سوق بطاريات الليثيوم الهوائية

نظرة عامة على السوق

من المتوقع أن ينمو حجم سوق بطاريات الليثيوم الهوائية العالمية بمعدل نمو سنوي مركب يبلغ حوالي 12.1٪ خلال الفترة المتوقعة 2023-2031.

بطارية الليثيوم الهوائية هي بطارية قابلة لإعادة الشحن تستخدم اختزال الأكسجين عند الكاثود وأكسدة الليثيوم عند الأنود لتحريض تدفق التيار أو خلية كهروكيميائية معدنية هوائية. تخلق خلية الليثيوم الهوائية جهدًا من توفر جزيئات الأكسجين (O2) عند القطب الموجب. يتفاعل O2 مع أيونات الليثيوم المشحونة إيجابيا لتكوين بيروكسيد الليثيوم (Li2O2) وتوليد الطاقة الكهربائية. تتكون بطاريات الليثيوم الهوائية من ثلاثة مكونات رئيسية، أنود الليثيوم، وإلكتروليت، وكاثود هوائي.

تتمتع بطاريات الليثيوم الهوائية بإمكانات كبيرة لتطبيقات تخزين الطاقة الفعالة التي يمكن أن تساعد في حل مشكلات الطاقة والبيئة في المستقبل. تستخدم بطارية الليثيوم الهوائية الأكسجين اللانهائي في الهواء لتخزين أو إطلاق الطاقة من خلال هيكل كاثود شبه مفتوح وتتحمل كثافة طاقة نظرية عالية للغاية تزيد عن 1000 واط في الساعة / كجم. لذلك، تم اعتبارها مرشحة لتخزين الطاقة من الجيل التالي في مجالات متعددة الاستخدامات مثل المركبات الكهربائية والاتصالات وإمدادات الطاقة الخاصة. ثبت أن بطاريات الليثيوم الهوائية يمكنها تخزين ما يصل إلى خمسة أضعاف الطاقة التي تخزنها بطاريات الليثيوم أيون التي تعمل على تشغيل الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والمركبات الكهربائية اليوم.

ديناميكيات السوق

محركات السوق

• ظهور المركبات الكهربائية وشبكات التكنولوجيا الذكية

هناك ارتفاع كبير في إنتاج وبيع المركبات الكهربائية في جميع أنحاء العالم. وفقًا لوكالة الطاقة الدولية، أنفق المستهلكون في جميع أنحاء العالم في عام 2021 ما يقدر بنحو 250 مليار دولار أمريكي على مشتريات المركبات الكهربائية. ومن المقرر أن تزيد القدرة الإنتاجية العالمية للبطاريات من أقل من 200 جيجاوات ساعة في عام 2019 إلى أكثر من 1200 جيجاوات ساعة في عام 2024، بعد الإنفاق الرأسمالي الضخم من قبل شركات تصنيع البطاريات المدرجة.

يؤدي تغير المناخ العالمي إلى الاحتباس الحراري وارتفاع درجة حرارة الأرض. وتريد الشركات تقليل بصماتها الكربونية من خلال تبني حلول الإنتاج المستدامة. يشهد سوق السيارات الكهربائية نموًا كبيرًا منذ 5 سنوات، كما زاد الطلب على البطاريات، التي تعد جزءًا لا غنى عنه من المركبات الإلكترونية، بشكل كبير. أعلنت شركة تويوتا الرائدة في مجال السيارات عن مبيعات سنوية للسيارات الكهربائية تبلغ 3.5 مليون سيارة بحلول عام 2030 وإطلاق 30 طرازًا من السيارات الكهربائية.

• الطلب العالمي على حلول الطاقة المستدامة

منذ انتشار الوباء، تم اتخاذ العديد من المبادرات للحد من انبعاثات الكربون العالمية من خلال تبني حلول الطاقة المستدامة من قبل الحكومات في جميع أنحاء العالم. تأثرت سلسلة التوريد العالمية إلى حد كبير مما أدى بدوره إلى زيادة أسعار النفط الخام. في الوقت الحاضر، اعتمدت معظم البلدان على واردات النفط الخام والغاز الطبيعي من دول أوبك. تنفق هذه البلدان جزءًا كبيرًا من خزانتها على استيراد النفط الخام. وبالتالي، تريد هذه البلدان القضاء على هذا الإنفاق الضخم وتوجيه هذه الأموال إلى مصادر الطاقة البديلة والناشئة التي ستعزز اقتصادها أيضًا. ولهذا السبب، تقدم العديد من البلدان إعانات أو مزايا ضريبية على مشتريات المركبات الكهربائية. هذا الجهد يشعل الطلب على البطاريات التي تعد مكونًا أساسيًا للسيارات الكهربائية.

