ทีมนักวิทยาศาสตร์มหาวิทยาลัยฟูตัน นครเซียงไฮ้ ประเทศจีน ประกาศว่าสามารถสร้างแบตเตอรี่ที่ชาร์จและคายประจุได้ 700 เท่า ที่อุณหภูมิห้อง ซึ่งถือเป็นครั้งแรกสำหรับแบตเตอรี่ที่ใช้แคลเซียมเป็นส่วนประกอบหลักแล้วมีประสิทธิภาพขนาดนี้ และด้วยปริมาณแคลเซียมที่มีอยู่ในโลกนี้มากกว่าลิเทียมถึง 2,500 เท่า แบตเตอรี่แคลเซียมจึงมีทางเลือกที่เป็นไปได้โดยมีความหนาแน่นของพลังงานที่เทียบเคียงได้ ทั้งยังถูกกว่า ยั่งยืนกว่า และปลอดภัยกว่าด้วย

แบตเตอรี่ลิเทียมไอออนขึ้นชื่อในเรื่องความหนาแน่นของพลังงานสูง หรือความสามารถในการกักเก็บพลังงานเมื่อเทียบกับน้ำหนักหรือขนาด และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายทั่วโลก แต่การรับรองอุปทานลิเทียมที่เชื่อถือได้ถือเป็นสิ่งสำคัญในการเติบโตของอุตสาหกรรมที่ยั่งยืนอย่างการจัดเก็บพลังงานทดแทนและยานพาหนะไฟฟ้า

สำนักงานพลังงานระหว่างประเทศ (International Energy Agency) คาดการณ์ว่า จะขาดแคลนลิเทียมในปีหน้า เนื่องจากความต้องการรถยนต์ไฟฟ้าเพิ่มขึ้นท่ามกลางการผลักดันนโยบาย Net Zero ทั่วโลก ในขณะที่การทำเหมืองแร่ลิเทียมยังเป็นกระบวนการที่มีค่าใช้จ่ายสูงและต้องใช้น้ำสูง

ดังนั้น แบตเตอรี่ที่ทำจากแคลเซียมซึ่งคาดว่าจะถูกกว่าและปลอดภัยกว่าแบตเตอรี่ลิเทียมไอออน ขณะเดียวกันก็ให้ความจุพลังงานทางทฤษฎีที่เทียบเคียงได้ จึงน่าจับตาเป็นอย่างมาก

ทีมงานกล่าวว่าแบตเตอรี่ที่มีแคลเซียมเป็นส่วนประกอบหลักมีหลายประเภท โดนแบตแตอรี่แคลเซียม-ออกซิเจน มี “ความหนาแน่นของพลังงานตามทฤษฎีสูงสุด” เนื่องจากเชื้อเพลิงสำหรับแบตเตอรี่มาจากออกซิเจนในอากาศแทนที่จะเป็นวัสดุที่เก็บไว้ในแบตเตอรี่

อย่างไรก็ตาม แบตเตอรี่ประเภทนี้ทำงานได้ไม่เสถียรที่อุณหภูมิห้อง และจนถึงขณะนี้แบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ที่สามารถทำเช่นนั้นได้ “ยังไม่บรรลุผล” 100 เปอร์เซ็นต์

การค้นหาอิเล็กโทรไลต์ซึ่งเป็นส่วนประกอบในแบตเตอรี่ที่สามารถชาร์จและคายประจุได้ โดยไม่ก่อให้เกิดปฏิกิริยาแคลเซียมที่ทำให้ความจุของแบตเตอรี่มีจำกัด จึงถือเป็นความท้าทายที่สำคัญสำหรับนักวิจัย

เพื่อแก้ปัญหานี้ ทีมงานได้สร้างอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของเหลวซึ่งสามารถรองรับทั้งส่วนประกอบของแคลเซียมและออกซิเจนของแบตเตอรี่ โดยกล่าวว่าแบตเตอรี่แบบชาร์จใหม่ได้ที่พวกเขาผลิตอาจเสนอทางเลือกที่ถูกกว่าสำหรับแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนและอาจมีการใช้งานที่หลากหลาย

