آیا جهان می‌تواند بدون چین باتری خودروی الکتریکی بسازد؟

علیرغم میلیاردها سرمایه گذاری غرب، چین آنقدر در مواردی نظیر، استخراج مواد معدنی کمیاب، آموزش مهندسان و ساخت کارخانه‌های بزرگ جلوتر است که ممکن است برای بقیه جهان رسیدن به این جایگاه دهه‌ها طول بکشد.

بر اساس برآوردهای گروه مشاوره Benchmark Minerals، حتی تا سال ۲۰۳۰ چین بیش از دو برابر تمامی کشورهای جهان روی هم باتری خواهد ساخت.

در تصویر زیر آمده است که چگونه چین هر مرحله از تولید باتری لیتیوم یونی، از خارج کردن مواد خام از زمین گرفته تا ساخت خودروها را کنترل می‌کند و چرا این مزایا احتمالاً دوام خواهند داشت.

خودروهای الکتریکی به دلیل استفاده از باتری، تقریباً ۶ برابر بیشتر از خودروهای معمولی از مواد معدنی کمیاب استفاده می‌کنند و چین باید تصمیم بگیرد که چه کسی مواد معدنی را اول و با چه قیمتی دریافت کند.

اگرچه چین ذخایر زیرزمینی کمی از مواد ضروری دارد، اما استراتژی بلندمدتی را دنبال کرده است تا این مواد را ارزان و بصورت پایدار به دست آورد. شرکت‌های چینی با تکیه بر کمک‌های دولتی، سهام شرکت‌های معدنی را در پنج قاره به دست آورده‌اند.

چین مالک اکثر معادن کبالت در کنگو است که این معادن تامین کننده مواد کمیاب مورد نیاز رایج ترین نوع باتری در جهان هستند. شرکت‌های آمریکایی نتوانستند این روند را حفظ کنند و حتی معادن را به همتایان چینی خود واگذار کردند. در نتیجه، چین ۴۱ درصد از معادن کبالت در جهان و بیشترین استخراج لیتیوم را در اختیار دارد.

ذخایر جهانی نیکل، منگنز و گرافیت بسیار بزرگتر است و باتری‌ها تنها کسری از آن را مصرف می‌کنند. اما عرضه مداوم این مواد معدنی توسط چین همچنان مزیتی به این کشور می‌دهد. بر اساس پیش‌بینی‌های شرکت مشاوره CRU، سرمایه‌گذاری چین در اندونزی به این کشور کمک می‌کند تا سال ۲۰۲۷ به بزرگترین کنترل کننده نیکل تبدیل شود.

گرافیت نیز بیشتر در چین استخراج می‌شود. تولیدکنندگان آمریکایی گرافیت را با هزینه بسیار بیشتری فرآوری می‌کنند.

کشورهای غربی نیز در خارج از کشور دارای معادن هستند و تلاش می‌کنند به چین برسند. اما آنها بیشتر تمایل به سرمایه گذاری در کشورهایی با دولت‌های ناپایدار یا شیوه‌های کاری ضعیف نشان داده‌اند و این امر موجب شده تا در افزایش تولید خود کُند عمل کنند.

یک معدن جدید می‌تواند بیش از ۲۰ سال طول بکشد تا به تولید کامل برسد. اگرچه ایالات متحده برای بهره برداری از ذخایر قابل توجه لیتیوم خود سرمایه گذاری می‌کند، اما این تلاش‌ها با نگرانی‌های محلی و زیست محیطی زیادی روبرو شده است.

صرف نظر از اینکه چه کسی این مواد معدنی را استخراج می‌کند، تقریباً همه چیز به چین ارسال می‌شود تا به مواد تشکیل دهنده باتری تبدیل شود.

هنگامی که سنگ معدن از زمین برداشت می‌شود، معمولاً آن را پودر می‌کنند و سپس با حرارت و مواد شیمیایی برای جداسازی ترکیبات معدنی تصفیه می‌کنند.

پالایش به مقادیر زیادی انرژی نیاز دارد. مواد معدنی باتری سه تا چهار برابر بیشتر از فولاد یا مس به انرژی نیاز دارند. برای مثال، شکل ترجیحی لیتیوم باید حرارت داده شود، بخارپز شود و خشک شود. شرکت‌های چینی با حمایت دولت با زمین و انرژی ارزان، توانسته‌اند مواد معدنی را با حجم بیشتر و هزینه کمتر از بقیه پالایش کنند، و این باعث شده است که پالایشگاه‌ها در جاهای دیگر تعطیل شوند.

البته پالایش اغلب باعث آلودگی می‌شود، سنگ زنی گرافیت باعث آلودگی هوا می‌شود. پردازش نیکل زباله‌های سمی تولید می‌کند که باید در سازه‌های ویژه در اقیانوس یا زیر زمین دفع شوند. کارشناسان می‌گویند که استفاده از روش‌های پایدارتر برای پردازش مواد معدنی باتری باعث افزایش هزینه‌ها می‌شود.

امروزه آمریکا توانایی پردازش کمی دارد. یک پالایشگاه معمولاً دو تا پنج سال طول می‌کشد تا ساخته شود و آموزش کارگران و تنظیم تجهیزات ممکن است زمان بیشتری ببرد. اولین پالایشگاه لیتیوم استرالیا که دارای مالکیت چینی است، در سال ۲۰۱۶ تایید شد اما تا سال گذشته نتوانست لیتیوم با درجه باتری تولید کند.

چین تا حدودی با کشف چگونگی ساخت قطعات باتری کارآمد و با هزینه کمتر به بزرگترین تولید کننده باتری تبدیل شده است.

