แนวโน้มความต้องการใช้รถยนต์ไฟฟ้าที่มากขึ้นเรื่อย ๆ เพราะตอบโจทย์ทั้งในเรื่องของการประหยัดค่าใช้จ่ายด้านพลังงาน และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ส่งผลให้อุตสาหกรรมยานยนต์ไฟฟ้ากลายเป็นดาวรุ่งดวงใหม่ของเศรษฐกิจ ที่รัฐบาลหลายประเทศเห็นเป็นโอกาสสำคัญในการขับเคลื่อนการเติบโตของประเทศ
ด้วยอานิสงส์ของความต้องการใช้รถยนต์ไฟฟ้า ทำให้องค์ประกอบสำคัญสำหรับการกักเก็บพลังงานอย่างแบตเตอรี่มีความต้องการเพิ่มขึ้นตามไปด้วย แม้ EV จะได้ชื่อว่าเป็นยานพาหนะที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากที่สุดในเวลานี้ แต่การผลิตแบตเตอรี่ที่ต้องถลุงแร่หายากจำนวนมหาศาล ทั้งลิเธียม นิกเกิล และโคบอลต์ ก็เป็นสิ่งที่นักอนุรักษ์สิ่งแวดล้อมตั้งคำถามว่ารถยนต์ไฟฟ้าเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมจริงหรือไม่ ทั้งยังทำให้หลายฝ่ายเริ่มมองหาแบตเตอรี่ที่ไม่ต้องพึ่งพาแร่โลหะอย่างนิกเกิลและโคบอลต์
คำตอบคือ มีและมีมานานกว่า 21 ปีแล้ว โดยเวลานั้น บาร์ต ไรลีย์ ผู้ร่วมก่อตั้งบริษัท A123 Systems ตั้งเป้าพัฒนาต่อยอดและผลิตแบตเตอรี่รถยนต์ที่ปราศจากนิกเกิลและโคบอลต์ ด้วยเชื่อมั่นว่าเทคโนโลยีแบตเตอรี่ดังกล่าว จะมีประโยชน์หลายประการสำหรับวงการรถยนต์ไฟฟ้าที่เพิ่งเกิดขึ้นในเวลานั้น
โดยในช่วงระหว่างปี 2008-2011 ไรลีย์ได้หอบเอาไอเดียพร้อมแบตเตอรี่ลิเธียม ไอออน ฟอสเฟต (LFP) ไปเสนอให้กับทางเทสลา แต่ก็ถูกปฎิเสธกลับมา ซึ่ง A123 Systems ก็ไม่ละความพยายามเดินหน้าขายแบตเตอรี่ให้กับ Chevrolet Bolt ในสังกัดของ General Motors แต่ทาง GM กลับเลือกใช้แบตเตอรี่ LG ซึ่งใช้นิกเกิลและโคบอลต์แทน
ในที่สุด A123 Systems ก็ไม่สามารถทำกำไรได้เลย และบริษัทถูกยื่นฟ้องล้มละลายในปี 2012 เนื่องจากปัญหาสภาพคล่อง แม้ว่าตัวบริษัทจะปิดไป แต่เทคโนโลยีแบตเตอรี่ที่ไรลีย์พัฒนาขึ้นอย่างลิเธียม ไอออน ฟอสเฟต (LFP) กำลังก้าวเข้าสู่ชัยชนะอย่างเงียบ ๆ
รายงานระบุว่า ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาความต้องการนิกเกิลและโคบอลต์เพิ่มขึ้น ทำให้ผู้ผลิตรถยนต์กำลังใช้กลยุทธ์เพื่อป้องกันความเสี่ยงจากตลาดที่ปั่นป่วน เริ่มต้นจากเทสลาซึ่งกล่าวในเดือนเมษายนว่าเกือบครึ่งหนึ่งของรถยนต์ที่ขายในช่วงสามเดือนแรกของปีนี้จะไม่มีนิกเกิลหรือโคบอลต์รวมอยู่ด้วย