“แบตเตอรี่แคลเซียม-ออกซิเจน ที่เรานำเสนอนั้นมีความเสถียรในอากาศ และสามารถทำเป็นเส้นใยที่มีความยืดหยุ่นซึ่งถูกถักทอเป็นแบตเตอรี่สิ่งทอสำหรับระบบสวมใส่ได้ในยุคต่อไป” ทีมงานระบุ

หลังจากฝังส่วนประกอบของแบตเตอรี่ไว้บนเส้นใยแล้ว นักวิจัยพบว่าแบตเตอรี่ไฟเบอร์สามารถทำงานได้อย่างเสถียรแม้ว่าจะงอจากศูนย์ถึง 180 องศา ก็ตาม

“สำหรับการใช้งานเชิงพาณิชย์ เราทอแบตเตอรี่ไฟเบอร์เหล่านี้ให้เป็นสิ่งทอแบตเตอรี่ที่ระบายอากาศได้และยืดหยุ่น ซึ่งสามารถจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ เช่น โทรศัพท์มือถือ” รายงานการวิจัยนี้ระบุ

แม้ว่าในขณะนี้ประสิทธิภาพและความจุของแบตเตอรี่ยังคงมีจำกัด แต่ทีมงานกล่าวว่ายังสามารถปรับปรุงการทำงานของแบตเตอรี่ได้ และการวิจัยของพวกเขาได้เปิดช่องทางในการผลิตแบตเตอรี่แคลเซียมจากวัสดุอื่นๆ มากขึ้น นับว่าการพัฒนานี้ได้วางรากฐานที่แข็งแกร่งสำหรับการปฏิวัติอุตสาหกรรมการจัดเก็บพลังงาน ซึ่งปูทางไปสู่ทางเลือกที่ยั่งยืนและคุ้มค่า จุดเปลี่ยนสำคัญจะเกิดขึ้นหากสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบแบตเตอรี่นี้ให้ดียิ่งขึ้นได้ และเร่งการผลิตเพื่อใช้ในเชิงพาณิชย์ หากสำเร็จและใช้งานได้ดีเยี่ยม ย่อมจะสร้างข้อได้เปรียบทางการแข่งขัน และลดความตึงเครียดทางด้านภูมิรัฐศาสตร์ได้ โดยอาจเป็นหนี่งในแนวทางสำคัญในอนาคต นอกเหนือไปจากความเคลื่อนไหวของผู้เล่นรายใหญ่อย่าง CATL

Robin Zeng ผู้ก่อตั้งและประธาน CATL บริษัทผู้ผลิตแบตเตอรี่รายใหญ่ของโลกจากจีน เรียกร้องให้ยุติความตึงเครียดทางภูมิรัฐศาสตร์เพื่อแก้ไขปัญหาการขาดแคลนวัสดุที่ใช้ในการผลิตแบตเตอรี่ EV โดยกล่าวว่า “เรากำลังต่อสู้กับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ดังนั้นไม่ว่าปัญหาทางภูมิรัฐศาสตร์จะเป็นอย่างไร เราต้องหาทางแก้ไขปัญหานี้ให้ได้ โดยภายในปี 2585 จีนจะไม่จำเป็นต้องขุดแร่ใหม่อีกต่อไป เนื่องจากตลาดรีไซเคิลแบตเตอรี่ที่เติบโตเต็มที่”

