בעולם של היום, על רקע המעבר האנרגטי העולמי והחתירה לעבר יעדים דו-צדדיים-פחמניים, תעשיית הסוללות עוברת מהפכת פיתוח ירוקה משמעותית. פיתוח ירוק זה מקיף את כל היבט התעשייה, החל מהחומרים המשמשים ותהליכי הייצור ועד למחזור סוללות משומשות. חברות עוסקות באופן פעיל בהפחתת ההשפעה הסביבתית ובקידום קיימות לאורך כל שרשרת הערך.
חלופות חומרים ידידותיות לסביבה: היסודות לפיתוח ירוק
חקירת חומרי גלם מתחדשיםמספר חברות מחפשות חלופות לא מסורתיות, וזהו צעד מכריע בפיתוח ירוק. לדוגמה, חברת PJP עַיִן היפנית משתמשת בפחמן אורגני מפסולת כותנה כדי לייצר אלקטרודות לסוללות. גישה זו לא רק מפחיתה את התלות במתכות נדירות כמו ליתיום וקובלט, אלא גם מציעה טעינה מהירה יותר ותוחלת חיים ארוכה יותר. היא מייצגת נתיב חדשני ליישום חומרים אקולוגיים בפיתוח ירוק.
חדשנות במפריד ביצועים גבוהים:מפרידי הארמיד של טאיהו טקס, העשויים מפולימרים עמידים לטמפרטורות גבוהות, משפרים את בטיחות הסוללה ואת אורך חייה, תוך הפחתת השימוש בממסים בייצור. הם מיושמים במכוניות יוקרתיות כמו טסלה מודל S, ומובילים את המפרידים להתפתחות ידידותית לסביבה ובעלת ביצועים גבוהים.
שיפור חומר אלקטרודה שלילית:התעשייה מאמצת את טכנולוגיית האלקטרודה השלילית של סיליקון-פחמן כדי להגביר את צפיפות האנרגיה ולהפחית את צריכת החומרים. קטל מתכננת להשיק את סוללת היון-נתרן מהדור השני שלה בשנת 2025, עם עיצוב היברידי של ליתיום-נתרן כדי להקל על העומס על משאבי ליתיום.
ב'. אנרגיה - חיסכון והפחתת צריכה: המפתח לפיתוח ירוק
ציוד ייצור משודרגמסיר הלחות ג'יפנג בעל נקודת טל נמוכה במיוחד של ג'יה שנג סְבִיבָה, הממנף אלגוריתמים של בינה מלאכותית וטכנולוגיית משאבות חום להשבת חום פסולת, מפחית את צריכת האנרגיה של ייבוש הלחות בסדנאות עם סוללות ליתיום ב-40%, וחוסך מיליונים בשנה למתקן.
עיצוב תהליכים אופטימליבהתאם למפרט הטכני לחיסכון באנרגיה של דדהה לייצור סוללות ליתיום-יון, חברות דדהה מפחיתות את צריכת האנרגיה באמצעות קווי ייצור מרכזיים, נתיבי הובלה קצרים יותר ומערכות להשבת חום. לדוגמה, השבת ממס בייבוש ציפוי האלקטרודה מגיעה ל-99%, מה שמפחית הן את הפליטות והן את צריכת האנרגיה.
טרנספורמציה של תהליך צריכת אנרגיה גבוההעבור תהליך הפחמן של גרפיט עתיר אנרגיה (60% - 70% מסך צריכת החשמל), חברות מאמצות טכנולוגיית הפחמן הרציפה, מה שמפחית את צריכת האנרגיה של היחידה מ-8,000 קוט"ש לטון מתחת ל-5,000 קוט"ש, ומשלבות אותה עם חשמל ירוק כדי להפחית עוד יותר את טביעת הרגל הפחמנית.
ג. הפחתת זיהום וכלכלה מעגלית: חיוניים לפיתוח ירוק
שימוש יעיל - מיחזור סוללותציוד הריסוק וההפרדה החשמלי של ג'רי סְבִיבָתִי משחזר 98% ממתכות כמו ליתיום, ניקל וקובלט, עם טוהר של 98% וקיבולת של 20,000 טון לשנה. רוידה חָדָשׁ אֵנֶרְגִיָה, באמצעות הידרומטלורגיה ומיצוי בשלב אחד, משיגה שיעור שחזור ליתיום של 96.8% עם פליטות תואמות, ומעבדת 124,000 טון של סוללות משומשות מדי שנה.
