژی نیز در این زمینه ارقامی ارائه داده است - آنها بر این باورند که حدود 25 درصد از تمام خودروهایی که تا سال 2025 در سراسر جهان فروخته خواهند شد، برقی خواهند بود، در حالی که این رقم سال گذشته تنها 18 درصد بود. این علاقه روزافزون به خودروهای برقی برای شرکتهای تولیدکننده باتریهای لیتیومی بسیار مهم است، چرا که این امر از منشأ مواد تا قیمتهای مصرفکننده همه چیز را تحت تأثیر قرار میدهد. با اینکه افراد بیشتری به سوی خودروهای برقی میروند، تولیدکنندگان امیدوارند که در نهایت هزینههای تولید کاهش یافته و قیمتها رقابتیتر شوند. اگر به ارقام خاص نگاه کنیم، نیاز به نیکل در باتری خودروهای برقی فقط در سال آینده به اندازه حدود 27 درصد افزایش خواهد یافت. این میزان رشد نشان میدهد که چقدر این بخش در توسعه باتریهای بهتر و مقرون به صرفه، اهمیت دارد.
صعود سیستمهای خانگی ذخیره انرژی باتری همراه با صفحات خورشیدی واقعاً نحوه کار بازار را تغییر داده است. هر روز افراد بیشتری که به هزینههای انرژی خود اهمیت میدهند این سیستمها را نصب میکنند تا ارزش بهتری از برق خورشیدی خود به دست آورند، که این امر منجر به افزایش فروش باتریهای لیتیومی و دیگر راههای ذخیرهسازی خانگی شده است. تنظیم درست این سیستمها نیازمند ادغام پیشرفته بین صفحات خورشیدی و خود باتریها است. با این حال، هزینههای نصب همچنان مانعی برای بسیاری از خانوارها به شمار میرود و این عامل قیمتی قطعاً بر آنچه در بازار گسترده رخ میدهد تأثیر میگذارد. گزارشهای انرژی نشان میدهند که نرخ پذیرش این سیستمها در سالهای اخیر به طور پیوسته افزایش یافته و کارشناسان رشد سریعتری را در آینده پیشبینی میکنند. آنچه اکنون شاهد آن هستیم، حاکی از یک صنعت است که در آن ادغام انرژیهای تجدیدپذیر اهمیت بیشتری از همیشه پیدا کرده و با افزایش تولید توسط سازندگان و بهبود فناوری، قیمتها در طول زمان باید به طور قابل توجهی کاهش یابند.
رشد ذخیرهسازی باتری در مقیاس شبکه امروزه به سرعت در حال اتفاق افتادن است و به حفظ تعادل بین زمانی که انرژی تجدیدپذیر به شبکه متصل میشود و زمانی که مردم واقعاً به آن نیاز دارند کمک میکند. شرکتهای بیشتری در حال سرمایهگذاری سنگین روی نصب باتریهای بزرگ یون-لیتیومی هستند که این امر ممکن است با افزایش تولید، منجر به کاهش قیمتها شود. شاهد این هستیم که انرژی خورشیدی و بادی به بخشهای پررنگتری از ترکیب برق ما تبدیل شدهاند، بنابراین به طور طبیعی افزایشی در تأمین مالی این نوع سیستمهای باتری عظیم در سراسر کشور داشتهایم. کارشناسان صنعتی به طور کلی با این موضوع موافقند که داشتن ظرفیت ذخیرهسازی کافی برای تضمین روشن ماندن برق در زمانهایی که خورشید نمیدرخشد یا باد کم است منطقی است. این پروژههای بزرگ نه تنها باعث کاهش هزینهها در طول زمان میشوند، بلکه به تولیدکنندگان کمک میکنند تا فرآیندهای خود را بهبود بدهند و اطمینان حاصل کنند که انرژی پاک به درستی ذخیره شده و به کاراترین شکل ممکن در جایی که بیشترین نیاز است تحویل داده شود.