قيود السوق

• سوق تنافسية للغاية

إن سوق المركبات الإلكترونية تنافسي للغاية مع وجود لاعبين عالميين أقوياء وأي اضطرابات تكنولوجية قد تؤثر على نمو بطاريات Li-Air. ومع ذلك، فإن السوق الإلكترونية هي قطاع جديد من صناعة السيارات، مما يؤدي إلى ظهور العديد من الشركات الناشئة. الاستثمار الأولي في المركبات الإلكترونية أعلى من المركبات التقليدية التي تعمل بالوقود. إنه يجعل الاختيار صعبًا على الأشخاص الذين يعيشون في البلدان ذات الدخل المنخفض. أصبحت سوق المركبات الكهربائية تنافسية للغاية من خلال تبني تقنيات مبتكرة مثل إنترنت الأشياء (IoT) وأنظمة المعلومات والترفيه للمركبات والعلامات التجارية كمركبات ذات فائدة خاصة.

• المخاوف المتعلقة بالسلامة

المركبات الكهربائية هي قطاع جديد وناشئ من السيارات. هناك حوادث مختلفة لاشتعال البطاريات مما أدى إلى اشتعال السيارة والهواتف الذكية أيضًا. في الوقت الحالي، أصبح أي شيء من هذا القبيل منتشرًا على نطاق واسع ويمكن أن يؤثر على بطاريات الليثيوم الهوائية المحتملة في فترة التنبؤ. يمكن لهذه الحالات القليلة أن تحد من الطلب على البطاريات الإلكترونية في المناطق ذات المناخ الحار. يتم تعزيز الأطر التنظيمية التي يمكن أن تؤثر على إنتاج بطاريات الليثيوم الهوائية. قد تؤدي القيود المفروضة على توافر البطاريات ومرافق إعادة الشحن للسيارات الكهربائية إلى إعاقة نمو بطاريات الليثيوم الهوائية.

فرص السوق

• الابتكار في سوق السيارات الكهربائية

هناك العديد من الابتكارات والتطورات التكنولوجية الجارية. أصبح العالم أكثر ديناميكية وما هو مهم اليوم قد لا يكون مهمًا للغد. هذا هو السبب في أن مصنعي البطاريات يستثمرون بشكل كبير في البحث والتطوير. وقد أدى هذا إلى خلق الطلب على ابتكارات جديدة مثل بطارية ليثيوم أيون التي تعد أقوى من بطاريات ليثيوم أيون التقليدية.

يمكن لهذا الابتكار الجديد حل مشكلة سعة البطارية المتزايدة وسيوفر رحلات طويلة بشحنة واحدة في المركبات الإلكترونية ذات العجلتين والأربع عجلات، مما يؤدي بدوره إلى خلق نمو كبير في سوق بطاريات الليثيوم الهوائية. إن استخدامها الشاق يجعلها أكثر طلبًا. علاوة على ذلك، فإن ارتفاع أسعار الوقود العالمية وانخفاض الطلب على النفط الخام يدفع الناس أيضًا إلى التحول إلى المركبات الإلكترونية، وهي طاقة خضراء ونظيفة وتساعد في انبعاثات الكربون العالمية. وبالتالي، فإن الطلب المرتفع على المركبات الكهربائية سيخلق طلبًا مرتفعًا بشكل كبير على مبيعات بطاريات الليثيوم الهوائية.

نطاق السوق

التحليل القطاعي

التجزئة حسب النوع

• بطارية ليثيوم هوائية مائية

تتكون بطارية الليثيوم والهواء المائية من أنود معدني من الليثيوم وإلكتروليت مائي وكاثود كربوني مسامي. يجمع الإلكتروليت المائي بين أملاح الليثيوم المذابة في الماء. وهو يتجنب مشكلة انسداد الكاثود لأن منتجات التفاعل قابلة للذوبان في الماء.

