باتری مدت‌هاست که برای عملکرد روزمره و ساخت آینده جوامع در سراسر جهان به بخشی حیاتی تبدیل شده‌اند. برای جابجایی افراد از طریق حمل و نقل یا بهره برداری از زیرساخت‌های حیاتی مانند مراکز داده و مخابرات و بیمارستان‌ها، جابجایی کالاها در ابعاد جهانی و مراکز لجستیک و همچنین ذخیره انرژی‌های تجدیدپذیر همه و همه نیازهایی هستند که انسان را به باتری وابسته کرده است.
نوآوری در باتریهای سربی
باتریهای سربی به عنوان یکی از فناوری‌های تاریخی از موقعیتی برخوردار بود که نوآوری در آن چندان مطرح نبود و طی ۱۵۰ سال اخیر صرفا بهبودهایی در بخشی از ساختار آن رخ داد. اما امروزه نوآوری برای تمام فناوری‌ها به بخش ضروری تبدیل شده است.
اینکه دنیا در آینده به تعداد زیادی باتری نیاز دارد برکسی پوشیده نیست؛ اما درنظر داشته باشید که تولید این حجم از باتری نیازمند مواد شیمیایی مختلفی است. باتریهای سربی می‌توانند باعث تسریع روند تامین تقاضای فزاینده پیشرو در بازار جهانی باشد.
تحلیلگران برجسته بازار موسسه «Avicenne Energy» پیش‌بینی کرده‌اند که بازار بین‌المللی باتریهای سربی که شامل صنعت خودرو، کاربردهای صنعتی، ذخیره‌سازی انرژی، UPS و سایر نیروی‌های محرکه می‌شود، بین سال‌های 2025 تا 2031 به میزان 610 هزار مگاوات باتری در آینده نیاز خواهند داشت.
این رشد عظیم ناشی از نقش پیدا شدن حیاتی باتریهای سربی برای جوامعی در سراسر جهان در آینده نزدیک است که به دنبال دستیابی به اهداف کربن زدایی و برق رسانی هستند.
این ابتکارات را در خط مقدم سیاست گذاری در مناطق مختلف دیده‌ایم. قرارداد سبز اتحادیه اروپا برای حذف تاثیر آب و هوا تا سال 2050 برمبنای همین اصول است. چالش بزرگ بعدی ذخیره‌سازی انرژی‌های نو در ایالات متحده است که به تازگی از حالت انفعال خارج شده است، اهداف استراتژیک در ذخیره‌سازی انرژی‌های نو را می‌توان تعیین کننده این موضوع دانست که این قابلیت را دارد که تبدیل به ستون مرکزی در آینده انرژی‌های پاک در این کشور تبدیل شوند.
بی‌شک در مرکز این ابتکارات فناوری ساخت باتری‌ها قرار دارند. با توجه به این موضوع برای پایدارسازی روند ساخت باتری‌ها در آینده حمایت‌هایی از سوی ریاست اتحادیه اروپا یعنی فون در لاین و رئیس جمهور ایالات متحده «جو بایدن» برای آماده بودن باتریهای سربی و استفاده از فرصت‌های پیش رو، در نظر گرفته شده است.
در حقیقت روندی که امروز منجر به برقی‌سازی و ارتقای فناوری باتریهای سربی شده است، پیش از ایده برقی کردن خودروها و در واقع زمانی که آپشت استارت-استاپ که اقدام به خاموش کردن پیشرانه در هنگام حضور در ترافیک‌ها می‌پرداخت آغاز شد. این آپشن‌نیز با هدف کاهش انتشار دی‌اکسیدکربن و کاهش مصرف سوخت عرضه شد.
با بالا رفتن ابعاد هیبریدسازی که از انواع میکرو و هیبریدهای ملایم به خودروهای کاملاً الکتریکی رسیدند، حالا باتریهای سربی نقش حیاتی خود در آینده را به روش‌های مختلف بسته به کاربردشان ادامه داده‌اند: راه‌اندازی مجدد بدون وقفه (استارت)، ترمز احیاکننده یا روشن کردن وسایل الکترونیکی که خارج از کابین قراردارند و همچنین عملکردهای ایمنی، همگی از این باتری‌ها به عنوان یک وسیله کمکی بهره می‌جویند.
در پروژه‌های تحقیقاتی پیشگام در اروپا و ایالات متحده، فناوری باتریهای سربی برای تامین نیروی پشتیبان در ایستگاه‌های شارژ خودروهای الکتریکی به کار گرفته می‌شود و سطح پشتیبانی بیشتری را برای بازار رو به رشد خودروهای برقی فراهم می‌کند.
در کنسرسیوم نوآوری باتری (CBI) محرک‌های بازار برای بخش خودرو شناسایی شده و با همکاری اعضای بین‌المللی این کنسرسیوم، باتریهای سربی در مسیر نوآوری به‌ویژه برای برآوردن الزامات فنی خودرو در تکامل قرار داده شده است. بالاترین اولویت در این روند بهبود پذیرش شارژرهای دینامیکی (DCA) بوده است؛ این شارژرها توانایی باتری را برای ذخیره‌سازی انرژی ناشی از ترمزگیریها را افزایش می‌دهد.
این عملکرد پارامتر فنی کلیدی برای خودروهای هیبریدی است و بخش عمده‌ای از فرآیندی است که هیبریدی‌های امروزی را در مصرف سوخت و آلایندگی کارآمدتر می‌کند.
