أدى ازدهار سوق المركبات الكهربائية إلى الابتكار في مجال المواد الكيميائية ومنتجات المواد الخاصة بالبطاريات

ملخص

تعمل شركات صناعة السيارات على زيادة الإنفاق على إطلاق السيارات الكهربائية للحد من الاعتماد على الوقود الأحفوري، وتحديداً النفط الخام والغاز الطبيعي. وقد فتحت المبادرات الحكومية الداعمة التي تهدف إلى رفع مستوى إنتاج البنية التحتية لشحن السيارات الكهربائية في بلدانها آفاقًا جديدة. على سبيل المثال، في فبراير 2023، أعلنت الحكومة الأمريكية عن خطط لإنشاء شبكة شحن للسيارات الكهربائية منتجة محليًا. ومن المتوقع أن تؤدي هذه المبادرة إلى زيادة الشبكة التي تضم أكثر من 500000 جهاز شحن للسيارات الكهربائية في الولايات المتحدة، ومن المتوقع أن تضمن الحكومة ضمان أن تمثل المركبات الكهربائية ما لا يقل عن 50٪ من مبيعات السيارات الجديدة بحلول نهاية عام 2030.

على مدى السنوات القليلة الماضية، اكتسبت السيارات الكهربائية شعبية على المستوى العالمي. وفقًا لوكالة الطاقة الدولية، شهدت أحجام السيارات الكهربائية العالمية نموًا بنسبة 40٪ في عام 2020، ومن المتوقع أن تستمر في الزيادة في العقود القليلة المقبلة. ركزت الشركات المصنعة للتنقل الكهربائي على ضمان تسليم بطارية سيارة قوية يتم شحنها بسرعة وتحتفظ بقدرتها لفترات طويلة. ونتيجة لذلك، يبحث مصنعو السيارات عن مواد كيميائية متقدمة قادرة على تحفيز بعض خصائص البطاريات، مثل ميزات الشحن السريع والمقاومة العالية للحرارة والكفاءة الفائقة. ومن المتوقع أن يؤدي هذا الطلب الذي يهدف إلى السعي لإدراج المواد الكيميائية والمواد المخصصة لتطبيقات محددة للمركبات الكهربائية، إلى توسيع نطاق إضافات البطاريات والتركيبات النهائية في المستقبل القريب.

من المتوقع أن يشهد سوق إضافات البطاريات نموًا في السوق بمعدل 9.33٪ في الفترة المتوقعة من 2021 إلى 2028.

https://www.databridgemarketresearch.com/reports/global-battery-additives-market

إدراج أفضل المواد الكيميائية عالية الجودة بهدف نقل الخصائص إلى بطارية السيارة الكهربائية

قامت شركات التصنيع الكيميائي بتطوير العديد من أشكال المنتجات التي تهدف إلى تحسين الحفاظ على خصائص عناصر بطارية أيون الليثيوم مثل الكاثود والأنود والإلكتروليتات. وتشمل هذه المنتجات الإضافات المتخصصة والطلاءات والمجلدات. على سبيل المثال، يتم دمج الإضافات المتخصصة في التأثير على التفاعلات الكهروكيميائية في البطارية وبالتالي تحسين أداء البطارية.

ومن المتوقع أن يؤدي تحويل الميل نحو الحد من تكاليف البطارية لتحقيق الكفاءة بين الشركات المصنعة للمركبات الكهربائية إلى فتح آفاق جديدة. ونتيجة لذلك، أدركت غالبية مصنعي المعدات الأصلية أن إدراج المواد المتقدمة مثل البلاستيك والسيليكون والميكا وغيرها من المواد الحرارية لإنتاج بطاريات السيارات الكهربائية من المتوقع أن يلعب دورًا رئيسيًا في تقليل تكاليف النظام.