ขณะเดียวกัน ผู้ผลิตรถ EV ก็มีแรงขับเคลื่อนให้เลิกใช้ นิกเกิลและโคบอลต์มากขึ้น เมื่อ Angus Media บริษัทวิจัยข้อมูลในอังกฤษเปิดเผยเมื่อไม่นานมานี้ว่า ความต้องการแบตเตอรี่เพื่อใช้ในยานยนต์ไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้น ทำให้ราคาแร่ลิเธียม โลหะหายากที่เป็นส่วนสำคัญในการผลิตแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้เพิ่มขึ้นถึง 5 เท่านับตั้งแต่เดือนเมษายนปี 2021 ขณะที่แร่โลหะตัวอื่น ๆ เช่น โคบอลด์ และนิกเกิล ที่ใช้ในการผลิตแบตเตอรี่ก็ปรับตัวเพิ่มขึ้นเช่นกัน ซึ่งแบตเตอรี่คิดเป็นสัดส่วนราว 30-40% ของต้นทุนโดยรวมในการผลิตรถยนต์ไฟฟ้า 1 คัน
ขณะเดียวกัน Argus พบว่า ราคาลิเธียมซึ่งนิยมซื้อขายแลกเปลี่ยนด้วยสกุลเงินหยวนของจีน เพราะอุตสาหกรรมการผลิตแบตเตอรี่ส่วนใหญ่อยู่ในจีน ได้ปรับตัวเพิ่มขึ้นจากประมาณ 89,000 หยวนต่อตันในเดือนเมษายนปีที่แล้วเป็น 486,000 หยวนต่อตันแล้วในเวลานี้ ขณะที่ราคาของแร่โคบอลต์ก็มีการปรับตัวเพิ่มขึ้น 1.8 เท่า ส่วนนิกเกิลเพิ่มขึ้น 1.5 เท่า
ทั้งนี้ แบตเตอรี่อย่างที่ไรลีย์คิดไว้กำลังได้รับความนิยม เนื่องจากผู้ผลิตรถยนต์สนใจที่จะหลีกเลี่ยงนิกเกิลและโคบอลต์มากขึ้นเรื่อย ๆ แต่แบตเตอรี่แบบที่ไม่มีนิกเกิลและโคบอลค์ก็นับได้ว่าหายากพอ ๆ กัน
สถานีโทรทัศน์ CNN รายงานว่า เทสลาและผู้ผลิตรถยนต์รายอื่น ๆ เช่น BYD ของจีนหันมาใช้แบตเตอรี่ LFP ซึ่งพัฒนาขึ้นในอเมริกาในช่วงทศวรรษ 1990 แต่ภายหลังส่วนใหญ่เลิกใช้ในรถยนต์ไฟฟ้าของสหรัฐฯ โดยผู้เชี่ยวชาญกล่าวว่าเทคโนโลยีอาจทำให้เทสลาได้เปรียบเหนือคู่แข่งที่ไม่ได้ใช้แบตเตอรี่ดังกล่าว
รายงานระบุว่า โลหะของแบตเตอรี่มีความสำคัญอย่างยิ่งต่ออุตสาหกรรมยานยนต์เช่นเดียวกับน้ำมัน โดยแบตเตอรี่เป็นเพียงอุปกรณ์ที่เก็บพลังงานเคมีเพื่อแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าในภายหลัง และเคมีที่ใช้ในแบตเตอรีประเภทต่าง ๆ จะส่งผลกระทบอย่างมากต่อต้นทุน ความปลอดภัย พลังงาน และอายุการใช้งานที่ยาวนาน
