ความก้าวหน้าของแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า: กุญแจสู่อนาคตของการขนส่ง

รถยนต์ไฟฟ้าไม่ใช่สิ่งประดิษฐ์ใหม่ — มันมีอยู่มาตั้งแต่ปลายศตวรรษที่ 19 โดยแข่งขันกับยานยนต์เครื่องยนต์สันดาปภายใน (ICE) อย่างเท่าเทียมกันช่วงหนึ่ง ก่อนจะถูกบดบังไปกว่าหนึ่งศตวรรษ แล้วทำไมสิ่งต่างๆ ถึงควรจะแตกต่างออกไปในตอนนี้? คำตอบอยู่ที่ส่วนประกอบสำคัญหนึ่งชิ้น: แบตเตอรี่แรงฉุด เพื่อให้ยานยนต์ไฟฟ้า (EV) สามารถทดแทนรถยนต์ทั่วไปได้อย่างจริงจัง ปัจจัยสามประการต้องสอดคล้องกัน:

• ความจุพลังงานสูง
• การผลิตจำนวนมากที่ขยายได้
• ราคาที่เข้าถึงได้

ทุกวันนี้ เงื่อนไขทั้งสามประการกำลังได้รับการตอบสนอง — และการปฏิวัติยานยนต์ไฟฟ้ากำลังดำเนินไปอย่างเต็มที่

ประวัติโดยย่อ: จากเชื้อเพลิงร้านขายยาสู่ยานยนต์ไฟฟ้ายุคใหม่

ความก้าวหน้าในโครงสร้างพื้นฐานการชาร์จและเครือข่ายการสลับแบตเตอรี่เป็นการสนทนาที่แยกต่างหากและมีความสำคัญเท่าเทียมกัน แต่ประวัติศาสตร์เตือนเราว่าความท้าทายด้านโครงสร้างพื้นฐานไม่เคยหยุดยั้งผู้บุกเบิกที่มุ่งมั่น เมื่อเบอร์ธา เบนซ์ เดินทางด้วยรถยนต์ระยะไกลครั้งแรกของโลกในปี 1888 น้ำมันเบนซินมีจำหน่ายเฉพาะที่ร้านขายยาเท่านั้น — จำหน่ายในฐานะน้ำยาทำความสะอาด แต่นั่นก็ไม่ได้หยุดเธอไว้ได้ ความท้าทายในปัจจุบันเกี่ยวกับเครือข่ายการชาร์จ การจัดหาวัตถุดิบ และการรีไซเคิลแบตเตอรี่เมื่อสิ้นอายุการใช้งาน กำลังได้รับการแก้ไขอย่างจริงจัง โดยมีความก้าวหน้าอย่างมีนัยสำคัญในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา

อะไรคือสาเหตุที่ฆ่ารถยนต์ไฟฟ้าสำหรับตลาดมวลชนคันแรก?

สารคดีปี 2006 เรื่อง “ใครฆ่ารถยนต์ไฟฟ้า?” เล่าเรื่องราวของ General Motors EV1 — ซึ่งอาจเรียกได้ว่าเป็นรถยนต์ไฟฟ้าที่ผลิตจำนวนมากคันแรกของยุคสมัยใหม่ นี่คือข้อเท็จจริงสำคัญ:

• ผลิตตั้งแต่ปี 1996 ถึง 1999
• ผลิตทั้งหมด 1,117 คัน โดยเสนอให้เช่าเท่านั้น
• โปรแกรมถูกยุติในปี 2003 และรถยนต์เกือบทั้งหมดถูกเรียกคืนและทำลาย
• มีเพียงรถ EV1 ไม่กี่คันที่รอดมาได้ เก็บรักษาไว้ในพิพิธภัณฑ์
• ตัวเลือกแบตเตอรี่มีตั้งแต่ 16.5 kWh ถึง 26.4 kWh
• ระยะทางที่คำนวณใหม่โดย EPA: 89 ถึง 169 กม. ต่อการชาร์จหนึ่งครั้ง

