General Motors, Volkswagen ve Ford Motor gibi otomobil üreticileri elektrikli, emisyonsuz bir geleceğe geçiş konusunda cesur sözler verirken, bir şey bariz hale geliyor: Çok sayıda aküye ihtiyaçları olacak.
Bu vazgeçilmez bileşene olan talep, şimdiden arzın önüne geçmiş durumda ve yatırımcıların, yerleşik şirketlerin ve start-up’ların teknolojiyi geliştirmek ve milyonlarca elektrikli otomobili çalkalamak için gerekli fabrikaları inşa etmek için yarıştığı küresel bir altına hücumuna neden oluyor.
Uzun süredir en az ilgi çeken otomobil bileşenlerinden biri olarak kabul edilen piller, artık otomobil endüstrisinin en heyecan verici bölümlerinden biri olabilir. Otomobil üretimi 50 yılda temelden değişmedi ve çok az kârlı, ancak pil endüstrisi hala inovasyon için olgunlaşmış durumda. Teknoloji, kişisel bilgisayarların, cep telefonlarının ve hatta otomobillerin ilk günlerini anımsatan bir hızla gelişiyor ve bir sermaye akışı, bir sonraki Steve Jobs veya Henry Ford’u basma potansiyeline sahip.
Bir enerji araştırma ve danışmanlık firması olan Wood Mackenzie, elektrikli araçların 2030 yılına kadar yeni otomobil satışlarının yaklaşık yüzde 18’ini oluşturacağını tahmin ediyor. Bu, pil talebini fabrikaların şu anda üretebileceğinin yaklaşık sekiz katı kadar artıracaktır. Ve bu ihtiyatlı bir tahmin. Bazı analistler elektrikli araç satışlarının çok daha hızlı artmasını bekliyor.
Otomobil üreticileri, en fazla enerjiyi en düşük fiyata ve en küçük pakette sağlayacak kimyasal tarifi elde etmek için yoğun bir yarışa giriyor. G. M.’nin geçtiğimiz ay 2035 yılına kadar tamamen elektrikli hale geleceğini duyurması, politika yapıcılar ve çevreciler tarafından bir dönüm noktası olarak kabul edildi. Ancak pil endüstrisindeki birçok kişiye, şirket bariz olanı söylüyordu.
Carnegie Mellon Üniversitesi’nde pil teknolojisini araştıran doçent Venkat Viswanathan, “Bu, elektrikli araçların burada olduğunu açıkça gösteren büyük duyuru dalgasının sonuncusuydu” dedi.
Pil üretimine Tesla, Panasonic, LG Chem, BYD China ve SK Innovation gibi şirketler hakimdir – bunların neredeyse tamamı Çin, Japonya veya Güney Kore merkezli. Ancak oyuna giren birçok yeni oyuncu da var. Ve yatırımcılar, büyük kârların söz konusu olduğunu sezerek, atılımlara yakın olduğuna inandıkları start-up’lara para savuruyorlar.
Aston Martin’in eski genel müdürü ve şimdi bir batarya başlangıcı olan InoBat Auto’nun idari olmayan başkan yardımcısı Andy Palmer, “Bebeklik aşamasındayız” dedi. “Fikirlerden çok para var. ”
Yatırımcıları arasında Volkswagen ve Bill Gates’in de bulunduğu bir Silikon Vadisi start-up’ı olan QuantumScape, pilleri daha ucuz, daha güvenilir ve daha hızlı şarj edilebilecek bir teknoloji üzerinde çalışıyor. Ancak önemli bir satışı yoktur ve pil üretip satamayabilir. Yine de borsa yatırımcıları, şirketin Fransız otomobil üreticisi Renault’dan daha değerli olduğunu düşünüyor.
Çin ve Avrupa Birliği, pil teknolojisine hükümet fonları enjekte ediyor. Çin, elektrikli araç endüstrisine hükmetme hırsı için pilleri çok önemli görüyor. Buna karşılık, Çin hükümeti, kısmen devlete ait olan Contemporary Amperex Technology’nin görünüşte bir gecede dünyanın en büyük pil tedarikçilerinden biri olmasına yardımcı oldu.
Avrupa Birliği, Asyalı tedarikçilere bağımlı olmaktan kaçınmak ve otomobil endüstrisi işlerini korumak için pil üretimini sübvanse ediyor. Geçen ay, bloğun idari kolu olan Avrupa Komisyonu 2,9 milyar euro veya 3 dolar açıkladı. 5 milyar, pil üretimini ve araştırmasını desteklemek için fon. Danışmanlık firması Accenture’a göre, bu, Avrupa hükümetlerinin ve otomobil üreticilerinin elektrikli araçlar ve bataryalar için halihazırda taahhüt ettikleri 60 milyar Euro’nun üzerinde bir rakamdı. Hükümetin parasının bir kısmı, şirketin Berlin yakınlarında bir fabrika kurma kararının ödülü olarak Tesla’ya gidecek.