باتریهای سربی که بیش از 90 درصد تقاضای بازار را در صنایع UPS و نیروی محرکه در اختیار دارند، تضمین می‌کنند که انبارهای جهان به‌خوبی کار می‌کنند و همزمان برق پشتیبان قابل اعتمادی را برای زیرساخت‌های حیاتی مانند بیمارستان‌ها، هاب‌های مخابراتی و مراکز داده ارائه می‌کنند.
همه ما از سروصدای پیشرفت در فناوری باتری‌ها در آینده آگاه هستیم. این بخش در سرتاسر جهان رشد زیادی داشته است تا قابلیت اطمینان تولید برق را افزایش دهد، که اغلب با منابع تجدیدپذیر همراه شده تا حرکت به سمت انرژی پاک را تسهیل کند. با رشد پیش‌بینی قرار است این میزان تا 20 هزار مگاوات/ساعت تا سال 2025 افزایش پیدا کند.
جوامع کوچک و دورافتاده می توانند با همراه کردن پنل‌های خورشیدی یا توربین‌های بادی با ریزشبکه های باتری سربی، برق قابل اعتماد و پایداری داشته باشند. شبکه‌های برق در مقیاس بزرگ در صورت همراه شدن با سیستم‌های باتری سربی می‌توانند انعطاف پذیری بالاتری داشته باشند.
آینده ذخیره‌سازهای انرژی
رشد فوق‌العاده تقاضا برای ذخیره‌سازی انرژی به این معنی است که همه فناوری‌ها مورد نیاز هستند. حقیقت این است که هیچ باتری وجود ندارد که مدعی «یک اندازه برای همه کاربری‌ها» وجود داشته باشد. همچنین باتریی وجود ندارد که بتواند تمام تقاضا را تامین کند. اینجاست که از دولت‌ها خواسته می‌شود تا نقش حیاتی همه انواع باتری‌ها را در آینده ذخیره‌سازی انرژی به رسمیت بشناسند.
به همین دلیل باتریهای سربی مسیر روشنی برای نوآوری دارند که تضمین می‌کند بخش مرکزی ارائه برنامه‌های مرتبط با انرژی‌های پاک دولت‌ها در سراسر دنیا استوار برقرار خواهد ماند.
سال 2021 را می‌توان سالی هیجان انگیز برای کنسرسیوم نوآوری و توسعه صنعت باتریهای سربی دانست. تحقیقات ستون اصلی کار این کنسرسیوم است که باعث هدایت هر فعالیتی در این مجموعه می‌شود؛ تحقیقات امسال نیز تحت عنوان ذخیره انرژی انجام می شود. افزایش چرخه عمر یکی از مهم‌ترین پارامترهای فنی برای تامین‌کنندگان برق و انرژی‌های تجدیدپذیر به شمار می‌آید.
به همین خاطر مهم‌ترین هدف در سال جاری در این زمینه بود تا از طریق تحقیقات مختلف، نسل بعدی باتریهای سربی در آینده با کارایی بالاتر، قابلیت اعتماد بیشتر و طول عمر بیشتر ارائه شوند.
حرکت اروپا به سمت سوخت پاک و تحول در ذخیره‌سازها
روز 26 ژانویه سال 2021 نقطه عطف مهمی برای اتحاد باتری‌سازان در اروپا است، زمانی که کمیسیون اروپا مجوز دومین پروژه مهم منافع مشترک اروپا (IPCEI) را در زمینه باتری‌ها «به عنوان فناوریی حیاتی برای گذار منطقه اروپا به سمت حذف تاثیرگذاری منفی روی آب و هوا» داشت. این پیمان بزرگ شامل 12 کشور عضو است و تا سقف 2.9 میلیارد یورو برای حمایت از 46 پروژه توسط 42 شرکت سرمایه‌گذاری هزینه می‌کند تا به نوبه خود سه برابر بیشتر سرمایه‌گذاری خصوصی ایجاد کند.
به این ترتیب از نظر ماروش شفچوویچ نایب رئیس کمیسیون اروپا ، قاره سبز نقش خود را در زمینه تحقیقات و نوآوری پیشرو افزایش خواهد داد. او افزود: «این پروژه پاناروپایی با تمرکز بر باتریهای لیتیوم یونی فراتر از سطح فعلی فناوری و همچنین فناوری‌های نسل بعدی همچون باتریهای پسا لیتیوم یون باعث ایجاد انقلابی در بازار باتری در آینده خواهد شد.
شفچوویچ گفت: «در مجموع اروپا موقعیت خود را به‌عنوان «نقاط بین‌المللی برای سرمایه‌گذاری باتری» تثبیت می‌کند. صنعت باتری اروپا تا سال ۲۰۲۵ روندهای منفی در اقتصادهای اروپا را به چالش می‌کشد. اروپا باید هر سال سلول باتری کافی برای تامین انرژی حداقل شش میلیون خودروی برقی تولید کند».
درنهایت شفچوویچ بیان کرد که در نتیجه تشکیل «پروژه منافع مشترک اروپا» بخش‌های دولتی و خصوصی در سراسر کشورهای عضو اتحادیه اروپا در آینده قادر خواهند بود تا «برای طراحی پروژه‌های فرامرزی با محوریت نوآوری بلندپروازانه، ایجاد اثرات مثبت در مناطق و بخش‌های مختلف» را گرد هم می‌آورند.