ทฤษฎีสมคบคิดชี้นิ้วไปที่กลุ่มล็อบบี้น้ำมัน ไม่ว่าสาเหตุที่แท้จริงจะเป็นอะไร การหายไปของ EV1 ทำให้การนำรถยนต์ไฟฟ้ามาใช้กระแสหลักล่าช้าออกไปกว่าทศวรรษ

ความจุแบตเตอรี่: จากหลักสิบถึงหลักร้อยกิโลวัตต์-ชั่วโมง

เปรียบเทียบสเปคแบตเตอรี่ที่เจียมตัวของ EV1 กับยานยนต์ไฟฟ้าที่ล้ำสมัยที่มีอยู่ในปัจจุบัน รุ่นปัจจุบันหลายรุ่นมีแบตเตอรี่ตั้งแต่ 100 ถึงกว่า 200 kWh โดยมีระยะทางที่ได้รับอนุญาต 600–1,600 กม. ขึ้นอยู่กับมาตรฐานการทดสอบที่ใช้ (EPA, WLTP, NEDC) ตัวอย่างที่น่าสังเกต ได้แก่:

• Tesla Model S — สูงถึง 405 ไมล์ (EPA)
• Lucid Air — มากกว่า 500 ไมล์ (EPA) สถิติโลกในปัจจุบัน
• Aptera — ระยะทางที่ได้รับความช่วยเหลือจากพลังงานแสงอาทิตย์ขยายเกิน 1,600 กม.
• Nio ET7 — ตัวเลือกแบตเตอรี่โซลิดสเตต 150 kWh
• Zhiji L7 — แบตเตอรี่ 115 kWh พร้อมระยะทางขยาย
• Aito M5 — ตัวเลือกไฮบริดระยะทางขยาย
• GMC Hummer EV — ชุดแบตเตอรี่ 212.7 kWh

นอกเหนือจากสเปคทางการ สถิติความทนทานในโลกแห่งความเป็นจริงยิ่งเน้นย้ำให้เห็นว่าเทคโนโลยีแบตเตอรี่ก้าวหน้าไปไกลเพียงใด นักขับผู้ชื่นชอบได้พิสูจน์ให้เห็นว่ายานยนต์อย่าง Tesla Model S และ Hyundai Kona Electric สามารถเกิน 1,000 กม. ด้วยการชาร์จครั้งเดียว ผ่านการขับขี่ที่ระมัดระวังและประหยัดพลังงาน

การผลิตจำนวนมาก: ขนาดตอนนี้ใหญ่โตมโหฬาร

การผลิตแบตเตอรี่แรงฉุดทั่วโลกได้ขยายตัวอย่างมาก ผลผลิตรายเดือนทั่วโลกในปัจจุบันเกือบถึง 22 GWh — เทียบเท่ากับ Nissan Leaf รุ่นที่สองประมาณ 550,000 คัน (แต่ละคันติดตั้งแบตเตอรี่ 40 kWh) ที่ผลิตทุกๆ เดือน

ผู้ผลิตยานยนต์ไฟฟ้าจัดหาเซลล์ลิเธียมไอออนและชุดแบตเตอรี่ผ่านสองแนวทางหลัก:

• ซัพพลายเออร์บุคคลที่สาม — ซื้อเซลล์และโมดูลจากผู้ผลิตแบตเตอรี่เฉพาะทาง เช่น CATL, LG Energy Solution และ Panasonic
• กิกะแฟคทอรี่ภายในองค์กร — สร้างสิ่งอำนวยความสะดวกในการผลิตที่เป็นกรรมสิทธิ์ มักร่วมมือกับผู้เชี่ยวชาญด้านแบตเตอรี่กลุ่มเดียวกัน อย่างที่ Tesla ทำกับ Panasonic

ราคาแบตเตอรี่: ลดลงสิบเท่าในทศวรรษเดียว

บางทีข้อโต้แย้งที่น่าสนใจที่สุดสำหรับการเปลี่ยนผ่านสู่ยานยนต์ไฟฟ้าคือการลดลงอย่างมากของต้นทุนแบตเตอรี่ ตามข้อมูลของ Bloomberg NEF:

