เตรียมเปิดตัวแบตเตอรี่รถ EV รุ่นใหม่วิ่งได้ไกล 1,000 กิโลเมตร

นาย Oliver Zipse , CEO ของ BMW ได้ออกมาชื่นชมรถยนต์ไฟฟ้า (EV) จากค่าย BMW ที่จะออกมาในปี  2025 บริษัท BMW ต้องการสร้าง “รถยนต์คลาสใหม่ขี้น” ซึ่งเป็นรถที่ขับเคลื่อนด้วยระบบไฟฟ้า โดยนาย Zipse เพิ่งให้สัญญาในเดือนมีนาคม 2024 ระหว่างการนำเสนอตัวเลขการประกอบธุรกิจประจำปีว่า “รถของเราจะสามารถวิ่งได้ไกลขึ้น 30% และชาร์จเร็วขึ้น 30%” ซึ่งเรื่องนี้เกิดขึ้นได้ด้วยเซลล์แบตเตอรี่ทรงกลมรุ่นใหม่ที่ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าทุกเซลล์แบตเตอรี่ที่มีอยู่ในตลาดในปัจจุบัน และแน่นอนที่ BMW ซึ่งมีบริษัทตั้งอยู่ในเมืองมิวนิก จะไม่ได้เป็นผู้ผลิตรถยนต์รายเดียวที่มีนวัตกรรมดังกล่าว โดยขณะนี้กลุ่มผู้ผลิตรถยนต์เน้นนำเสนอประสิทธิภาพแบตเตอรี่ต่าง ๆ ที่นำมาติดตั้งในรถยนต์ของพวกเขา ผู้ผลิตแบตเตอรี่จำนวนมากเองก็ได้นำเสนอสิ่งที่พวกเขาพัฒนาขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาแบบเงียบ ๆ ในงาน Beijing Auto Show ผู้นำตลาดแบตเตอรี่รถยนต์ CATL เองก็เพิ่งนำเสนอซุปเปอร์แบตเตอรี่ที่มีประสิทธิภาพทำให้รถสามารถวิ่งได้ไกลถึง 1,000 กิโลเมตร พร้อมฟังก์ชันการชาร์จพลังงานแบบด่วน ซึ่งซุปเปอร์แบตเตอรี่ดังกล่าวน่าจะถูกนำมาใช้กับรถยนต์หรูยี่ห้อ Geely Zeekr เร็วๆ นี้

สำหรับผู้ผลิตแบตเตอรี่รายอื่น ๆ ก็กำลังทดลองใช้วัสดุแอโนดรูปแบบใหม่ (Anode ที่บริเวณด้านที่ให้อิเล็กตรอนจากปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมี โดยปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นที่ด้านนี้จะเรียกเป็นปฏิกิริยาออกซิเดชัน) มาช่วยบีบพลังงานให้สูงขึ้น 2 – 3% เพื่อทำให้แบตเตอรี่มีพลังงานเพิ่มขึ้น และสามารถทำให้รถขับเคลื่อนได้ไกลขึ้นเป็นระยะทางหลายกิโลเมตร โดยผู้เชี่ยวชาญด้านยานยนต์นาย Mathias Hüttenrauch ซึ่งอดีตเคยเป็นหัวหน้าภาคพื้นยุโรปของ CATL กล่าวเมื่อไม่นานมานี้ว่า “รถ EV รุ่นถัดไปจะไม่มีปัญหาเกี่ยวกับระยะทางหรือประสิทธิภาพในการชาร์จแบตฯ อีกต่อไป” โดยสิ่งพิเศษที่จะเกิดขึ้นกับนวัตกรรมในช่วง 1 – 2 ปีข้างหน้านี้ ก็คือ นวัตกรรมเหล่านี้จะมุ่งเน้นด้าน “วิวัฒนาการ” มากกว่า “การปฏิวัติ” นวัตกรรม อย่างการการอัพเกรดแบตเตอรี่รุ่นใหม่นั้น จะใช้เทคโนโลยีลิเธียมไอออน (Lithium-Ion Battery) ที่ได้รับการพิสูจน์บนท้องถนนว่า