Μπαταρίες 2030. Εάν κάποιος κάτσει να σκεφτεί λίγο, οι μπαταρίες επιτελούν έναν ιδιαίτερο σκοπό.

Εισαγωγή

Τις περισσότερες φορές ματά τη χρήση τους, οι μπαταρίες συνήθως καταλήγουν σε κάποιον κάδο είτε ανακύκλωσης είτε απορριμμάτων. Στην παρούσα φάση, οι μπαταρίες έχουν αποκτήσει μια συγκεκριμένη εικόνα στην καθημερινότητα. Όμως, η αγορά των μπαταριών, τα επόμενα χρόνια, θα πρωταγωνιστήσουν στη ενεργειακή μετάβαση στις περισσότερο περιβαλλοντικά φιλικές πηγές ενέργειας, διαμορφώνοντας τόσο δίκτυο όσο και παραγωγή και αποθήκευση αυτής της ενέργειας.

Η οπτική για τις μπαταρίες 2030 του MIT Technology Review

Σύμφωνα με το MIT Technology Review, η ένεργεια που αποθηκεύεται είναι το κλειδί που θα καθορίσει το μέλλον της ενέργειας. Επειδή, η ενέργεια που παράγουν οι ΑΠΕ δεν είναι πάντα ούτε διαχειρίσιμη ούτε απευθείας καταναλώσιμη, και υπάρχει ένα κενό στις ώρες που δεν είναι λειτουργήσουν, όπως είναι όταν οι ανεμογεννήτριες δεν γυρίζουν, επειδή δεν φυσάει και άρα η απευθείας τροφοδοσία δεν μπορεί να λειτουργήσει.

Η καθημερινότητά μας έχει στη βάση της την διαχείριση της ενέργειας που μας επιτρέπει να βλέπουμε τη νύχτα, να μαγειρεύουμε, να πηγαίνουμε στη δουλειά μας. Όλες αυτές οι δραστηριότητες χρειάζονται ενέργεια για να λειτουργήσουν.

Στην τρέχουσα κατάσταση, ο κλάδος των ορυκτών καυσίμων έχει τη μερίδα του λέοντος στο σύγχρονο μείγμα ενέργειας. όπως είναι γνωστό, τα ορυκτά καύσιμα προέρχονται από υπολείμματα νεκρής οργανικής ύλης, η οποία μετά από αρκετών εκατομμυρίων χρόνων ζήμωσης μετατράπηκαν σε καύσιμη ύλη.

Το παρακάτω διάγραμμα δείχνει ότι παγκοσμίως το μεγαλύτερο ποσό της καταναλώμενης ενέργειάς προέρχεται από τα ορυκτά καύσιμα, τα οποία αντιπροσωπεύουν πάνω από το 80% και ακολουθεί η υδροηλεκτρική ενέργεια. Όπως είναι φανερό, το παγκόσμιο ενεργειακό μείγμα εξακολουθεί να κυριαρχείται από τα ορυκτά καύσιμα.

Όμως, υπάρχει η τάση για την ελαχιστοποίηση όσο το δυνατόν περισσότερο για τον περιορισμό στη χρήση των ορυκτών καυσίμων. Έτσι, το μεγαλύτερο πλεονέκτημα που έχουν τα ορυκτά καύσιμα είναι ότι μπορούν να καταναλωθούν τη στιγμή που χρειάζονται και ότι δε χρειάζεται να αποθηκεύεται η ενέργειά τους σε μπαταρίες για να χρησιμοποιείται την ώρα που πρέπει. Ωστόσο, σε αυτό το τροχοπέδη μπορεί να γίνει παράκαμψη, όταν βελτιωθεί η τεχνολογία μπαταριών.
Η χρήση ενός τρόπου εκμετάλλευσης και αποθήκευσης που παράγουν οι ΑΠΕ είναι μια αρκετά περίπλοκη περίπτωση, η οποία απαιτεί εναλλακτικούς τρόπους για την αντιμετώπιση της διαλείπουσας κατάστασης. Εναλλακτικές πηγές ενέργειας, πέραν των ΑΠΕ και των ορυκτών καυσίμων μπορεί να εξισορροπήσουν την κατάσταση. Ωστόσο κάθε μία από αυτές έχει τα δικά της τρωτά στοιχεία. Ίσως, με τη χρήση μεγαλύτερων γραμμών μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας να δώσει λύση στο πρόβλημα.