• 2010: $1,200 ต่อ kWh (ค่าเฉลี่ยอุตสาหกรรม)
• 2021: $132 ต่อ kWh (ค่าเฉลี่ยอุตสาหกรรมครอบคลุมรถบรรทุกไฟฟ้า รถบัส และการจัดเก็บพลังงานแบบอยู่กับที่)
• 2021: $118 ต่อ kWh (เฉพาะยานยนต์ไฟฟ้าสำหรับผู้โดยสาร)

นั่นคือการลดต้นทุนมากกว่าสิบเท่าในช่วงสิบเอ็ดปี แม้ว่าราคาวัตถุดิบที่เพิ่มสูงขึ้น — โดยเฉพาะลิเธียม โคบอลต์ และนิกเกิล ที่ขับเคลื่อนโดยความต้องการที่พุ่งสูงในปี 2021 — จะสร้างแรงกดดันขาขึ้นบ้าง แต่ก็ยังน้อยมากเมื่อเทียบกับแนวโน้มขาลงโดยรวม

อะไรอยู่ข้างหน้า? การชาร์จที่ฉลาดขึ้น แบตเตอรี่ที่เบาขึ้น

การลดราคาอย่างมีนัยสำคัญเพิ่มเติมในชุดแบตเตอรี่อาจทำได้ยากขึ้น อย่างไรก็ตาม อุตสาหกรรมมีเส้นทางทางเลือกข้างหน้า เครือข่ายการชาร์จที่หนาแน่นขึ้น — ทั้งในเมืองและบนทางหลวง — อาจลดความจำเป็นสำหรับชุดแบตเตอรี่ที่ใหญ่ขึ้นเรื่อยๆ ทำให้ผู้ผลิตสามารถเปลี่ยนไปใช้แบตเตอรี่ที่เล็กกว่า เบากว่า และราคาถูกกว่า โดยไม่สูญเสียความสามารถในการใช้งาน

เทคโนโลยีเกิดใหม่ที่อาจเปลี่ยนแปลงสมการรวมถึง:

• การชาร์จแบบไร้สายขณะเคลื่อนที่ — ถนนที่ติดตั้งเทคโนโลยีการชาร์จแบบเหนี่ยวนำที่เติมแบตเตอรี่ขณะขับขี่
• แบตเตอรี่โซลิดสเตต — ความหนาแน่นพลังงานสูงกว่า ชาร์จเร็วกว่า และปลอดภัยกว่าเคมีลิเธียมไอออนในปัจจุบัน
• Battery-as-a-Service (BaaS) — รูปแบบการสลับแบตเตอรี่แบบสมัครสมาชิก ซึ่ง Nio ได้นำไปใช้งานในระดับขนาดใหญ่ในประเทศจีนแล้ว
• การผสานรวม Vehicle-to-Grid (V2G) — ใช้แบตเตอรี่ยานยนต์ไฟฟ้าเป็นที่เก็บพลังงานแบบกระจายเพื่อสนับสนุนความเสถียรของโครงข่ายไฟฟ้า

คำถามที่ยังเปิดอยู่เกี่ยวกับความเป็นไปได้ทางเศรษฐกิจของโครงสร้างพื้นฐานการชาร์จที่แพร่หลาย การเติบโตของความจุโครงข่ายไฟฟ้า ความปลอดภัย ความน่าเชื่อถือ และส่วนผสมพลังงานในวงกว้างที่ขับเคลื่อนยานยนต์เหล่านี้ แต่ทิศทางการเดินทางชัดเจน — และแรงผลักดันเบื้องหลังแบตเตอรี่ยานยนต์ไฟฟ้าไม่เคยแข็งแกร่งเท่านี้มาก่อน

นี่คือบทความแปล คุณสามารถอ่านต้นฉบับภาษารัสเซียได้ที่นี่: https://www.drive.ru/kunst/61b35118155032c35768508a.html