دیدگاه نوین ریپورت

در جهت برنامه برقی­سازی جهانی باتریها نقش مهمی دارند. پیش‌بینی می‌شود ظرفیت تولید جهانی آنها از دو به هفت تراوات ساعت از سال 2023 تا 2030 افزایش یابد و چین 60 درصد از کل تولید را در سال اخیر به خود اختصاص دادکشورهای پیشرو در ظرفیت تولید باتری در 2023، 2027 و 2030 در نمودار زیر نشان داده شده است (گیگاوات ساعت).

شیمی لیتیوم­-یون در سلولهای باتری­های قابل شارژ، از جمله اکسید نیکل- منگنز- کبالت (NMC)، نیکل- کبالت- آلومینیوم- اکسید (NCA)، لیتیوم-کبالت-اکسید (LCO) و لیتیوم-آهن فسفات (LFP) رایج­ترین است.. باتری­های لیتیوم یونی به دلیل ویژگی­های عملکردی محبوب هستند و در میان این ویژگی­ها، خواص چگالی انرژی بالا به طور ویژه مورد توجه قرار دارند چگالی انرژی حجمی برای سیستمهای ذخیره سازهای انرژی براساس فناوری در سال 2023 در نمودار زیر نشان داده شده است.

چرا باتری­های لیتیوم یون محبوب هستند؟

راندمان رفت و برگشت بیش از 85 درصد، زمان کوتاه شارژ باتری، کاهش هزینه­های انرژی و وزن سبک از دیگر مزایای کلیدی باتری­های لیتیوم یونی است.

درصد کارایی انواع سیستمهای انرژی باتری جهانی براساس فناوری

به دلیل چگالی انرژی بالا، NMC و LCO متداول‌ترین ترکیبات شیمیایی کاتد باتری لیتیوم یونی هستند. انواع دیگر باتری­ نسبت به باتری­های لیتیوم یونی چگالی انرژی کمتری دارند. با این حال، باتری­های LFP و یون سدیم ایمن­تر هستند، طول عمر بیشتری دارند و یکی از کم هزینه­ترین انرژی در میان فناوری­های باتری در سراسر جهان هستند. اما این باتریها نیز حاوی مواد با اثرات منفی زیست محیطی و اجتماعی (مانند نیکل و کبالت) هستند.

باتری‌های لیتیوم-تیتانیوم-اکسید (LTO)، با آند لیتیوم-تیتانات به جای گرافیت، بسیار کارآمد هستند، اما نسبت به سایر باتری‌ها گران‌تر هستند. باتری‌های جریانی علاوه بر بازده پایین‌تر، گران هستند. باتری­های حالت جامد و لیتیوم سیلیکونی از دیگر فناوری­های نوظهور هستند هزینه انرژی جهانی انواع سیستمهای باتری در سال 2023 (دلار آمریکا کیلووات ساعت) در نمودار زیر نشان داده شده است..

کاربردهای باتری

باتری­ها کاربردهای مختلفی در بخش انرژی دارند. اینها شامل باتری‌های مستقل جفت‌شده با سیستم‌های انرژی مسکونی، برنامه‌های کاربردی در بخش خودرو، و سیستم‌های ذخیره انرژی باتری (BESS) برای متعادل‌سازی شبکه، کاهش پیک و تثبیت تامین انرژی تجدیدپذیر و غیره است

ظرفیت سیستمهای ذخیره سازی انرژی جهانی در سال 2030 برای بخشهای مختلف (گیگاوات ساعت) در نمودار زیر نمایش داده شده است..

ظرفیت BESS، بیشتر در تاسیسات در مقیاس شبکه، در سال 2024 96 گیگاوات ساعت برآورد شد و پیش­بینی می­شود تا سال 2030 به 420 گیگاوات ساعت افزایش یابد. باتری­های لیتیوم یون پر استفاده­ترین فناوری ذخیره سازی باتری در BESS و همچنین در EV. تا سال 2023، باتری‌های NMC و NCA بیش از 50 درصد کاتد باتری‌های لیتیوم یونی برای EV را تشکیل می‌دادند

سهم بازار سیستمهای ذخیره ساز انرژی مختلف براساس فناوری در نمودار زیر نمایش داده شده است.

اگرچه پیش‌بینی می‌شود سلول‌های LFP تا سال 2030 این باتری‌ها را به خود اختصاص دهند. مواد دارای ظرفیت انرژی بالاتر و سازگار با محیط زیست هستند. باتری­های حالت جامد و یون-سدیم نیز برای EV در سال 2020 آزمایش شدند. باتری‌های LFP و یون-سدیم در ذخیره‌سازی انرژی خانگی، سیستم‌های انعطاف‌پذیری شبکه، و سیستم‌های مقیاس کاربردی ثابت کاربرد دارند، در حالی که باتری‌های LCO در لپ‌تاپ‌ها و تلفن‌های هوشمند استفاده می‌شوند.

در نمودار زیر توزیع باتریهای لیتیوم-یون مورد کاربرد در وسایل نقیله الکتریکی براساس شیمی کاتد در سال 2023 و 2030 با یکدیگر مقایسه شده است.

با نگاهی به آینده صنعت باتری، انتظار می‌رود باتری‌های لیتیوم-یون غیر متعارف و سایر انواع باتری‌ها فرصتی برای رشد بازار ذخیره‌سازی انرژی پایدارتر، ارزان‌تر و آسان‌تر پس از دستیابی به عملکرد بهبودیافته، به ویژه در بخش های BESS و EV داشته باشند.

Statista

Goldman Sachs

Energy Monitor; GlobalData

IEA; EY; Rystad Energy

The Faraday Institution, Rio Motion

S&P Global Market Intelligence