بعد مالی رعایت مسائل زیستمحیطی در معادن لیتیوم بهطور مستقیم بر هزینه تولید باتریهای لیتیومی تأثیر میگذارد. وقتی دولتها قوانین مربوط به عملیات استخراج معادن را سختتر میکنند، شرکتها مجبورند هزینههای سنگینی را برای روشهای سبزتر استخراج لیتیوم، راهحلهای بهتر در تصفیه آب و همچنین بازسازی مناطق معدنی پس از پایان عملیات استخراج، پرداخت کنند. تمام این اقدامات سبز باعث کاهش خسارات زیستمحیطی میشوند، اما قطعاً سودآوری شرکتها را تحت تأثیر قرار میدهند. گروههای محیط زیستی گزارش میدهند که رعایت تمام این الزامات، قیمت باتریها را به طور گسترده افزایش میدهد. به عنوان مثال، سیستمهای بازیافت آب – نصب این سیستمها چندین میلیون دلار هزینه دارد، با این حال بیشتر معادن تنها برای رعایت مقررات قانونی به آنها نیاز دارند. نتیجه نهایی این است که این هزینههای اضافی را به مصرفکنندگان انتقال میدهند و این امر از طریق افزایش قیمت باتریها صورت میگیرد. برای تولیدکنندگان، رعایت این استانداردها دیگر یک گزینه اختیاری نیست؛ این هزینهها به یکی از عوامل اجتنابناپذیر درون استراتژی قیمتگذاری شرکتها تبدیل شدهاند.
تغییرات قانونگذاری در سراسر اروپا در مورد الزامات بازیافت باتری، باعث تغییر شرایط برای شرکتهای تولیدکننده باتری شده است. ایده اصلی پشت این قوانین به اندازه کافی ساده است: بازگرداندن بیشتر اجزای باتری به گردش مجدد به جای دور انداختن آنها، که این امر از مدل اقتصاد دایرهوار (circular economy) پشتیبانی میکند. از دیدگاه اقتصادی، چندین جنبه قابل بررسی است. البته راهاندازی مراکز مناسب بازیافت در ابتدا هزینه دارد، اما این حرکت در واقع نوآوریهای جالبی را در زمینه فناوری بازیافت به وجود آورده که ممکن است در طول زمان این هزینهها را کاهش دهد. با اینکه کشورهای بیشتری رویکردهای مشابهی را در پیش میگیرند، شاهد تأثیراتی بر قیمت باتریهای لیتیومی هستیم، چرا که تولیدکنندگان دیگر به همان اندازه به استخراج مواد تازه وابسته نیستند. بر اساس مطالعات اخیر اتحادیه اروپا، افزایش نرخ بازیابی مواد از طریق این برنامههای اجباری میتواند در واقع هزینه باتریها را به طور قابل توجهی کاهش دهد. معنای همه این موارد این است که نگرانیهای زیستمحیطی به یک عامل اصلی در تصمیمگیری کسبوکارها برای نحوه بهرهبرداری از خطوط تولید باتری در آینده تبدیل شده است.
نحوه برخورد کشورها با تجارت به شدت بر هزینه تولید باتریهای لیتیومیونی تأثیر میگذارد، بهویژه در زمینه وارد کردن مواد اولیه از مرزهای کشورها. آنچه در رابطه با توافقهای تجاری و تعرفهها امروز اتفاق میافتد، اغلب باعث تغییر در میزان هزینهای میشود که شرکتها برای خرید موادی مثل لیتیوم و کبالت پرداخت میکنند. وقتی روابط تجاری ناپایدار میشود، مثلاً به دلیل افزایش ناگهانی تعرفهها یا محدودیتهای جدید واردات، این موضوع معمولاً باعث افزایش هزینه باتری میشود، چون تأمینکنندگان در تلاش برای حفظ ثبات زنجیره تأمین خود دچار مشکل میشوند. بررسی مطالعات مختلف بازار نشان میدهد که توافقهای خوب تجاری عموماً به تولیدکنندگان کمک میکند تا دسترسی بهتری به مواد مورد نیاز داشته باشند، که این امر هزینهها را کاهش داده و از نوسان قیمتها جلوگیری میکند. از سوی دیگر، وقتی تنشها میان شرکای تجاری ایجاد میشود، شاهد افزایش قیمتها و بروز مشکلات در خطوط تأمین هستیم، که این موضوع باعث میشود این باتریها کمیابتر شوند و دیگر ارزش خوبی برای پول به حساب نیاید.