من المعروف أن ارتفاع درجة حرارة بطاريات الليثيوم أيون يؤدي إلى تقليل أداء البطارية وبالتالي يؤدي إلى تعطلها. إن إدراج مواد مركبة بديلة كبدائل للمعادن يلعب دوراً أساسياً في تعزيز أداء البطارية. ونتيجة لذلك، تستخدم شركات تصنيع السيارات الكهربائية السيليكون في أقطاب البطارية، مما سيزيد من عمر السيارات الكهربائية عدة مرات.

أبدت بعض الشركات الكيميائية الرئيسية اهتمامًا نشطًا بإطلاق منتجات متقدمة تهدف إلى تحسين عمر البطارية. على سبيل المثال، في يونيو 2023، أطلقت شركة بتروناس محلولًا مضافًا موصلًا جديدًا قائمًا على الجرافين لبطاريات الليثيوم أيون (Li-ion) تحت اسم العلامة التجارية ProCharge+. تجد هذه الإضافات المتخصصة تطبيقات في البطاريات التي تهدف إلى تصنيع المركبات الكهربائية والمركبات الموجهة تلقائيًا والمعدات الآلية. ادعت شركة Petronas أن ProCharge+ قادر على التوافق مع كيمياء بطاريات Li-ion المختلفة، وبالتالي يتيح اندماجه السلس في عمليات الإنتاج الحالية. سوف يعمل ProCharge+ على تقليل مقاومة حجم القطب الكهربائي بنسبة 90 بالمائة وأكثر من 60 بالمائة مقارنة بأنابيب الكربون النانوية (CNT).

شعور قوي تجاه قبول المركبات الكهربائية على المستوى العالمي

يبحث قطاع السيارات عن طرق مختلفة لتحويل الاعتماد على المنتجات المكررة من النفط الخام. وفقًا لوكالة الطاقة الدولية، تشير التقديرات إلى أنه تم بيع أكثر من 10 ملايين سيارة كهربائية في جميع أنحاء العالم في عام 2022، ومن المتوقع أن تنمو بأكثر من 35٪ لتصل إلى أكثر من 14 مليونًا. تمت المساهمة بأغلبية مبيعات السيارات الكهربائية من الدول الثلاث وهي الولايات المتحدة والصين وأوروبا. ومع ذلك، استحوذت الصين على أكثر من 60% من مبيعات السيارات الكهربائية العالمية بحلول نهاية عام 2023. علاوة على ذلك، شهدت أوروبا والولايات المتحدة معدل نمو على أساس سنوي بنسبة 15% و55% على التوالي في عام 2022 مقارنة بعام 2021.

ظلت الولايات المتحدة واحدة من أسواق الدول البارزة للمركبات الكهربائية بسبب التوقعات الداعمة للحد من انبعاثات غازات الدفيئة. علاوة على ذلك، في عام 2023، أعلنت شركات رائدة مثل تويوتا وهوندا وشركة فورد للسيارات وجنرال موتورز وباناسونيك عن خطط لتصنيع المركبات الكهربائية في مجموعات السيارات مثل نورث كارولينا وميشيغان وأوهايو وميسوري وكانساس. أعلنت الحكومة الأمريكية عن قانون خفض التضخم، الذي يقدم حوافز لمشتري السيارات الكهربائية الجديدة والمستعملة. علاوة على ذلك، يشمل هذا القانون أيضًا تقديم الاعتمادات للشركات المصنعة لإعادة تجهيز المرافق الحالية وبناء تصنيع جديد، ومنح لنشر مركبات ثقيلة عديمة الانبعاثات في الولايات المتحدة.

ومن المتوقع أن يكون للتنفيذ الناجح للوائح التي تستخدمها المفوضية الأوروبية والتي تهدف إلى الحد من انبعاثات الغازات الدفيئة إلى جانب النظرة الإيجابية نحو اعتماد الاقتصاد الأخضر في أسواق البلدان الرئيسية، بما في ذلك ألمانيا والمملكة المتحدة وفرنسا، تأثير إيجابي على أوروبا. صناعة المركبات الكهربائية. تشير التقديرات إلى أنه تم تسجيل أكثر من 900000 مركبة جديدة في أوروبا في أغسطس 2023 وشهدت زيادة بنسبة 102٪ عن أغسطس 2022. ويعزى هذا النمو إلى الطلب المتزايد على السيارات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات في دول مثل ألمانيا واليونان وبلجيكا والبرتغال. ، ولوكسمبورغ.