สามารถนำมาใช้งานได้อย่างจริงและเหมาะที่จะพัฒนาให้ดีขึ้นไปอีก โดยเทคโนโลยีลิเธียมไอออนเป็นเทคโนโลยีมาตรฐานที่ใช้กับแบตเตอรี่สำหรับรถ EV ในปัจจุบันอยู่แล้ว ซึ่งในช่วง 1 – 2 ปีข้างหน้า น่าจะมีแบตเตอรี่เพียงไม่กี่ตัวอย่างเท่านั้นที่จะอิงการทดลองด้านสารเคมีชนิดใหม่ ๆ นอกจากนั้นภาคอุตสาหกรรมเองก็ยังชินกับการใช้งานเทคโนโลยีลิเธียมไอออน ซึ่งทำให้มีข้อดี คือ สามารถผลิตเซลล์ของแบตเตอรี่รุ่นใหม่ล่าสุดได้ในโรงงานที่มีอยู่แล้ว และประกอบเป็นชุดที่สามารถนำมาติดตั้งในรถ EV ได้เลย โดยนักวิเคราะห์จาก Bloomberg NEF คำนวณให้เห็นว่า ในช่วง 10 ปีที่ผ่านมา แบตเตอรี่มีความหนาแน่นของพลังงานเพิ่มขึ้นเฉลี่ย 6% ต่อปี ค่านี้ถือว่าเป็นสิ่งสำคัญมากในด้านประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ นาย Shobhan Dhir ผู้เชี่ยวชาญด้านแบตเตอรี่จากสำนักงานพลังงานระหว่างประเทศ (IEA – The International Energy Agency) ในกรุงปารีสอธิบายว่า “เหตุผลหลักปัจจุบันที่สามารถขยายความหนาแน่นของพลังงานในแบตเตอรี่ในช่วงนี้ได้ก็คือ กระบวนการผลิตถูกปรับปรุงให้มีประสิทธิภาพสูงขึ้นนั่นเอง” มีการปรับปรุง การออกแบบบรรจุภัณฑ์ ปรับน้ำหนักแบตฯ ให้ลดลง ซึ่งทั้งหมดนี้เรียกได้ว่าเป็น “งานวิศวกรรมอันปราดเปรื่อง” นั่นเอง โดยแบตเตอรี่มาตรฐานในรถ EV ในปัจจุบันมีราคาสำหรับผู้ผลิตที่ 7,000 ยูโรโดยประมาณ จนถึงตอนนี้แบตเตอรี่เหล่านี้สามารถใช้วิ่งได้ 400 กิโลเมตร (โดยประมาณ) แต่แบตเตอรี่รุ่นใหม่ปีนี้จะสามารถทำให้รถ EV เดินทางได้ไกลถึง 700 หรือ 800 กิโลเมตร ในระหว่างที่ราคายังเท่าเดิมที่ 7,000 ยูโร นาย Christoph Neef ผู้จัดการโครงการด้านเทคโนโลยีรูปแบบใหม่ของสถาบัน Fraunhofer Institute ด้านการวิจัยระบบและนวัตกรรมในเมือง Karlsruhe กล่าวว่า “ความจุของแบตเตอรี่ที่เพิ่มขึ้นกำลังทำให้ราคาแบตเตอรี่มีราคาลดลง”

ในขณะที่ ผู้ผลิตแบตฯ ชาวจีนกำลังเร่งความเร็วในการพัฒนาแบตเตอรี่อย่างหนัก ซึ่งมีหลายวิธีในการเพิ่มประสิทธิภาพแบตเตอรี่ให้สูงขึ้น ไม่ว่าจะเป็นการความเร็วในการชาร์จพลังงานไปจนถึงขยายอายุการใช้งานแบตฯ ให้มีระยะเวลาที่นานขึ้น และการที่ BMW มีพัฒนาการแบบก้าวกระโดดในแง่ของความหนาแน่นของพลังงานจนสูงกว่าอัตราเฉลี่ยอย่างมากนั้น ส่วนหนึ่งเป็นเพราะรูปแบบเซลล์แบตเตอรี่ทรงกลมรุ่นใหม่ โดยเซลล์แบตเตอรี่ดังกล่าวสามารถใช้เพื่อเก็บพลังงานไฟฟ้าในปริมาณที่สูงบนพื้นที่ที่มีขนาดเท่ากันกับเซลล์รุ่นเก่า โดย Tesla ผู้ผลิตรถยนต์จากสหรัฐฯ ได้ปูทางสำหรับรูปแบบเซลล์ดังกล่าวไว้แล้ว เมื่อปี 2020 ในงาน “Battery Day” บริษัท Tesla ได้นำเสนอเซลล์ทรงกลม 4,680 ลูก แต่จนแล้วจนรอดนอกจากรถ Model Y แล้ว Tesla ก็ยังไม่ได้ใช้เทคโนโลยีดังกล่าวกับรถรุ่นอื่น ๆ ของบริษัทแต่อย่างใด อย่างไรก็ตามภายในปี 2025 คาดว่า รถ “คลาสใหม่” ที่ Tesla จะนำออกสู่ตลาดก็น่าจะเริ่มใช้เทคโนโลยีดังกล่าวด้วยเช่นกัน ในเวลาเดียวกันผู้ผลิตรถยนต์ไฟฟ้า Polestar ยังวางแผนที่จะนำรถรุ่น “Polestar 5” ออกสู่ตลาดในปีหน้า มีการกล่าวกันว่า รถสปอร์ตรุ่นนี้น่าจะมีการติดตั้งเทคโนโลยีการชาร์จพลังงานจากบริษัท Storedot บริษัทผู้ผลิตแบตเตอรี่จากประเทศอิสราเอล โดยบริษัทต่าง ๆ อย่าง BP, Daimler Truck, Volvo เองก็ได้เข้ามาร่วมลงทุนเชิงยุทธศาสตร์กับบริษัทจากประเทศอิสราเอลบริษัทนี้เช่นกัน และหนึ่งในบริษัทที่ร่วมลงทุนกับ Storedot ก็มีบริษัท Polestar ร่วมด้วยนั้นเอง บริษัท Storedot โฆษณาว่า แบตฯ ของบริษัทมีความเร็วในการชาร์จที่เทียบเท่ากับระยะเวลาที่รถปรกติแวะปั๊มน้ำมัน ซึ่งบริษัท Storedot ทำให้สิ่งนี้เกิดขึ้นได้ด้วยการใช้เทคโนโลยีซิลิคอนแอโนด (Silicon- anode) ที่ในทางทฤษฎีซิลิคอนแอโนดสามารถกักเก็บลิเธียมไอออน (ไอออน คือ อะตอมหรือกลุ่มอะตอมที่มีประจุสุทธิทางไฟฟ้าเป็นบวกหรือเป็นลบ) ได้มากถึงสิบเท่าของแอโนดที่ใช้ในแบตเตอรี่รถ EV ทั่วไปที่ส่วนใหญ่ทำมาจากกราไฟท์ เมื่อแบตฯ มีความจุสูงขึ้นนั้นหมายถึงความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้นโดยอัตโนมัตินั้นเอง IEA ได้คำนวณว่า แบตฯ รุ่นดังกล่าวมีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้น 20% ถึง 50% เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ทั่วไป ซึ่งการเปลี่ยนวัสดุแอโนดนั้นเป็นเพียง “วิวัฒนาการ” เท่านั้นนาย Dhir ผู้เชี่ยวชาญของ IEA ให้เหตุผลว่า “เคมีที่เหลือที่ใช้ในเซลล์นั้นยังคงเหมือนเดิมทุกอย่าง” โดยบริษัท Storedot เป็นเพียงหนึ่งในผู้ผลิตแบตฯ หลาย 10 รายที่ทดลองการเพิ่มประสิทธิภาพประเภทนี้ ล่าสุดบริษัท Amprius และบริษัท Cuberg จากประเทศสหรัฐอเมริกาก็เพิ่งพาดหัวข่าวว่า ตามทฤษฎีแล้วแบตเตอรี่ของพวกเขายังมีความเหมาะสมสำหรับการใช้งานด้านการบินอีกด้วย