قیمت باتریهای لیتیومیونی تمایل به ثبات بیشتری دارد وقتی که سیستمهای بازیابی مواد به صورت حلقه بسته اجرا شوند، چون این سیستمها نیاز ما به مواد خام تازه را کاهش میدهند. در واقع، این سیستمها باتریهای قدیمی را دریافت کرده، آنها را تجزیه میکنند تا بتوانند قطعات باارزش داخلی را بازیابی کنند و سپس تمامی این مواد دوباره در تولید باتریهای جدید استفاده شوند. دلیل اهمیت این موضوع چیست؟ این کار به طور قابل توجهی وابستگی ما به منابع خارجی را کاهش میدهد، در عین حال هزینهها را پایین میآورد و همچنین به حفاظت از محیط زیست کمک میکند. به این فرآیند توجه کنید وقتی شرکتها موادی مانند لیتیوم، کبالت، نیکل و سایر فلزات گرانقیمتی که در باتریها استفاده میشوند را بازیابی میکنند. وقتی تولیدکنندگان بتوانند از این مواد استفاده کنند به جای خرید مداوم مواد جدید، دیگر تحت تأثیر نوسانات قیمت بازار نخواهند بود. بر اساس تحقیقات اخیر انجام شده توسط مرکز تحقیقات انرژی دایرهای (Circular Energy Storage Research)، نتایج خوبی از چندین برنامه آزمایشی به دست آمده است. یافتههای این تحقیق نشان میدهد که این روشهای بازیابی میتوانند به طور قابل توجهی در ثبات قیمت باتریها در طول زمان کمک کنند و از نوسانات شدید قیمت ناشی از بازار کالا جلوگیری کنند.
انتخاب بین فرآیندهای هیدرومتالورژی و پیرومتالورژی تفاوت زیادی در هزینه بازیافت باتریها و همچنین تأثیر آن بر کل جنبههای کسبوکاری دارد. هیدرومتالورژی اساساً از مواد شیمیایی محلول در آب استفاده میکند تا فلزات ارزشمند را از باتریهای قدیمی استخراج کند. این روش تمایل دارد تا در مقایسه با روشهای پیرومتالورژی، هزینههای عملیاتی را کاهش داده و بازیابی مواد بیشتری را فراهم کند. روش دیگر، یعنی پیرومتالورژی، نیازمند گرم کردن مواد در دمای بسیار بالا است که بهصورت طبیعی مصرف انرژی بیشتری دارد و هزینهها را افزایش میدهد. بر اساس تحلیلهای مختلف صنعتی از جمله کارهای انجامشده توسط مؤسسه فارادی، این رویکردهای هیدرومتالورژی بهطور فزایندهای کارآمدتر و مقرونبهصرفهتر شدهاند. با بهتر شدن توانایی بازیابی مواد بدون صرف هزینههای سنگین، کاهش واقعی در کل هزینههای بازیافت در سراسر صنعت مشاهده میشود. این صرفهجوییها در نهایت بر قیمتی که مصرفکنندگان برای خرید باتریهای جدید در بازار پرداخت میکنند نیز تأثیر میگذارد.
نگاه کردن به گزینههای دوباره استفاده از باتریهای لیتیومی قدیمی، راهی هوشمندانه برای ادامه دادن عمر مفید آنها و همچنین کنترل هزینهها فراهم میکند. پس از اینکه این باتریها وظیفه اصلی خود را انجام دادند، هنوز ظرفیت قابل توجهی برای کاربردهایی که نیاز به توان کمتری دارند، دارند. ما شاهد استفاده از این باتریها برای ذخیره برق در خانهها و کسبوکارهای سراسر کشور هستیم. این موضوع بازارهای جدیدی را ایجاد میکند و فشار تولید مداوم باتریهای تازه را کاهش میدهد. بر اساس گزارشهای IRENA و دیگر ناظران صنعت، راهکارهای دوباره استفاده از باتری رشد قابل ملاحظهای داشتهاند، به خصوص با افزایش نصب پنلهای خورشیدی و توربینهای بادی. وقتی شرکتها باتریها را دوباره استفاده میکنند به جای اینکه آنها را دور بریزند، در نهایت گزینههای ارزانتری برای مشتریان فراهم میکنند. این امر به ثبات قیمتها کمک میکند و در بلندمدت، کل صنعت باتری را پایدارتر میکند. بسیاری از تولیدکنندگان قبلاً خطوط تولید خود را برای تعمیر و تغییر کاربری این باتریهای دست دوم تنظیم کردهاند.