התקדמות סוללות רכב החשמל: המפתח לעתיד התחבורה

מכוניות חשמליות אינן המצאה חדשה — הן קיימות מאז סוף המאה ה-19, ותחרו לזמן מה בשוויון עם רכבי מנוע הבעירה הפנימית (ICE) לפני שנדחקו לשוליים לאורך יותר ממאה שנה. אז מדוע הפעם הדברים אמורים להיות שונים? התשובה נמצאת ברכיב אחד קריטי: סוללת הכרייה. כדי שרכבים חשמליים (EVs) יוכלו להחליף באמת את המכוניות הקונבנציונליות, שלושה גורמים חייבים להתכנס:

• קיבולת אנרגיה גבוהה
• ייצור המוני בר-הרחבה
• מחירים נגישים

כיום, שלושת התנאים הללו מתממשים — ומהפכת ה-EV כבר בעיצומה.

סקירה היסטורית קצרה: מדלק בית המרקחת ועד ה-EV המודרני

ההתקדמות בתשתיות טעינה וברשתות החלפת סוללות היא דיון נפרד וחשוב לא פחות. אך ההיסטוריה מזכירה לנו שאתגרי תשתיות מעולם לא עצרו חלוצים נחושים. כשברטה בנץ יצאה לנסיעת המכונית הראשונה למרחק ארוך בעולם בשנת 1888, בנזין היה זמין רק בבתי מרקחת — ונמכר כממס ניקוי. זה לא עצר אותה. האתגרים של ימינו סביב רשתות טעינה, מקורות חומרי גלם ומיחזור סוללות בתום חיי השימוש מטופלים באופן פעיל, עם התקדמות משמעותית בשנים האחרונות.

מה הרג את מכונית החשמל הראשונה לשוק ההמוני?

הסרט התיעודי משנת 2006 “מי הרג את המכונית החשמלית?” מספר את סיפור ה-General Motors EV1 — ככל הנראה מכונית החשמל הראשונה שיוצרה בייצור המוני בעידן המודרני. להלן העובדות המרכזיות:

• יוצרה בין 1996 ל-1999
• 1,117 יחידות יוצרו, כולן הוצעו בחכירה בלבד
• התוכנית הופסקה ב-2003; כמעט כל הרכבים הוחזרו והושמדו
• רק מספר בודד של EV1 שרדו, שמורים במוזיאונים
• אפשרויות הסוללה נעו בין 16.5 kWh ל-26.4 kWh
• טווח שחושב מחדש על ידי ה-EPA: 89 עד 169 ק”מ לטעינה

תיאוריות קונספירציה הפנו אצבע מאשימה ללובי הנפט. ללא קשר לסיבה האמיתית, היעלמות ה-EV1 עיכבה את אימוץ ה-EV המיינסטרימי ביותר מעשור.

קיבולת הסוללה: מעשרות לאורך מאות קילוואט-שעות

השוו את נתוני הסוללה הצנועים של ה-EV1 ל-EV המתקדמים הזמינים כיום. מספר דגמים עכשוויים מציעים כעת סוללות בטווח של 100 עד מעל 200 kWh, עם טווח נסיעה מורשה של 600–1,600 ק”מ בהתאם לתקן הבדיקה המשמש (EPA, WLTP, NEDC). דוגמאות בולטות כוללות:

• Tesla Model S — עד 405 מייל (EPA)
• Lucid Air — מעל 500 מייל (EPA), שיא עולמי נוכחי
• Aptera — טווח בסיוע שמש החורג מ-1,600 ק”מ
• Nio ET7 — אפשרות סוללה מוצקה 150 kWh
• Zhiji L7 — סוללה 115 kWh עם טווח מורחב
• Aito M5 — אפשרות היברידית עם טווח מורחב
• GMC Hummer EV — מארז סוללה 212.7 kWh

מעבר למפרטים הרשמיים, שיאי סיבולת בעולם האמיתי מדגישים עד כמה רחוק הגיעה טכנולוגיית הסוללות. נהגים חובבנים הדגימו שרכבים כמו Tesla Model S ו-Hyundai Kona Electric יכולים לעלות על 1,000 ק”מ בטעינה אחת בנהיגה זהירה וחסכנית באנרגיה.

