بطاريات الحالة الصلبة والاقتصاد على ارتفاعات منخفضة في اتجاهين الاندفاع

باعتبارها تقنية متطورة في مجال بطاريات الطاقة، حظيت بطاريات الحالة الصلبة باهتمام كبير داخل الصناعة وخارجها. في عام 2024، كصناعة استراتيجية ناشئة تقودها التكنولوجيا ويدفعها الابتكار، من المتوقع أن تزداد شعبية اقتصاد الارتفاعات المنخفضة. ما هو نوع التآزر الذي سينشأ عندما تلبي بطاريات الحالة الصلبة الاقتصاد على ارتفاعات منخفضة؟

منذ وقت ليس ببعيد، بدأ بناء مشروع الإنتاج الضخم لبطاريات الليثيوم أيون ذات الحالة الصلبة عالية الأداء لشركة بكين ويلان رسميًا في فانغشان، بكين. ومن المخطط أن يتم بناء المشروع على ثلاث مراحل، مع التركيز على الطاقة على ارتفاعات منخفضة، ومركبات الطاقة الجديدة، وغيرها من المجالات. وفقًا لـ TOPEV، مع التطور المتسارع لاقتصاد الارتفاعات المنخفضة، تفتح بطاريات الحالة الصلبة إمكانيات تطبيق واسعة نظرًا لمزاياها، مثل السلامة العالية وكثافة الطاقة.

ووفقا للبيانات الصادرة عن إدارة الطيران المدني الصينية، من المتوقع أن يصل حجم سوق اقتصاد الارتفاعات المنخفضة في الصين إلى 1.5 تريليون يوان بحلول عام 2025 و3.5 تريليون يوان بحلول عام 2035.

تعد البطارية المكون الأساسي لنظام الطاقة في طائرات الإقلاع والهبوط العمودي الكهربائية (eVTOL)، وهي عنصر أساسي في الاقتصاد على ارتفاعات منخفضة، وتحدد مواصفاتها بشكل مباشر سلامة وأداء طيران eVTOL. أشار داي شيانغ، مؤسس ورئيس مجلس إدارة شركة Enli Power Technology Co., Ltd. (Enli Power)، في مقابلة إلى أنه من المتوقع أن يمثل قطاع البطاريات 15%-20% من السوق الاقتصادية على ارتفاعات منخفضة. استنادًا إلى توقعات السوق الحالية البالغة تريليون يوان، ستستحوذ صناعة البطاريات على سوق إضافي بقيمة 150-200 مليار يوان.

وفي المؤتمر الدولي للطاقة الشمسية الكهروضوئية والطاقة الذكية الذي عُقد مؤخرًا، ذكر تشو قونغ شان، رئيس المجلس العالمي للطاقة الخضراء، أنه في سيناريو الأعمال الخاص بالاقتصاد المنخفض الارتفاع الذي يتزايد بسرعة، "الخلايا الكهروضوئية + بطاريات الحالة الصلبة + تخزين الطاقة بكفاءة + الطاقة الفائقة" - الشحن السريع" سوف ينشئ أساسًا للطاقة لهذا الاقتصاد. وأكد أن بطاريات الحالة الصلبة، مع "ثلاثة مستويات عالية وواحدة سريعة" (السلامة العالية، وكثافة الطاقة العالية، والطاقة العالية، والشحن السريع)، تلبي المتطلبات الفنية لطائرات eVTOL فيما يتعلق ببطاريات الطاقة.

في الواقع، أصبح التوافق الممتاز بين بطاريات الحالة الصلبة والاقتصاد على ارتفاعات منخفضة معروفًا على نطاق واسع. حتى أن المطلعين على الصناعة ينظرون إلى الاقتصاد على ارتفاعات منخفضة باعتباره "ميدان اختبار" لبطاريات الحالة الصلبة. يمكن لبطاريات الحالة الصلبة معالجة المشكلات الحالية المتعلقة بانخفاض كثافة الطاقة ومخاوف السلامة في بطاريات الليثيوم، مما يدعم التنمية عالية الجودة لاقتصاد الارتفاعات المنخفضة.

على الرغم من أن تكلفة بطاريات الحالة الصلبة أعلى حاليًا من تكلفة البطاريات السائلة التقليدية، إلا أن داي شيانغ يعتقد أن الطائرات ذات الارتفاعات المنخفضة لديها بعض القدرة على تحمل تكاليف البطاريات المرتفعة خلال المراحل الأولى من التطوير بسبب الحاجة إلى الأداء. ومع اعتماد بطاريات الحالة الصلبة على نطاق واسع في الاقتصاد على ارتفاعات منخفضة، من المتوقع أن تقترب التكلفة من تكلفة بطاريات الليثيوم السائلة الثلاثية التقليدية في المستقبل القريب.