เขาเน้นย้ำว่าความตึงเครียดทางภูมิรัฐศาสตร์จะต้องถูกระงับ เนื่องจากโลกเผชิญกับการขาดแคลนวัสดุแบตเตอรี่ที่สำคัญ เช่น ลิเทียม นิกเกิล และโคบอลต์ เนื่องจากความต้องการที่เพิ่มขึ้นของยานพาหนะไฟฟ้า (EV) ประเทศต่างๆ ตั้งแต่ผู้นำรัฐบาลไปจนถึงธุรกิจและองค์กรพัฒนาเอกชน ต้องร่วมมือกันเร่งสร้างนวัตกรรมในอุตสาหกรรมแบตเตอรี่ EV เพื่อให้มั่นใจว่าห่วงโซ่อุปทานมีความยืดหยุ่น ลดการพึ่งพาโลหะที่สำคัญ และลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนในภาคการขนส่ง เพื่อรับมือกับวิกฤตสภาพภูมิอากาศ

“เราควรหลีกเลี่ยงปัญหาทางภูมิรัฐศาสตร์ในเทคโนโลยีการรีไซเคิลแบตเตอรี่ หากเราสามารถจัดหาเทคโนโลยีรีไซเคิลเหล่านี้ให้กับยุโรป สหรัฐอเมริกา และส่วนอื่นๆ ของโลก การจัดการปัญหาการทำเหมืองแร่ก็จะเป็นเรื่องง่ายมาก”

“ความต้องการวัสดุที่สำคัญในการผลิตแบตเตอรี่อาจเพิ่มขึ้นมากถึง 5 เท่าในอีก 10 ปีข้างหน้า เมื่อพิจารณาจากการเติบโตอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมนี้ แต่ท้ายที่สุดแล้ว เมื่อเราบรรลุเป้าหมายรถยนต์ไฟฟ้า 100 เปอร์เซ็นต์ ก็จะมีการขุดแร่ธาตุต่างๆ น้อยมาก”

ปัจจุบัน จีนเป็นผู้นำของโลกในด้านเทคโนโลยีรีไซเคิลแบตเตอรี่ ซึ่งเป็นโซลูชั่นที่สำคัญสำหรับการจัดการปัญหาการขาดแคลนวัสดุที่ใช้ในการผลิตแบตเตอรี่ เฉพาะ CATL เอง มีความสามารถในการรีไซเคิล เช่น นิกเกิล โคบอลต์ และแมงกานีส ได้มากถึง 99.6 เปอร์เซ็นต์ และลิเทียมสูงถึง 91 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งสูงกว่ายุโรป โดยเมื่อปีที่แล้ว CATL รีไซเคิลแบตเตอรี่ขยะ 100,000 ตัน

อย่างไรก็ตาม แม้จะเป็นผู้นำ แต่ธุรกิจของ CATL กลับได้รับผลกระทบจากความสัมพันธ์ที่เต็มไปด้วยปัญหาระหว่างปักกิ่งและตะวันตก ตัวอย่างเช่น ในเดือนธันวาคมปีที่ผ่านมา CATL ถูกกล่าวหาว่าวางท่าเป็นภัยคุกคามความมั่นคงของสหรัฐอเมริกา และถูกสั่งห้ามจากฐานทัพสหรัฐอเมริกา ข้อกล่าวหาดังกล่าวมีพื้นฐานมาจากจดหมายจากฝ่ายนิติบัญญัติของสหรัฐอเมริกา ซึ่งนำโดย Marco Rubio วุฒิสมาชิกพรรครีพับลิกันที่ระบุว่า CATL มีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกับผู้นำจีนในกรุงปักกิ่ง

กระนั้น CATL กำลังเดินหน้าขยายกำลังการผลิตในต่างประเทศมากขึ้น โดยมีโรงงานในเยอรมนีและฮังการี นอกจากนี้ยังร่วมมือกับ Stellatiss ผู้ผลิตรถยนต์ข้ามชาติที่มีฐานอยู่ในอัมสเตอร์ดัม เนเธอร์แลนด์ และ Ford Motor เพื่อสร้างโรงงานแบตเตอรี่ในยุโรปและในมิชิแกน สหรัฐอเมริกา