ייצור המוני: הקנה מידה כיום הוא עצום

הייצור העולמי של סוללות כרייה גדל באופן דרמטי. התפוקה העולמית החודשית מגיעה כעת לכמעט 22 GWh — שווה ערך לכ-550,000 רכבי Nissan Leaf דור שני (כל אחד מצויד בסוללת 40 kWh) המיוצרים בכל חודש.

יצרני EV מספקים תאי ליתיום-יון ומארזי סוללות דרך שתי גישות עיקריות:

• ספקים חיצוניים — רכישת תאים ומודולים מיצרני סוללות מתמחים כגון CATL,‏ LG Energy Solution ו-Panasonic
• גיגה-פקטוריות פנימיות — בניית מתקני ייצור קנייניים, לעתים קרובות בשיתוף עם אותם מומחי סוללות, כפי שעשתה Tesla עם Panasonic

מחירי הסוללות: ירידה פי עשרה בעשור אחד

אולי הטיעון המשכנע ביותר למעבר ל-EV הוא הירידה הדרמטית בעלויות הסוללה. על פי נתוני Bloomberg NEF:

• 2010: $1,200 ל-kWh (ממוצע תעשייתי)
• 2021: $132 ל-kWh (ממוצע תעשייתי ברחבי משאיות-e, אוטובוסים ואחסון נייח)
• 2021: $118 ל-kWh (רכבים חשמליים לנוסעים באופן ספציפי)

זוהי ירידה של יותר מפי עשרה בעלויות לאורך אחת עשרה שנים. בעוד שמחירי חומרי גלם עולים — בפרט ליתיום, קובלט וניקל עקב הביקוש הגואה ב-2021 — הוסיפו לחץ כלפי מעלה מסוים, הם מתגמדים לנוכח המגמה הכוללת הכלפי מטה.

מה הלאה? טעינה חכמה יותר, סוללות קלות יותר

הפחתות מחיר נוספות משמעותיות במארזי סוללות עשויות להיות קשות יותר להשגה. עם זאת, לתעשייה יש מסלולים חלופיים קדימה. רשת טעינה צפופה יותר — בערים ובכבישים מהירים כאחד — עשויה להפחית את הצורך במארזי סוללות גדולים יותר ויותר, ולאפשר ליצרנים לעבור לסוללות קטנות, קלות וזולות יותר מבלי לוותר על שימושיות.

טכנולוגיות מתפתחות שעשויות לשנות את המשוואה כוללות:

• טעינה אלחוטית תוך כדי תנועה — כבישים המצוידים בטכנולוגיית טעינה אינדוקטיבית המטעינה סוללות בזמן נהיגה
• סוללות מוצק-מצב — צפיפות אנרגיה גבוהה יותר, טעינה מהירה יותר ובטיחות משופרת לעומת כימיית הליתיום-יון הנוכחית
• סוללה כשירות (BaaS) — מודלים של החלפת סוללה מבוססי מנוי, הנפרסים כבר בקנה מידה על ידי Nio בסין
• אינטגרציית רכב-לרשת (V2G) — שימוש בסוללות EV כאחסון אנרגיה מבוזר לתמיכה ביציבות הרשת

שאלות פתוחות נותרות סביב הכדאיות הכלכלית של תשתיות טעינה נרחבות, גידול קיבולת הרשת, בטיחות, אמינות והתמהיל האנרגטי הרחב יותר המניע רכבים אלו. אך כיוון הנסיעה ברור — והמומנטום מאחורי סוללות רכב חשמלי לא היה חזק יותר מעולם.

זהו תרגום. ניתן לקרוא את המקור כאן: https://www.drive.ru/kunst/61b35118155032c35768508a.html