Εναλλακτικοί τρόποι αποθήκευσης ενέργειας

Παρόλα αυτά, υπάρχουν πληθώρα εναλλακτικών τρόπων αποθήκευσης ενέργειας που μπορούν να μπουν σε διακριτές κατηγορίες. Η πρώτη κατηγροία είναι η φυσική αποθήκευση ενέργειας. Σε αυτήν την κατηγορία ανήκει η περίπτωση της αντλούμενης υδροηλεκτιρκής ενέργειας που παράγεται από το λημνάζον νερό στο λόφο. είναι χαρακτηριστικό ότι το 90% της αποθηκευμένης ενέργειας είναι η αντλούμενη υδροηλεκτρική ενέργγεια. Οι μπαταρίες είναι εναλλακτικός τρόπος της χημικής αποθήκευσης ενέρεγιας.
Το επικρατέστερο υλικό κατασκευής μπαταριών είναι το λίθιο, ή όπως είναι γνωστές μπατερίες ιόντων λιθίου, οι οποίες έχουν ευρεία χρήση σε διάφορες συσκευές της καθημερινότητάς μας, από τα κινητά μας, τους φορητούς υπολογιστές μέχρι και τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα. Μπαταρίες αυτού του του τύπου βρήσκουν χρήση ακόμα και σε εγκαταστάσεις κέντρων δεδομένων ή δικτύων. Αυτού του τύπου οι μπαταρίες έχουν τη δυνατότητα αποθήκευσης με αρκετή χωρητικότητα αποθήκευσης χημικής ενέργειας σε μικρό χώρο, έχουν τη δυνατότητα επαναφόρτισης αρεκτές φορές και η τιμή πώλησής τους είναι σχετικά χαμηλή.

Η κατασκευή νέων τύπων μπαταριών είναι μια δύσκολη περίπτωση και γι’ αυτό πολλές νεοφυείς επιχειρήσεις έχουν αποτύχει με αυτό το εγχείρημα. Αλλά κάθε αποτυχία ότι είναι ενδιαφέρουσα για τις νέες προσεγγίσεις αναδεικνύει εναλλακτικές ιδέες καινοτομίας σε αυτό το φαινομενικά απλό έργο. Στον παρακάτω σύνδεσμο παρουσιάζονται μερικές από τις πιο ενδιαφέρουσες τέτοιες περίπτώσεις (MIT Technology Review, 2023).

Η οπτική για τις μπαταρίες 2030 του οργανισμού McKinsey

Εδώ εμπίπτει το ζήτημα υπάρχει μια αυξητική τάση στην παγκόσμια ζήτηση για μπαταρίες λόγω των αναγκών της κλιματικής αλλαγής, δηλαδή της ηλεκτροδοτούμενη κινητικότητας και της ευρύτερης ενεργειακής μετάβασης. Ως κλάδος, η αγορά μπαταριών ως το 2030 εκτιμάται ότι θα αγγίξει τα 400 δις $ και 4,7 TWh. Υπάρχουν τέσσερεις βασικοί παράγοντες που θα επηρεάσουν τη βιομηχανία, οι οποίοι είναι:

• Σχετικές νομοθεσίες των διεθνών και εθνικών οργανισμών, όπως το «Fit for 55» της ΕΕ
• Στρατηγικός Σχεδιασμός της Κατασκευής Υβριδικών και Ηλεκτρικών Οχημάτων
• Οι πράσινες πρακτικές και πολιτικές που οφείλουν να ακολουθήσουν οι ρυπογόνοι κλάδοι
• Η σταδιακή απαγόρευση των οχημάτων με κινητήρες εσωτερικής καύσης

Γράφημα 2

Τα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας αναμένεται να έχουν ένα Σύνθετο Ετήσιο Ρυθμό Ανάπτυξης (ΣΕΡΑ) κοντά στο 30%. Είναι ενδεικτικό ότι μόνο στην Κίνα ως το 2025 αναμένεται να αυξηθεί ο αντίστοιχος αριθμός 45% για μπαταρίες λιθίου και στα 40% ως το 2030. Εκτιμάται ότι ως το 2030 θα εγκαινιαστούν από 120 έως 150 νέα εργοστάσια μπαταρίας, παγκοσμίως.
Σύμφωνα με την αυξανόμενη ζήτηση για μπαταρίες ιόντων λιθίου σε όλες τις βιομηχανίες, ο οργανισμός McKinsey εκτιμά ότι τα έσοδα σε ολόκληρη την αλυσίδα αξίας θα αυξηθούν 5 φορές, από περίπου 85 δις $ το 2022 σε πάνω από 400 δις $ το 2030 (Exhibit 2). Η εξόρυξη νέων υλικών κατασκευής μπαταριών δεν είναι η μόνη επιλογή για την παραγωγή νέων μπαταριών, καθώς η ανακύκλωση παραμένει μια επιλογή. Αν και το ζήτημα της ανακύκλωσης δεν υπάρχει σχετικά ενθαρρυντική εκτίμηση, το οποίο θα είναι μικρό μέχρι το 2030, όμως είναι λογικό επόεμνο ότι την επόμενη δεκαετία ο ρυθμός ανακύκλωσης θα είναι τριπλάσιος, όταν περισσότερες μπαταρίες θα φτάνουν στο τέλος της ζωής τους.