• بطارية ليثيوم هوائية ذات الحالة الصلبة

تستبعد بطارية الليثيوم والهواء ذات الحالة الصلبة احتمالات الاشتعال؛ وبالتالي فهي غير قابلة للاشتعال. وهي تستخدم أنود الليثيوم وكاثود الكربون المسامي والإلكتروليت المصنوع من السيراميك أو الزجاج أو السيراميك والزجاج.

• بطارية Li-Air من شركة Aprotic

تتكون بطارية Li-air غير المشبع عادةً من أنود ليثيوم معدني وكاثود تنفس O2 مسامي وملح ليثيوم في مذيب عضوي. يمكن شحن بطارية Li-air غير المشبع لإعادة الاستخدام.

التجزئة حسب التطبيق

• السيارات

يتم استخدامه على نطاق واسع في المركبات الإلكترونية التجارية ومركبات الركاب التي تتراوح من 2 عجلات إلى 4 عجلات.

• الالكترونيات

تُستخدم بطارية Li-air في الأجهزة الإلكترونية مثل الهواتف المحمولة والأجهزة اللوحية والساعات الذكية.

• الطب

تُستخدم بطارية Li-Air أيضًا في العديد من الأجهزة الطبية.

التحليل الإقليمي

يتم تقسيم السوق العالمية لبطاريات الليثيوم الهوائية حسب المنطقة مثل أمريكا الشمالية وأوروبا وآسيا والمحيط الهادئ وأمريكا اللاتينية والشرق الأوسط وأفريقيا.

أمريكا الشمالية

في أمريكا الشمالية، تهيمن الولايات المتحدة على المنطقة من خلال وجود عدد كبير من المركبات الإلكترونية وسوق بطاريات الليثيوم الهوائية . كما تقدم حكومة الولايات المتحدة خصومات ضريبية على شراء المركبات الكهربائية. هذه المنطقة تنافسية للغاية بسبب وجود التكنولوجيا المتقدمة للغاية. على سبيل المثال، أطلقت شركة تسلا أول سيارة ركاب ذاتية القيادة وسيارات ذاتية القيادة بالكامل، وطور باحثون أمريكيون بطارية ليثيوم هوائية مع إلكتروليت صلب يمكن زيادة كثافة طاقتها أربع مرات مقارنة ببطاريات الليثيوم أيون الحالية. في خلية اختبار، قال الفريق إنه حقق 1000 دورة شحن وتفريغ.

وبالتالي، ستهيمن الولايات المتحدة على منطقة أمريكا الشمالية خلال فترة التوقعات. وكندا هي الدولة الوحيدة في أمريكا الشمالية التي تمتلك جميع المعادن المهمة مثل مواد الكاثود والأنود اللازمة لتصنيع بطاريات السيارات الكهربائية. كما تتلقى كندا استثمارات ضخمة من شركات صناعة السيارات العالمية مثل فورد وجنرال موتورز وستيلانتس لتصنيع السيارات الكهربائية. وبالتالي، من المتوقع أن تشهد سوق بطاريات الليثيوم الهوائية نموًا قويًا في هذه المنطقة.

أمريكا اللاتينية

في منطقة أمريكا اللاتينية، تخطط البرازيل والأرجنتين وبوليفيا وتشيلي للاستفادة من وفرة مناجم الليثيوم في تصنيع المركبات الكهربائية في المنطقة. النمو السكاني، وارتفاع الدخل المتاح، وانخفاض انبعاثات الكربون هي بعض العوامل التي من شأنها أن تعزز الطلب على بطاريات الليثيوم الهوائية في الفترة المتوقعة.

أوروبا

في أوروبا، يدافع الاتحاد الأوروبي عن المركبات الإلكترونية ويصوغ إرشادات تنظيمية لبطاريات الليثيوم الهوائية. علاوة على ذلك، تريد المملكة المتحدة وفرنسا وألمانيا القضاء على احتياجاتها من الغاز الطبيعي والوقود من خلال تصنيع بطاريات الليثيوم الهوائية للمركبات الإلكترونية. كما تريد أوروبا أيضًا استخدام بطاريات الليثيوم الهوائية للمعدات الصناعية مثل الرافعات الشوكية والمركبات التجارية الصغيرة. بالنظر إلى هذه التطورات، سيشهد سوق بطاريات الليثيوم الهوائية نموًا كبيرًا في الفترة المتوقعة.