อย่างไรก็ตามนาย Hüttenrauch ผู้เชี่ยวชาญด้านแบตเตอรี่ได้ออกมาชี้ให้เห็นว่า โครงสร้างพื้นฐานสำหรับการชาร์จด่วนก็มีความจำเป็นเท่า ๆ กับสำหรับแบตเตอรี่แบบชาร์จด่วน โดยกล่าวว่า “เทคโนโลยีที่ดีที่สุดจะไม่มีประโยชน์สำหรับคุณหากคุณยังต้องยืนชาร์จรถที่สถานีชาร์จเป็นระยะเวลานาน” ในปัจจุบันเป้าหมายที่ต้องการของผู้ผลิตรถยนต์ และผู้ผลิตแบตเตอรี่ต้องการก็คือ ทะลุขีดจำกัด 1,000 กิโลเมตรต่อการชาร์จ 1 ครั้ง โดยเป็นไปได้ที่พวกเขาจะสามารถทำลายกำแพงนี้ได้ในเร็ววันนี้ ในอีก 2 ปีข้างหน้า นอกจาก CATL แล้ว Nio ยังได้ประกาศส่งแบตเตอรี่ที่มีความจุมากถึง 150 kWh สำหรับรถซีดานสุดหรูรุ่น ET7 ออกสู่ตลาดอีกด้วย โดยนาย William Li ผู้ก่อตั้งบริษัทได้สตรีมสดในการทดลองขับที่เมื่อปลายปี 2023 โดยเขาได้ขับรถดังกล่าวจากเมืองเซี่ยงไฮ้ไปยังเมืองเซียะเหมินในภาคทางตะวันออกเฉียงใต้ของจีนที่มีระยะทางรวมกันมากกว่า 1,000 กิโลเมตร โดยไม่ต้องชาร์จพลังงานให้รถเพิ่มแม้แต่ครั้งเดียว ในเวลาเดียวกันบริษัท Gotion ผู้ผลิตแบตเตอรี่จากประเทศจีนที่มีการร่วมมือกับ Volkswagen ก็มีเทคโนโลยีแบตฯ ที่มีทำให้รถสามารถวิ่งได้ในระยะทาง 1,000 กิโลเมตรเช่นกัน โดยเทคโนโลยีมีตัวย่อว่า LMFP ด้วยการเติมแมงกานีสลงในแคโทด (cathode คือ บริเวณด้านที่เกิดการรับอิเล็กตรอนจากปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมี โดยปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นที่ด้านนี้จะเรียกเป็นปฏิกิริยารีดักชัน) โดยเซลล์ดังกล่าวมีชื่อที่เรียกในวงการว่า “L600” ที่ได้รับการออกแบบมาให้ใช้งานได้ไกลกว่าเซลล์รุ่นก่อน ๆ แต่ยังไม่ชัดเจนในตอนนี้ว่า VW หนึ่งในบริษัทที่ตัวชี้วัดค่าดัชนีหุ้นเยอรมัน (DAX) ในฐานะพันธมิตรของ Gotion จะได้รับประโยชน์จากเทคโนโลยีดังกล่าวมากน้อยเพียงใด ปัจจุบัน Volkswagen เองก็กำลังดำเนินการเพื่อผลิตเซลล์มาตรฐานของตนเองอย่างหนักโดยมีกำหนดการที่จะจะเริ่มผลิตเซลล์ในเมือง Salzgitter รัฐ Niedersachsen ในปี 2025

อย่างไรก็ตาม เราคงปฏิเสธความจริงไม่ได้ว่า การที่แบตเตอรี่มีความจุมากขึ้น และใหญ่ขึ้นเรื่อย ๆ นั้นส่วนหนึ่งเป็นผลมาจากตรรกะทางการตลาดที่เรียบง่าย ด้วยความวิตกกังวลหลักของผู้ที่จะสามารถมาเป็นลูกค้าซื้อรถ EV นั้นก็ คือ “ระยะทาง” นั้นเอง ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นจริงแม้ว่าเป็นเรื่องที่ไม่มีเหตุผลก็ตาม