รถยนต์ไฟฟ้าส่วนใหญ่ในสหรัฐอเมริกา ใช้แบตเตอรี่ลิเธียม ไอออนที่ต้องใช้โคบอลต์และนิกเกิลในการทำงาน ในขณะที่ลิเธียมเป็นโลหะที่ค่อนข้างอุดมสมบูรณ์ แต่ทั้งโคบอลต์และนิกเกิลนั้นกลับเป็นแร่หายาก มีราคาแพง และเป็นประเด็นถกเถียงด้านสิ่งแวดล้อม ยกตัวอย่างเช่น แบตเตอรี่นิกเกิลต้องผ่านกระบวนการทำเหมืองที่ทำลายสิ่งแวดล้อม แถมเมื่อเดือนมีนาคมที่ผ่านมา ราคานิกเกิลในตลาดก็มีความผันผวนอย่างมาก โดยราคานิกเกิลพุ่งขึ้นจาก 29,000 ดอลลาร์สหรัฐต่อตันเป็น 100,000 ดอลลาร์สหรัฐต่อตัน ขณะที่ในส่วนของการขุดโคบอลต์ ในบางประเทศ เช่น สาธารณรัฐประชาธิปไตยคองโก ก็มีรายงานร้องเรียนว่ามีการใช้แรงงานเด็กในการขุด ทั้งยังขาดอุปกรณ์ป้องกันด้านความปลอดภัยที่เหมาะสม
แม้จะมีปัจจัยข้างต้น แต่ความต้องการโลหะนิกเกิลและโคบอลต์เพื่อผลิตแบตเตอรี่กลับมีการคาดการณ์กันว่าจะเพิ่มขึ้นราว 60-70% ในอีก 20 ปีข้างหน้า ทำให้ผู้ผลิตรถยนต์ EV บางรายเริ่มดำเนินการทำข้อตกลงการจัดหาแร่เหล่านี้โดยตรงกับคนงานเหมือง เนื่องจากการขาดแคลนจะทำให้ธุรกิจเสียหายได้
ขณะที่ แบตเตอรี่ lithium iron phosphate ที่เทสลาได้ตัดสินใจลงทุนในท้ายที่สุดมีคุณสมบัติทางเคมีของแบตเตอรี่ที่ต่างออกไป ซึ่งจำเป็นต้องสร้างขั้วบวกของแบตเตอรี่ในระหว่างการคายประจุ เรียกว่าแคโทด (cathode) โดยแม้แบตเตอรีจะยังต้องการลิเธียม แต่กลับใช้เหล็กซึ่งมีปริมาณมากและราคาถูก แทนโลหะอย่างโคบอลต์และนิกเกิล
ทั้งนี้ แบตเตอรี่ LFP เกิดขึ้นในปี 1997 จากห้องปฏิบัติการของศาสตราจารย์ จอห์น กู๊ดอินัฟ (John Goodenough) แห่งมหาวิทยาลัยเท็กซัส ซึ่งต่อมาได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีจากการวิจัยเกี่ยวกับแบตเตอรี่ลิเธียม ไอออน
แม้ว่าในตอนแรก LFP จะจุดประกายความตื่นเต้นและการลงทุนในสตาร์ทอัพอย่างระบบ A123 ของไรลีย์ แต่ความสนใจกลับชืดชาลงเรื่อย ๆ เนื่องจากในช่วงเวลานั้น เทคโนโลยีการผลิตแบตเตอรี่ LFP ยังล้าหลังมากเมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ลิเธียม ไอออนในแง่ของกำลังที่สามารถเก็บได้ ดังนั้น จำนวนระยะทางที่คนขับสามารถเดินทางด้วยการชาร์จเพียงครั้งเดียวของแบตเตอรี่ LFP จึงน้อยกว่า ลิเธียม ไอออน
ด้วยเหตุดังกล่าว ทำให้ผู้ผลิตรถยนต์สัญชาติอเมริกันจึงหลีกเลี่ยงเทคโนโลยีนี้เป็นส่วนใหญ่ โดยก่อนหน้านี้ ทางเจนเนอรัล มอเตอร์ส ใช้แบตเตอรี่ LFP ในเชฟโรเลต สปาร์ค ไฟฟ้า ซึ่งเริ่มจำหน่ายในสหรัฐในปี 2013 และเลิกผลิตไปแล้ว ปัจจุบัน เชฟโรเลต โบลต์ ซึ่งเป็นผู้สืบทอดรุ่นปัจจุบันของสปาร์ค ใช้แบตเตอรี่ที่มีนิกเกิลและโคบอลต์ เป็นส่วนประกอบหลัก