آسيا والمحيط الهادئ

في منطقة آسيا والمحيط الهادئ، تعد الصين والهند واليابان من الدول المهيمنة ولديها أكبر حصة في سوق المركبات الإلكترونية. تعد الصين أكبر مصنع للسيارات الإلكترونية في العالم نظرًا لقدراتها التصنيعية ووفرة العمالة الرخيصة. تعد الهند أيضًا أسرع سوق نموًا للسوق الإلكترونية كما تقدم حكومتها أيضًا تخفيضات ضريبية وإعانات لتبني المركبات الإلكترونية وتدعو أيضًا مصنعي البطاريات العالميين إلى بلادهم لجعل الهند دولة للسيارات الكهربائية بحلول عام 2030. تعتمد هذه المنطقة بشكل كبير على الطاقة من النفط الخام وتريد أن تتحرر من الاعتماد على واردات النفط الخام. قد تواجه المنطقة انخفاضًا في مبيعات بطاريات الليثيوم الهوائية بسبب نقص الدخل المتاح ودعم البنية التحتية للسيارات الكهربائية. على الرغم من بعض التحديات، ستهيمن هذه المنطقة على سوق السيارات الكهربائية وبطاريات الليثيوم الهوائية في العالم.

الشرق الأوسط وأفريقيا

في الشرق الأوسط، تتمتع أغلب الدول بوفرة من النفط الخام، ويشكل تصدير النفط المصدر الرئيسي للإيرادات بعد السفر. ونتيجة لهذا، فإنهم يتجهون أيضًا إلى الاستثمار في المركبات الإلكترونية وغيرها من التقنيات الناشئة. وبالتالي، سوف تشهد هذه السوق نموًا إيجابيًا في هذه المنطقة.

اللاعبون الرئيسيون

1. فينيرجي
2. شركة اي في دايناميكس القابضة المحدودة
3. شركة فوجي بيجمنت المحدودة
4. شركة شينجيانغ جوينوورلد المحدودة
5. شركة أكتيكس المحدودة
6. دي نورا تيك، المحدودة.
7. شركة دوراسيل
8. شركة آي بي إم
9. بولي بلاس
10. شركة الليثيوم للصناعات الجوية

التطورات الأخيرة

في مارس 2022 ، أعلنت شركة تسلا عن افتتاح مصنعها العملاق في تكساس. يقع مصنع العملاق في تكساس بالقرب من أوستن وسيقوم بتصنيع سيارات تسلا سايبرترك وتيسلا سيمي وموديل 3 وموديل واي للسوق الشرقية للولايات المتحدة. المصنع هو ثاني أكبر مصنع من حيث الحجم في الولايات المتحدة وثاني أكبر مصنع من حيث الحجم.

في يونيو 2022 ، أعلنت شركة فولكس فاجن إيه جي عن تشغيل مختبر هندسة البطاريات في أمريكا الشمالية في تشاتانوغا. استثمرت الشركة 22 مليون دولار أمريكي في تطوير وإنشاء المنشأة الرائدة الجديدة والغرض الرئيسي منها هو اختبار بطاريات السيارات الكهربائية وأنشطة هندسة الجهد العالي.

في عام 2021 ، طورت شركة Zinc8 Energy Solution تقنية بطارية لتخزين الطاقة وعملت مع ولاية نيويورك لتثبيت النظام. يستخدم هذا النظام الزنك والهواء كوقود ويركز على سرعة الاستجابة جنبًا إلى جنب مع التخزين.

في يونيو 2021 ، أعلنت شركة تسلا عن إنتاج أول سيارة Tesla Model S Plaid. وهي سيارة كهربائية بأربعة أبواب بمدى يقدر بـ 390 ميلاً. تعد Plaid هي أفضل طراز من Model S، بقوة 1020 حصانًا، وزمن تسارع من 0 إلى 60 ميلاً في الساعة يبلغ ثانيتين. تشحن Plaid بشكل أسرع عند شواحن Tesla الفائقة ولديها مقعد خلفي أكثر اتساعًا ونظام ترفيه أفضل.