ทั้งนี้ “ภูมิรัฐศาสตร์” สามารถส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่ออุตสาหกรรมแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า (EV) ได้หลายวิธี อาทิ

การหยุดชะงักของห่วงโซ่อุปทาน ความตึงเครียดทางภูมิรัฐศาสตร์ ข้อพิพาทหรือความขัดแย้งทางการค้าสามารถขัดขวางห่วงโซ่อุปทานทั่วโลกสำหรับวัสดุสำคัญที่ใช้ในแบตเตอรี่ EV เช่น ลิเทียม โคบอลต์ และนิกเกิล วัสดุเหล่านี้จำนวนมากได้มาจากภูมิภาคที่เฉพาะเจาะจง และความไม่แน่นอนทางภูมิรัฐศาสตร์ในพื้นที่เหล่านั้นอาจนำไปสู่การขาดแคลนหรือความผันผวนของราคา

การเข้าถึงทรัพยากร ความพร้อมของแร่ธาตุและโลหะสำคัญที่จำเป็นสำหรับการผลิตแบตเตอรี่มักกระจุกตัวอยู่ในประเทศหรือภูมิภาคที่เฉพาะเจาะจง ความขัดแย้งทางการเมืองในพื้นที่เหล่านี้สามารถมีอิทธิพลต่อการเข้าถึงและความสามารถในการจ่ายของทรัพยากรซึ่งเป็นวัตถุดิบสำคัญ จึงส่งผลกระทบต่อต้นทุนและการผลิตแบตเตอรี่ EV

นโยบายการค้า การเปลี่ยนแปลงทางภูมิศาสตร์การเมืองและนโยบายการค้าอาจส่งผลกระทบต่อการนำเข้าและส่งออกแบตเตอรี่ EV และส่วนประกอบที่เกี่ยวข้อง ภาษีศุลกากร ข้อจำกัดทางการค้า และการเปลี่ยนแปลงข้อตกลงระหว่างประเทศอาจส่งผลต่อความสามารถในการแข่งขันด้านต้นทุนและอื่นๆ

สภาพแวดล้อมด้านกฎระเบียบ ปัจจัยทางภูมิรัฐศาสตร์มีบทบาทในการกำหนดภาพรวมด้านกฎระเบียบสำหรับอุตสาหกรรมยานยนต์ไฟฟ้าและแบตเตอรี่ EV การเปลี่ยนแปลงกฎระเบียบที่เกี่ยวข้องกับมาตรฐานสิ่งแวดล้อม การปล่อยก๊าซเรือนกระจก และสิ่งจูงใจอาจส่งผลกระทบต่อความต้องการรถยนต์ไฟฟ้า ซึ่งส่งผลกระทบต่อแบตเตอรี่ EV โดยปริยาย

การถ่ายทอดเทคโนโลยีและความร่วมมือ ความสัมพันธ์ทางภูมิรัฐศาสตร์มีอิทธิพลต่อความร่วมมือระหว่างประเทศและการถ่ายทอดเทคโนโลยี ข้อจำกัดในการแบ่งปันเทคโนโลยี ข้อกังวลด้านทรัพย์สินทางปัญญา หรือความตึงเครียดทางภูมิรัฐศาสตร์อาจส่งผลต่อการไหลเวียนของความรู้และความเชี่ยวชาญในอุตสาหกรรมแบตเตอรี่ EV

ความมั่นคงด้านพลังงาน ภูมิทัศน์ทางภูมิศาสตร์การเมืองยังมีอิทธิพลต่อนโยบายพลังงานและการจัดลำดับความสำคัญของแหล่งพลังงานที่ยั่งยืน ประเทศที่ต้องการลดการพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิลอาจดำเนินนโยบายเพื่อส่งเสริมการใช้ยานพาหนะไฟฟ้า และส่งผลให้อุตสาหกรรมแบตเตอรี่ EV เติบโตได้

แหล่งข้อมูล

https://www.salika.co/2024/02/16/china-calcium-ev-battery-geopolitics/