อย่างไรก็ตาม ผู้ผลิตรถยนต์ในจีนยังคงยึดมั่นอยู่กับ LFP ส่วนหนึ่งเนื่องจากแบตเตอรี่นั้นดีเพียงพอสำหรับการใช้งานระยะสั้น โดยผู้เชี่ยวชาญด้านแบตเตอรี่หลายคนระบุว่า ทาง BYD บริษัทผู้ผลิตอีวีสัญชาติจีน แก้ข้อบกพร่องด้วยการบรรจุเซลล์แบตเตอรี่ LFP ให้หนาแน่นขึ้นโดยการแกะตัวบรรจุภัณฑ์ออก
(BYD ถือเป็นผู้ผลิตรถยนต์อีวีที่มีมูลค่าสูงสุดเป็นอันดับสองของจีน ในปี 2021 สามารถขายรถยนต์ไฟฟ้าและไฮบริดได้ 593,745 คัน มูลค่าเกือบ 100,000 ล้านดอลลาร์สหรัฐ)
ปัจจุบัน จีน ได้ชื่อว่าเป็นผู้ครองตลาด LFP โดยตามรายงานของ Benchmark Mineral Intelligence ซึ่งศึกษาอุตสาหกรรมแบตเตอรี่ พบว่า ขณะนี้ 44% ของรถยนต์ไฟฟ้าที่จำหน่ายในจีนใช้แบตเตอรี่ LFP ในขณะที่ 6% อยู่ในยุโรป และ 3% ในสหรัฐอเมริกาและแคนาดา
ผู้เชี่ยวชาญด้านแบตเตอรี่ ระบุว่า ความก้าวหน้าของเทคโนโลยีแบตเตอรี่ LFP ได้ขยายขอบเขตมากขึ้น โดย รอดนีย์ ฮูเปอร์ หุ้นส่วน RK Equity ผู้ให้บริการปรึกษาแนะนำลูกค้าเกี่ยวกับลิเธียมและแบตเตอรี่ กล่าวว่า ที่ผ่านมาคนส่วนใหญ่ประเมินความสามารถในการปรับปรุง LFP ต่ำไป
ปัจจุบัน Tesla ใช้แบตเตอรี่ LFP ในรถยนต์ช่วงมาตรฐานส่วนใหญ่ รุ่นโมเดล 3 ที่ติดตั้งแบตเตอรี่ LFP มีระยะทาง 267 ไมล์ (ราว 430 กิโลเมตร) ซึ่งพอ ๆ กับระยะทาง 280 ไมล์ (ราว 450 กิโลเมตร) ของรถ ID 4 ของ โฟล์กสวาเกน ซึ่งใช้แบตเตอรี่ลิเธียม ไอออนที่มีนิกเกิลและโคบอลต์
นอกเหนือจากประโยชน์ของการหลีกเลี่ยงการสกัดโคบอลต์และนิกเกิลในการผลิตแล้ว แบตเตอรี่ LFP ยังมีข้อดีหลายประการคือ มีความเสถียรและมีโอกาสเกิดไฟไหม้น้อยกว่าแบตเตอรี่ที่มีนิกเกิลและโคบอลต์ ดังนั้นทำให้การใช้ตัวป้องกันน้อยลง
ยิ่งไปกว่านั้น โดยทั่วไปแล้ว LFP สามารถชาร์จได้มากขึ้น ซึ่งจะขยายอายุการใช้งาน โดยสามารถชาร์จได้ 100% เป็นประจำ ซึ่งเป็นการกระทำที่ไม่แนะนำสำหรับรถยนต์ที่มีแบตเตอรี่นิกเกิลและโคบอลต์ เนื่องจากการชาร์จจนเต็มซ้ำหลายครั้งอาจทำให้อายุการใช้งานแบตเตอรี่ลดลงได้
นอกจากนี้ จากข้อมูลของ จาร็อด เคลลี (Jarod Kelly) ผู้ศึกษาความยั่งยืนที่ Argonne National Laboratory ซึ่งเป็นแหล่งวิจัยแบตเตอรี่ พบว่า LFPs มีการปล่อยก๊าซเรือนกระจกต่อหน่วยพลังงานน้อยกว่า 20% เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่นิกเกิลและโคบอลต์ทั่วไป
อย่างไรก็ตาม แบตเตอรี่ LFP ก็มีข้อเสียตรงที่ตัวแบตเตอรี่ทำงานได้ไม่ดีในสภาพอากาศหนาวเย็น และการรีไซเคิล LFP นั้นไม่คุ้มค่าทางเศรษฐกิจเท่ากับการรีไซเคิลแบตเตอรี่นิกเกิลและโคบอลต์