Amerika Birleşik Devletleri’nin, Başkan Biden’ın iklim değişikliğine odaklanması ve elektrikli arabaları benimsemesine uygun olarak sektörü tanıtması bekleniyor. Geçen yıl bir kampanya reklamında, 1967 model bir Chevrolet Corvette’in sahibi olan Bay Biden, G.M’nin bir tane yapmaya karar vermesi durumunda spor arabanın elektrikli bir versiyonunu sürmeyi dört gözle beklediğini söyledi.
G.M’nin LG ile Ohio’da inşa ettiği bir fabrika da dahil olmak üzere Amerika Birleşik Devletleri’nde birkaç pil fabrikası planlama veya inşaat aşamasındadır, ancak analistler, elektrikli otomobil ve pil üretimi için federal teşviklerin Amerika Birleşik Devletleri’nde gelişen bir endüstri oluşturmak için çok önemli olacağını söyledi. Aynı şekilde, hükümet tarafından finanse edilen araştırmacılar ve QuantumScape ve Tesla gibi yerel şirketler tarafından sağlanan teknolojik gelişmeler de, geçen sonbaharda maliyeti düşürme ve pillerin performansını artırma planlarını ana hatlarıyla açıkladı.
QuantumScape CEO’su Jagdeep Singh, “Bugünün pilleri rekabetçi değil,” dedi. “Pillerin muazzam bir potansiyeli var ve yenilenebilir enerji ekonomisi için kritik öneme sahipler, ancak daha iyi hale gelmeleri gerekiyor. “ Kredi. . . Gabriela Hasbun, The New York Times için
ABD Enerji Departmanı’nın bir birimi olan Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı’nda Entegre Mobilite Bilimleri Merkezi’nde grup yöneticisi olan Margaret Mann, “Çin’in üretimi ve yeni gelişimi güçlü bir şekilde desteklediği sırrı yok” dedi. Amerika Birleşik Devletleri’nin pil üretiminde zemin kazanma yeteneği hakkında “Karamsar değilim,” dedi. “Ama henüz tüm sorunların çözüldüğünü sanmıyorum. ”
Bu alanda çalışan girişimciler, bunların ilk günler olduğunu ve ABD şirketlerinin hala sektöre hakim olan Asyalı üreticileri bir adım öne çıkarabileceğini söylediler.
Kaliforniya, San Jose merkezli QuantumScape’in CEO’su Jagdeep Singh, “Bugünün pilleri rekabetçi değil,” dedi. “Piller muazzam bir potansiyele sahip ve yenilenebilir enerji ekonomisi için kritik öneme sahip, ancak daha iyi hale gelmeleri gerekiyor. ”
Çoğunlukla, pil teknolojisine akan tüm para iyi haber. Kapitalizmi küresel bir sorunu çözmek için çalıştırır. Ancak otomobil endüstrisinin bu yeniden düzenlenmesi, içten yanmalı motorlu arabalar ve kamyonlar için parçalar üreten şirketler veya yanlış teknolojiye bahse giren otomobil üreticileri ve yatırımcılar gibi bazı kurbanları da talep edecek.
Argonne Ulusal Laboratuvarı’nın Enerji Depolama Bilimi için İşbirliği Merkezi direktörü Venkat Srinivasan, “Pil yenilikleri bir gecede değil,” dedi. “Seni yıllar alabilir. Her tür şey olabilir. ”
Uzmanların çoğu, pil talebinin pillerde kullanılan metallerin çoğunu rafine eden ve tüm pil hücrelerinin yüzde 70’inden fazlasını üreten Çin’i güçlendireceğinden emin. Ve bir Alman yönetim danışmanlığı firması olan Roland Berger’in tahminlerine göre, Avrupa ve Amerika Birleşik Devletleri’nde üretimi genişletme konusundaki iddialı planlara rağmen, Çin’in pil üretimindeki hakimiyeti önümüzdeki on yıl boyunca yalnızca marjinal olarak azalacak.
Bölgenin bol rüzgar ve hidroelektrik gücünden yararlanmak için kuzey Norveç’te bir pil fabrikası inşa eden Freyr’in CEO’su Tom Einar Jensen, pil üretiminin “derin jeopolitik sonuçları” olduğunu söyledi. “Avrupa otomobil endüstrisi genel olarak Asya’dan ve özellikle Çin’den yapılan ithalata çok fazla güvenmek istemiyor” diye ekledi.
Freyr, herhangi bir varlığa sahip olmadan önce hisselerini satan bir paravan şirket olan Alussa Energy Acquisition Corporation ile teklif edilen birleşme kapsamında 850 milyon dolar toplamayı planlıyor. Ocak ayında açıklanan anlaşma, Freyr’e New York Borsası’nda bir liste sunacaktı. Şirket, Cambridge, Mass’ta 24M Technologies tarafından geliştirilen teknolojiyi kullanarak piller yapmayı planlıyor.