ניצול פסולת ייצור בלולאה סגורהישנן חברות המקימות לולאה סגורה של ייצור-מיחזור-רגנרציה. חברת רוידה חָדָשׁ אֵנֶרְגִיָה, לדוגמה, מפרקת סוללות משולשות משומשות כדי לייצר חומרי קדם לסוללות חדשות, ויוצרת שרשרת מיחזור משאבים מלאה.
תהליכי ייצור נקייםטכנולוגיית אלקטרודות יבשות וחומרי קשירה על בסיס מים משמשים להפחתת השימוש בממסים. חברות מובילות כמו קטל ו-BYD יישמו טכנולוגיה זו בקווי ייצור המוני.
ד'.מָלֵא - שיתוף פעולה בתעשייה ובשרשרת ואחריות מורחבת: קידום פיתוח ירוק
ניהול מחזור חיים שלםחברת שאנדונג דה-ג'ין ניו אנרג'י בנתה שרשרת מלאה של מערכת אחסון אנרגיה, עם מוצרים בעלי תו תקן פליטת פחמן של האיחוד האירופי. חברת רוידה חָדָשׁ אֵנֶרְגִיָה משתמשת ב-5G ובינה מלאכותית למעקב אחר סוללות, ועוקבת אחר כל המסע של כל תא.
פיתוח אשכול תעשייתי אזורי:נינגשיה, עם האקלים היבש ויתרון הכוח הירוק שלה, מפתחת שרשרת משולבת של מיחזור חיובי/שלילי של אלקטרודה, חומר, סוללה, ומושכת חברות כמו שאנשאן אנרג'י וקבוצת סינכם לשיפור הסינרגיה האזורית בין ייצור ירוק.
התמודדות עם חסמים סביבתיים בינלאומיים:כדי לעמוד בדרישות טביעת הרגל הפחמנית של האיחוד האירופי עבור סוללות, חברות סיניות מגבירות את כושר הייצור של אנרגיה ירוקה בחו"ל. ל-ג'יה שנג סְבִיבָה יש חברת בת הונגרית, והמפעל הגרמני של קטל פועל על 100% אנרגיה מתחדשת, מה שמאפשר התרחבות ירוקה מעבר לים.
אתגרים וכיוונים עתידיים לפיתוח ירוק
למרות התקדמות משמעותית, התעשייה מתמודדת עם עודף כושר ייצור והומוגניזציה של המוצרים. סדרי עדיפויות עתידיים כוללים:
מסחור סוללות מצב מוצקצפוי עד 2025, זה יפחית עוד יותר את הסיכונים לזיהום אלקטרוליטים.
העצמה דיגיטלית:שימוש בבינה מלאכותית לכוונון מדויק של פרמטרי ייצור לבקרת אנרגיה ופליטות מדויקת.
תיאום מדיניות:בהתאם לתוכנית הפעולה לשדרוג ציוד מסיבי כדי לבטל בהדרגה את קיבולת הפיתוח ולתעל כספים למחקר ופיתוח בטכנולוגיה ירוקה.
מַסְקָנָה
המסע של תעשיית הסוללות לעבר פיתוח ירוק הוא טרנספורמציה מקיפה המשתרעת על פני מדע החומרים, ייצור ומודלים עסקיים. החל מהפקת מתכות יקרות מאבקה שחורה ועד לשימוש בחלופות מבוססות כותנה לגרפיט, ארגונים מוכיחים כי יעדים סביבתיים וכלכליים יכולים להתיישב במרדף אחר פיתוח ירוק. ככל שהדחף העולמי לנייטרליות פחמן מתעצם, חדשנות מתמשכת ושיתוף פעולה בשרשרת מלאה יהיו חיוניים למעבר מייצור ירוק לייצור ירוק, ובכך לקדם פיתוח עולמי בר-קיימא.