لقد مهدت جهود الحكومات المختلفة نحو الاقتصاد الأخضر الطريق لتحقيق الربح للمشاركين في صناعة السيارات الكهربائية في الاقتصادات الناشئة مثل تايلاند والهند وإندونيسيا. على سبيل المثال، أطلقت حكومة الهند سلسلة من السياسات مثل FAME-II، وPLI SCHEME، وسياسة تبديل البطاريات، ومنطقة التنقل الكهربائي الخاصة، من الفترة من 2015 إلى 2023. وتبلغ قيمة هذه المبادرات حوافز تبلغ 3.2 مليار دولار أمريكي. البرنامج الذي اجتذب استثمارات تزيد قيمتها عن 8.3 مليار دولار أمريكي. وأعلنت تايلاند وإندونيسيا عن زيادة حصص السيارات الكهربائية في إجمالي المبيعات المحلية إلى 3% و1.5% على التوالي. من المتوقع أن تؤدي العوامل المذكورة أعلاه إلى جانب توسيع البنية التحتية للشحن الكهربائي في تايلاند والهند وإندونيسيا إلى تعزيز نطاق المشاركين في صناعة سلسلة القيمة للمركبات الكهربائية في المستقبل القريب.

استجابة إيجابية من شركات المواد الكيميائية لضمان الإمداد المستمر لمصنعي المركبات الكهربائية

مهدت السياسات الحكومية الداعمة التي تهدف إلى تعزيز إنتاج الصناعة الكيميائية في الهند الطريق أمام الشركات لإطلاق منتجات جديدة تستهدف التطبيقات المتخصصة مثل المركبات الكهربائية والكيماويات الزراعية والمستحضرات الصيدلانية. على سبيل المثال، في فبراير 2024، أعلنت شركة GFCL EV Products عن استثمار يزيد عن 6000 كرور روبية هندية لتوسيع القدرة الإنتاجية لمواد بطاريات السيارات الكهربائية في السنوات الأربع المقبلة. وتخطط الشركة لضمان الوصول إلى المواد الكيميائية والمواد المتخصصة التي تهدف إلى استهداف حلول بطاريات المركبات الكهربائية ونظام تخزين الطاقة (ESS) بقدرة 200 جيجاوات/ساعة سنويًا.

تراقب شركة الكيماويات الرائدة BASF SE عن كثب حركة السوق وتعمل بنشاط على وضع إستراتيجيات جديدة لطرق جديدة لمواصلة المشاركة في سلسلة قيمة السيارات الكهربائية. في عام 2023، افتتحت BASF مصنعًا للمواد الكاثودية في شوارزيدي بألمانيا والذي سيلبي الطلب على 400000 سيارة كهربائية سنويًا. علاوة على ذلك، في مايو 2022، وقعت BASF SE وNano One Materials Corp اتفاقية تطوير مشترك (JDA) لتطوير عملية تحتوي على منتجات ثانوية مخفضة للإنتاج التجاري للمواد النشطة الكاثودية من الجيل التالي (CAM). ستعتمد هذه المنتجات على عائلة HEDTM التابعة لشركة BASF من CAM المتقدمة من خلال استخدام عملية One-Pot الحاصلة على براءة اختراع من Nano One وتقنيات الاتصال المباشر بالمعدن CAM (M2CAM).

في يونيو 2021، أعلنت شركة Terrafame ومقرها فنلندا عن إنتاج مصنع جديد للمواد الكيميائية للبطاريات واختبار المعدات. سيكون هذا المصنع قادرًا على توصيل مادة البطاريات المسماة كبريتات النيكل، وسيكون قادرًا على تأمين البطاريات لأكثر من مليون سيارة كهربائية سنويًا. من المتوقع أن يؤدي توسيع الطاقة الإنتاجية في المواد الكيميائية ومواد البطاريات من قبل الشركات المذكورة أعلاه إلى ضمان وصول المواد الخام إلى الشركات المصنعة للمركبات الكهربائية خلال السنوات القليلة المقبلة.