Sektör için ilk öncelik pilleri daha ucuz hale getirmektir. Bay Srinivasan, orta büyüklükte bir araç için elektrikli araba pillerinin yaklaşık 15.000 $ ‘a mal olduğunu veya elektrikli arabaların toplu kabul görmesi için olması gereken fiyatın kabaca iki katı olduğunu söyledi.
Roland Berger’e göre bu tasarruflar, nakliye maliyetlerinden kaçınmak için otomobil fabrikalarına yakın piller üretmek gibi düzinelerce küçük iyileştirme yaparak ve israfı azaltarak elde edilebilir. Akü yapımına giden malzemelerin yaklaşık yüzde 10’u verimsiz üretim yöntemleri nedeniyle boşa gitmektedir.
Ancak yakın zamanda yapılan bir çalışmada Roland Berger, artan talebin lityum, kobalt ve nikel gibi hammaddelerin fiyatlarını artırabileceği ve bu verimlilik kazançlarının bir kısmını iptal edebileceği konusunda da uyardı. Otomobil endüstrisi, elektrik hizmetlerine ve aralıklı rüzgar ve güneş enerjisini depolamalarına ihtiyaç duyan diğer enerji şirketlerine sahip piller için rekabet ediyor ve bu da talebi daha da artırıyor.
Amerika Birleşik Devletleri Enerji Depolama Birliği’nin geçici CEO’su Jason Burwen, “Bu yıl bir arz sıkışıklığı olabileceğine dair gümbürtüler alıyoruz” dedi.
Bataryalarda kullanılan pahalı mineralleri daha ucuz ve daha yaygın malzemelerle değiştirmek için tüm bir şirket türü ortaya çıktı. Merkezi San Jose, Kaliforniya’da bulunan OneD Material, anotlarda kullanılmak üzere kullanılmış kahve telvesi gibi görünen bir madde üretiyor, elektrot, bir araç hareket halindeyken gücün pilleri bıraktığı elektrot. Malzeme, daha az ve daha pahalı olan grafit ihtiyacını azaltmak için bol ve ucuz olan silikondan yapılmıştır.
Daha uzun vadede, endüstrinin kutsal kasesi, çoğu pilin çekirdeğindeki sıvı lityum çözeltisinin yerini bir lityum bileşiğinin katı katmanlarıyla değiştirecek olan katı hal pilleridir. Katı hal pilleri daha kararlı ve aşırı ısınmaya daha az eğilimli olacak ve daha hızlı şarj sürelerine izin verecektir. Ayrıca daha hafif olurlar.
Toyota Motor ve diğer şirketler teknolojiye büyük yatırım yaptı ve bazı katı hal pilleri üretmeyi çoktan başardılar. İşin zor kısmı, onları makul bir maliyetle seri üretmektir. QuantumScape’teki heyecanın çoğu, şirketin katı hal pillerin seri üretiminin önündeki ana engellerden birini, yani herhangi bir kusur varsa kısa devre yapma eğilimini çözen bir malzeme bulduğuna dair iddiasından kaynaklanıyor.
Yine de sektördeki çoğu insan, katı hal pillerin 2030 yılına kadar yaygın olarak bulunmasını beklemiyor. Tesla’nın CEO’su Elon Musk, yakın tarihli bir konferansta pillerin seri üretilmesinin “dünyadaki en zor şey” olduğunu söyledi. analistleri arayın. “Prototipler kolaydır. Ölçeklendirme üretimi çok zordur. ”
Kesin olan bir şey var: Elektrokimya diplomasına sahip olmak için harika bir zaman. Lityum, nikel, kobalt ve diğer malzemelerin özelliklerini anlayanlar, piller için yazılım kodlayıcılarının bilgisayarlar için ne anlama geldiğidir. Örneğin Jakub Reiter, 1990’larda Prag’da büyüyen bir genç olduğundan beri pil kimyasına hayran kalmıştı, çok daha önce bu sıcak bir kariyer seçimi gibi görünüyordu.
Bay Reiter, 2011 yılında Almanya’da bir kelle avcısı onu pillerin temelindeki bilimini anlamak isteyen BMW’de çalışmak üzere işe aldığında yüksek lisans araştırması yapıyordu. Geçen yıl InoBat, Volkswagen, Kia, Peugeot ve Jaguar Land Rover’ın otomobil ürettiği Slovakya’da bir fabrika kurulmasına yardım etmek için onu kandırdı.
Bay Reiter şu anda InoBat’ta bilim başkanıdır. Teknolojisi, müşterilerin bir banliyö arabası için düşük maliyetli bir pil veya bir roadster için yüksek performanslı bir sürüm gibi farklı kullanımlar için hızlı bir şekilde pil geliştirmesine olanak tanır.
Bay Reiter, “Yirmi yıl önce, piller kimsenin umurunda değildi,” dedi. Şimdi, yoğun bir rekabet var ve “bu büyük bir kavga. “