ومن الجدير بالذكر أيضًا أن "خطة التنفيذ للابتكار وتطبيق معدات الطيران العامة (2024-2030)" الصادرة عن وزارة الصناعة وتكنولوجيا المعلومات وثلاث إدارات أخرى تقترح بوضوح الإنتاج الضخم لمنتجات بطاريات الليثيوم للطيران بقدرة 400 وات/كجم والتحقق من تطبيق منتجات بطاريات الليثيوم للطيران بقدرة 500 وات/كجم.

باعتبارها صناعة تبلغ قيمتها تريليون يوان، ترى سوق رأس المال أن بطاريات الحالة الصلبة، وهي جزء من السلسلة الصناعية الأولية، هي المستفيد الرئيسي من النمو المستقبلي للاقتصاد على ارتفاعات منخفضة. ينظر المطلعون على الصناعة إلى تكنولوجيا البطاريات ذات الحالة الصلبة باعتبارها عنصرا أساسيا في تنمية الاقتصاد على ارتفاعات منخفضة.

تتمتع طائرات eVTOL بمتطلبات صارمة فيما يتعلق بكثافة طاقة البطارية ومعدل الأداء والسلامة لضمان قبول السوق والأداء. حاليًا، تستخدم معظم طائرات eVTOL بطاريات الليثيوم، والتي توفر حلاً أكثر توازناً مع الأخذ في الاعتبار عوامل مثل نضج التكنولوجيا، ومعايير السلامة، ومسافة الرحلة، وشهادة صلاحية الطيران، ومراقبة التكاليف.

على سبيل المثال، تلبي البطاريات الأسطوانية الكبيرة البالغ عددها 46 بطارية من شركة Guoxuan High-tech متطلبات الطاقة للطائرات بدون طيار من حيث السلامة وكثافة الطاقة ودورة الحياة والقدرة على التكيف البيئي. المنتج جاهز للتصنيع، وقد وقعت الشركة اتفاقية تعاون استراتيجي مع شركة Ehang Intelligent.

ومع ذلك، حققت شركات مثل CATL، وWeilan، وGuoxuan High-tech تقدمًا كبيرًا في تكنولوجيا بطاريات الحالة الصلبة، مما جذب اهتمامًا كبيرًا. كما حققت العديد من الشركات تقدمًا في استخدام بطاريات الحالة الصلبة في قطاعي الطائرات بدون طيار والطائرات بدون طيار.

على سبيل المثال، أطلقت Lishen Battery خلايا بطارية وحلول بطاريات ذكية للطائرات بدون طيار، مما أدى إلى تحسين مقاييس الأداء الرئيسية مثل كثافة الطاقة، ومعدل الشحن/التفريغ، وعمر الدورة. وقد تم نشر هذه المنتجات بالكامل في الطائرات الاستهلاكية بدون طيار، والطائرات بدون طيار الصناعية، وeVTOL.

بالإضافة إلى ذلك، في شهر يونيو، أعلنت شركة Enli Power عن إنجاز كبير في تكنولوجيا البطاريات ذات الحالة الصلبة بالكامل. يمكن لبطارية الحالة الصلبة الجديدة ذات السعة الكبيرة أن تحقق المئات من دورات الشحن/التفريغ المستقرة في بيئة خالية من الإجهاد، مما يحافظ على معدل الاحتفاظ بالسعة يزيد عن 85%. يوفر هذا التقدم التكنولوجي دعمًا حاسمًا لتطبيقات مثل الطائرات بدون طيار وطائرات eVTOL في الاقتصاد على ارتفاعات منخفضة. علاوة على ذلك، كان اختبار الطيران HAPS لبطارية الحالة الصلبة المصنوعة من معدن الليثيوم من Enli Power، والمدعومة من Softbank، ناجحًا.

في الختام، فتح الاقتصاد على ارتفاعات منخفضة آفاقًا جديدة لتطبيق تقنيات البطاريات من الجيل التالي مثل بطاريات الحالة الصلبة. وفي الوقت نفسه، تضع التطورات في تكنولوجيا البطاريات أساسًا متينًا لتوسيع نطاق صناعة الطائرات الكهربائية والطائرات العمودية وتسويقها تجاريًا.