สำหรับผู้สนับสนุนรถยนต์ไฟฟ้าที่มักยึดมั่นในแนวทาง ของ “เศรษฐกิจหมุนเวียน” ซึ่งหมายรวมถึงการที่แบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าแบบเก่าจะถูกรีไซเคิลและเปลี่ยนเป็นแบตเตอรี่ใหม่ ทำให้โลกมีความยั่งยืนมากขึ้น ดังนั้น ถ้ายานพาหนะไฟฟ้าเปลี่ยนไปใช้ LFP โอกาสรีไซเคิลย่อมเกิดขึ้นได้น้อยกว่าตามที่ผู้เชี่ยวชาญด้านแบตเตอรี่กล่าว
ทั้งนี้ โดยทั่วไปแล้ว ผู้รีไซเคิลมักมุ่งเน้นไปที่นิกเกิลและโคบอลต์ เนื่องจากราคาคุ้มค่าและความขาดแคลนทำให้น่าสนใจในการรีไซเคิล
อาเจย์ โคชฮาร์ (Ajay Kochhar) ประธานเจ้าหน้าที่บริหาร (ซีอีโอ) ของ Li-Cycle โรงงานรีไซเคิลแบตเตอรี่กล่าวว่า การรีไซเคิลเป็นสิ่งสำคัญ แต่ต้องมีเหตุผลที่เหมาะสมมารองรับการรีไซเคิลนั้น ๆ ด้วย ในแง่ของเหตุผลด้วย หากเหมืองเหล็กใหม่ยังคงมีราคาถูกลง ก็แทบไม่มีแรงจูงใจที่จะนำเหล็กกลับมาใช้ใหม่จากแบตเตอรี่ที่ใช้แล้ว รัฐบาลหรือผู้บริโภคอาจต้องจ่ายเงินเพื่อนำ LFP กลับมาใช้ใหม่
นอกจากนี้ การนำ LFP มาใช้อาจทำให้ธุรกิจอเมริกันต้องพึ่งพาซัพพลายเออร์จากจีนมากขึ้น เพราะเป็นผู้ครองการผลิต LFP โดย ดรูว์ บักลิโน ผู้บริหารของเทสลา กล่าวว่าเป้าหมายของผู้ผลิตรถยนต์คือการใช้ชิ้นส่วนยานยนต์หลักในพื้นที่ท้องถิ่นที่โรงงานผลิตตั้งอยู่
กระนั้น ผู้ผลิตรถยนต์ EV นอกเหนือจากเทสลาต่างแสดงความสนใจในเทคโนโลยี LFP โดย Rivian หนึ่งในผู้ผลิตอีวีของสหรัฐฯ กล่าวกับทาง CNN ฺBusiness ว่า เมื่อได้เห็น “ศักยภาพที่เหลือเชื่อ” ของ LFP ครั้งแรกเมื่อปีที่แล้ว บริษัทก็มีแผนที่จะใช้ LFP ขณะที่โฟล์กสวาเกนระบุว่า อาจจะใช้ LFP ในรถยนต์ขนาดเล็ก ส่วนฟอร์ดเผยว่า “กำลังพิจารณา” LFP อยู่
ในฐานะที่ไทย และอินโดนีเซียกำลังจะกลายเป็นฐานการผลิตรถยนต์ไฟฟ้าและแบตเตอรีให้กับยักษ์ใหญ่อย่างเทสลา การเร่งทำความเข้าใจเทคโนโลยีแบตเตอรี่และตัดสินใจต่อยอดพัฒนาแบตเตอรี่ให้สามารถตอบโจทย์ตลาดและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมก็น่าจะช่วยให้ไทยสามารถเป็นฟันเฟืองที่สำคัญของอุตสาหกรรมรถยนต์ไฟฟ้าโลกได้
ที่มา: CNN, Kyodo News, Global Times, TechWire Asia, Prestige
ข่าวอื่น ๆ ที่น่าสนใจ
ดีพร้อม ผนึก GC ปั้นไบโอพลาสติกสู่เชิงพาณิชย์ ผลิตงานวิจัยใช้กากกัญชง ลดขยะอุตสาหกรรม