مهمترین جزء در باتری سازی کاتد است که ترمینال مثبت باتری محسوب می‌شود. در بین تمام مواد باتری، کاتدها سخت ترین و پرانرژی ترین برای ساخت هستند. تا چند ماه گذشته، رایج‌ترین کاتد از ترکیبی از نیکل، کبالت و منگنز استفاده می‌کرد که به کاتد NMC نیز معروف است. این فرمول به باتری اجازه می‌دهد تا مقدار زیادی الکتریسیته را در یک فضای کوچک ذخیره کند و به یک ماشین الکتریکی با برد طولانی‌تری ارائه دهد.

چین در جایگزین ارزان‌تری نسبت به این نوع کاتد سرمایه‌گذاری کرده که اکنون نیمی از بازار کاتد را به خود اختصاص داده است. این کاتدها که به عنوان LFP برای فسفات آهن لیتیوم شناخته می‌شوند، به جای نیکل، منگنز و کبالت از آهن و فسفات استفاده می‌کنند.

برای کشورهای غربی، LFP فرصتی برای دور زدن تنگناها در تامین مواد معدنی است، اما چین تقریباً تمام LFP جهان را تولید می‌کند.

امروزه ایالات متحده تنها حدود ۱ درصد از کاتدهای جهان را می‌سازد که همگی NMC هستند. شرکت‌های آمریکایی به LFP علاقه مند هستند، اما باید با شرکت‌های چینی که تجربه تولید آن را دارند، همکاری کنند.

شرکت‌های چینی بیشتر قطعات دیگر باتری را نیز می‌سازند. آنها بر تولید آندها، انتهای منفی باتری، تسلط دارند. چین همچنین بیشترین جداکننده‌ها را می‌فروشد، لایه‌ای که بین کاتد و آند قرار می‌گیرد تا از اتصال کوتاه جلوگیری کند. الکترولیت‌ها که عمدتاً از نمک‌های لیتیوم و حلّال ساخته شده‌اند، برای رسانایی مورد نیاز هستند و چهار تولید کننده برتر الکترولیت در جهان چینی هستند.

چین بیشترین خودروهای الکتریکی را در جاده‌ها دارد و تقریباً همه آنها از باتری‌های ساخت چین استفاده می‌کنند. در سال ۲۰۱۵، پکن سیاست‌هایی را برای کنار زدن رقبای خارجی و افزایش تقاضای مصرف کننده اعمال کرد. تولیدکنندگان باتری چینی مانند CATL و BYD در کنار رقبای ژاپنی و کره جنوبی خود رشد کردند و به بزرگترین در جهان تبدیل شدند.

۸ سال بعد، دولت بایدن تازه استراتژی مشابهی را برای تقویت توسعه باتری در ایالات متحده دنبال می‌کند. اما در تجارتی با هزینه‌های سرمایه‌ای هنگفت و حاشیه سود ناچیز، شرکت‌های چینی پس از سال‌ها سرمایه‌گذاری و تجربه دولتی، دست برتر را دارند.

مونتاژ باتری پیچیده و فنی است. برای ساختن آن، مواد کاتد و آند به ورقه‌های فلزی نازکی که هر کدام به ضخامت یک پنجم موی انسان هستند، متصل می‌شوند. سپس با جداکننده‌ها روی هم چیده می‌شوند، با الکترولیت‌ها مرطوب می‌شوند و رول می‌شوند. کل فرآیند باید در اتاق‌هایی انجام شود که ذرات هوا و رطوبت را به حداقل می‌رساند.

به گفته هاینر هایمز، استاد دانشگاه آخن در آلمان، چین می‌تواند با تقریباً نصف هزینه کشورهای آمریکای شمالی یا اروپا، کارخانه‌های باتری بسازد. دلایل اصلی این امر هم هزینه‌های نیروی کار کمتر است و برای تولید کنندگان تجهیزات بیشتری در چین وجود دارد.

اما سرمایه گذاران آمریکایی در مورد سرمایه گذاری در خودروهای الکتریکی محتاط هستند. ماشین‌های سنتی هنوز بسیار سودآور هستند، کارگران آمریکایی باید در مهارت‌های جدید آموزش ببینند، و مشوق‌های دولت برای کمک به صنعت خودروهای سبز ممکن است با چرخه انتخابات ریاست جمهوری بعدی از بین برود.

بر اساس گزارش مرکز مطالعات استراتژیک و بین‌المللی (CSIS)، چین بیش از ۱۳۰ میلیارد دلار برای مشوق‌های تحقیقاتی، قراردادهای دولتی و یارانه مصرف کنندگان هزینه کرده است. خریداران خودروهای برقی در چین تخفیف‌های مالیاتی، ثبت نام خودروی ارزان‌تر، پارکینگ و دسترسی به شبکه گسترده شارژ دریافت می‌کنند. سرمایه گذاری‌های چین به این کشور این امکان را داده است که در تولید، تجهیزات و طراحی محصول در جهان پیشتاز باشد.

کارشناسان معتقدند غیرممکن است که هر کشور دیگری در زنجیره تامین باتری به خودکفایی برسد، صرف نظر از اینکه نیروی کار ارزان‌تری داشته باشد یا شرکای جهانی دیگر پیدا کند. شرکت‌ها در هر نقطه از جهان به دنبال ایجاد مشارکت با تولیدکنندگان چینی برای ورود یا گسترش این صنعت هستند.

اسکات کندی، مشاور ارشد CSIS می‌گوید: هیچ راهی وجود ندارد که بدون داشتن نوعی همکاری با چین، چه به طور مستقیم یا غیرمستقیم، در خودروهای الکتریکی موفق شوید.

منبع: techchina