Γράφημα 5

Σχεδόν το 60% του σημερινού λιθίου είναι προϊόν εξόρυξης για εφαρμογές που σχετίζονται με μπαταρίες. Ένα ποσοστό που θα φτάσει το 95% έως το 2030 (Exhibit 5). Τα αποθέματα λιθίου είναι καλά κατανεμημένα και θεωρητικά επαρκή για την κάλυψη της ζήτησης μπαταριών, αλλά οι συγκεντρώσεις υψηλής ποιότητας είναι περιορισμένες κυρίως στην Αργεντινή, την Αυστραλία, τη Χιλή και την Κίνα. Με τις τεχνολογικές αλλαγές για περισσότερες μπαταρίες λιθίου, η εξόρυξη αυτού υλικού θα σημειώσει σημαντική αύξηση. Η κάλυψη της ζήτησης σε λίθιο το 2030 θα απαιτήσει από τα ενδιαφερόμενα μέρη να κάνουν έρευνες για το πλήρες δυνητικό σενάριο, το οποίο σημειώνει ότι κάθε τέχον έργο θα απαιτήσει σημαντικές πρόσθετες επενδύσεις σε έργα εξόρυξης. Το πιο δύσκολο σενάριο περιλαμβάνει επίσης τη μεγαλύτερη έμφαση στις επιλογές τεχνολογίας έξυπνων προϊόντων.

Αν και οι εταιρείες σε πολλές περιοχές του κόσμου εξακολουθούν να ανακοινώνουν νέες δυνατότητες, η κατά τόπους ανάπτυξη συνοδεύεται από μερικές προκλήσεις. Η διαχείριση της upstream αλυσίδας εφοδιασμού θα παραμείνει κρίσιμη, δεδομένης της φύσης της περιφερειακής διαθεσιμότητας πρώτων υλών. Οι παίκτες στην αλυσίδα αξίας των μπαταριών θα τοπικοποιήσουν την αλυσίδα εφοδιασμού. Με τον τρόπο αυτό, θα μετριάσουν αυτούς τους κινδύνους μέσω της καθετοποίησης της αγοράς, της τοπικής αλυσίδας αξίας του τομέα Upstream, των στρατηγικών συνεργασιών και του αυστηρού σχεδιασμού των αυξήσεων παραγωγής.

Συμπεράσματα

Η αλυσίδα αξίας των μπαταριών αντιμετωπίζει σημαντικές ευκαιρίες και προκλήσεις λόγω της άνευ προηγουμένου ανάπτυξής της. Είναι ίσως ένας από τους πιο φιλόδοξους μετασχηματισμούς κλιμάκωσης και με περιβαλλοντικούς, κοινωνικούς και πολιτικούς παράγοντες που επηρεάζουν αυτή την εξαιρετικά περίπλοκη και παγκόσμια αλυσίδα αξίας προϊόντων. Οι απαιτήσεις για συντονισμένες προσπάθειες, με διεπαγγελματική συνεργασία, τις τεχνολογικές διαταραχές, με τις συμπράξεις δημόσιου-ιδιωτικού τομέα και αυξημένες ερευνητικές δραστηριότητες είναι επιτακτικές για να πετύχει.

Ωστόσο, η εκπλήρωση του, σύμφωνα με εκτιμήσεις θα επιφέρει περισσότερα από 400 (388€) δις $ σε έσοδα από την αλυσίδα αξίας έως το 2030, θα συμβάλει σε έως και 18 εκατομμύρια θέσεις εργασίας σε ολόκληρη την αλυσίδα αξίας και περίπου 70 GtCO2e (Γιγατόνοι εκπομπών CO2) δε θα ανέβουν στην ατμόσφαιρα εξεαιτίας των οδικών μεταφορών από το 2021 έως 2050.
Πιστεύουμε ακράδαντα ότι μια ανθεκτική, βιώσιμη και κυκλική παγκόσμια αλυσίδα αξίας μπαταριών είναι όχι μόνο δυνατή αλλά και αξιοθαύμαστη για την επίτευξη βιώσιμης ανάπτυξης χωρίς αποκλεισμούς.

Βιβλιογραφία

• Crownhart, Casey. “Why 2023 Is a Breakout Year for Batteries | MIT Technology Review.” MIT Technology Review, MIT Technology Review, 05/1/2023, https://www.technologyreview.com/2023/01/05/1066228/why-2023-is-a-breakout-year-for-batteries/, Τελευταία προβολή, 21/1/2023
• Hanicke M., Ibrahim D. et al., “Battery 2030: Resilient, sustainable, and circular”, McKinsey.com, (16/1/2023) https://www.mckinsey.com/industries/automotive-and-assembly/our-insights/battery-2030-resilient-sustainable-and-circular, Τελευταία προβολή, 22/1/2023