الابتكار يهدف إلى تطوير مواد الجيل التالي للبطاريات الكهربائية

أدى الابتكار في حزم البطاريات وإنتاجها بكميات كبيرة إلى تعزيز متطلبات الحلول الذكية والآلية والمكهربة ومنخفضة الكربون. في نوفمبر 2022، أطلقت شركة Dow Chemical ومقرها الولايات المتحدة مواد لاصقة جديدة عالية الارتباط تحت الاسم التجاري ORATRON™ MA 8200S. المنتج قادر على تحسين السلامة والمتانة والتجميع المتكامل والأداء العام لحزم بطاريات السيارات الكهربائية. تدعي شركة Dow Chemical أن VORATRON™ MA 8200S يتوافق مع لوائح الاتحاد الأوروبي RoHS وREACH، التي توافق على بيع المنتجات في أوروبا.

في مايو 2022، أعلنت جنرال موتورز وبوسكو كيميكال عن خطط لبناء مصنع جديد لمواد البطاريات في كيبيك، كندا. ستدعم الحكومة الكندية المصنع لبناء منشأة لإنتاج مادة الكاثود النشطة (CAM) باستثمار قدره 400 مليون دولار أمريكي. وستجد هذه المواد تطبيقات في تصنيع بطاريات Ultium من جنرال موتورز لمركبات مثل شيفروليه سيلفرادو EV، وجي إم سي هامر EV، وكاديلاك ليريك. ومن المخطط أن تقوم جنرال موتورز بتعزيز الطاقة الإنتاجية للمركبات الكهربائية إلى أكثر من مليون بحلول عام 2025 في أمريكا الشمالية. وتخطط الشركة لضمان الوصول إلى المواد الخام مثل الليثيوم مع الموارد الحرارية الخاضعة للرقابة، والمواد الأرضية النادرة، ورقائق السبائك، والمغناطيس الدائم. ونتيجة لذلك، من المتوقع أن تضغط جنرال موتورز وغيرها من شركات السيارات الكهربائية من أجل التكامل العكسي لضمان الوصول إلى مواد البطارية لإنتاجها الأسير.

خاتمة

من المتوقع أن تؤدي التوقعات الإيجابية تجاه صناعة السيارات الكهربائية نتيجة للتوقعات الداعمة نحو تعزيز مخرجات إنتاج التنقل الكهربائي على المستوى المحلي من قبل مختلف الحكومات إلى توسيع نطاق المواد الكيميائية والمواد المضافة والمواد المستخدمة في البطاريات. علاوة على ذلك، من المتوقع أن يؤدي الإنفاق المتزايد من قبل مصنعي السيارات الكهربائية نحو الحد من تكاليف البطاريات وتعزيز الكفاءة إلى زيادة فائدة المواد المضافة والمواد الكيميائية المستخدمة في إنتاج السيارات الكهربائية.

ومن المتوقع أن يمهد الوصول المستمر للمواد الخام والدعم القوي للعمالة في الصين والهند الطريق أمام الشركات المنتجة للمواد الكيميائية لزيادة الإنفاق على تطوير المواد المتقدمة التي تستهدف تطبيقات محددة، بما في ذلك المركبات الكهربائية. علاوة على ذلك، من المتوقع أن تفتح السياسات الصديقة للاستثمار التي تنتهجها دول المملكة العربية السعودية والإمارات العربية المتحدة نحو تحويل الاعتماد على قطاع المنبع، إلى جانب إنشاء وحدة جديدة لإنتاج بطاريات السيارات الكهربائية في الجزائر، آفاقًا جديدة للمشاركين في صناعة سلسلة القيمة للمركبات الكهربائية، بما في ذلك إضافات البطاريات و مصنعي المواد الكيميائية.