จากการสำรวจของสมาพันธ์อุตสาหกรรมพลังงานและน้ำเยอรมนี (BDEW – Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft) ในปี 2023 แสดงให้เห็นว่า 2 ใน 3 ของผู้ที่สนใจจะซื้อรถ EV มีความกังวลว่า ข้อมูลของผู้ผลิตรถ EV เกี่ยวกับระยะทางที่รถวิ่งได้น่าจะไม่สอดคล้องกับการใช้งานจริงของพวกเขา แม้ว่าในความเป็นจริงแล้วคนส่วนใหญ่ขับรถน้อยกว่า 40 กิโลเมตรต่อวัน เท่านั้น นาย Dhir ผู้เชี่ยวชาญของ IEA กล่าวว่า “สิ่งที่ยากที่สุดก็คือการเปลี่ยนการรับรู้ของผู้บริโภค” คนส่วนใหญ่เชื่อว่า รถ EV ต้องใช้เวลาในการชาร์จนาน และสามารถวิ่งได้ไม่ไกล โดยไม่รู้ว่า ปัจจุบันมีรถ EV ทางเลือกมากมายขนาดไหนในท้องตลาด เป็นผลให้ผู้ผลิตแบตเตอรี่ และผู้ผลิตรถยนต์ต้องเพิ่มความเชื่อมั่นด้านการตลาดเกี่ยวกับเวลาในการชาร์จ และระยะทางให้สูงขึ้นกว่าเดิม ด้วยความหวังว่า สิ่งนี้จะทำให้เกิดการยอมรับรถ EV มากขึ้น แน่นอนจากมุมมองเชิงเทคนิคแล้วการแข่งขันในการทำให้รถ EV สามารถขับเคลื่อนในระยะทางที่ไกลขึ้นเรื่อย ๆ นั้นเป็นเรื่องที่น่าสนใจ โดยนาย Neef ผู้เชี่ยวชาญของสถาบัน Fraunhofer กล่าวว่า “แต่ในมุมมองด้านความยั่งยืน (sustainability) แล้วมันไม่ได้ส่งผลดีเป็นพิเศษ จะส่งผลเสียเสียมากกว่าด้วยซ้ำ” โดยเมื่อรถ EV มีน้ำหนักมากขึ้นเรื่อย ๆ เพราะต้องใส่แบตเตอรี่ในรถยนต์เพิ่มขึ้น สิ่งนี้ส่งผลให้รถ EV สร้างรอยเท้าคาร์บอน (carbon footprint) เพิ่มขึ้นโดยอัตโนมัติเพราะมีความจำเป็นที่จะต้องใช้วัตถุดิบมากขึ้นต่อการผลิตรถยนต์หนึ่งคัน และในทางกลับกันความต้องการในการใช้พลังงานของรถหนึ่งคันก็เพิ่มขึ้นเนื่องจากน้ำหนักที่เพิ่มขึ้นนั้นเอง นาย Neef กล่าวต่อว่า “การชาร์จแบบด่วนก็ต้องใช้พลังงานมากกว่าเดิม และต้องมีการจัดการด้านความร้อนของแบตเตอรี่ที่ดีกว่าด้วย” จากการศึกษาล่าสุดของสภาระหว่างประเทศว่าด้วยการขนส่งที่สะอาด (International Council on Clean Transportation) ได้คำนวณว่า การเพิ่มระยะทางในการขับเคลื่อนของรถ EV หนึ่งคันจากระยะทาง 250 เป็น 500 กิโลเมตรสำหรับผู้สัญจรในเมือง จะทำให้เพิ่มการสร้างรอยเท้าคาร์บอน (carbon footprint) ขึ้นหนึ่งในห้าส่วน เมื่อเทียบกับลูกค้าที่เลือกใช้รถยนต์ขนาดเล็กที่มีระยะทางของการวิ่งรถในการชาร์จต่อครั้งสั้นกว่าในแง่ของต้นทุนโดยรวมรถยนต์จะมีราคาสูงขึ้น 15% อีกด้วย

จาก Handelsblatt 27 พฤษภาคม 2567