Impak skala tamadun bateri lithium dan tenaga solar

Saya sebenarnya menulis artikel ini sebagai respons kepada rakan-rakan dan keluarga yang bertanya kepada saya tentang masa depan kenderaan elektrik dan juga sebagai usaha untuk meluruskan fikiran sendiri.

Dan biasanya saya beritahu mereka bahawa soalan pokoknya bukan samada kita dapat menerima realiti kenderaan elektrik tetapi lebih kepada samada kita boleh menahan anjakan bateri lithium dan tenga solar sebagai punca tenaga utama dunia.

Apabila kita mendengar berita dan mendengar banyak perbincangan mengenai kenderaan elektrik dan tenaga boleh diperbaharui untuk mengurangkan impak perubahan iklim, adalah mudah untuk lupa bahawa ini adalah perbincangan tentang tenaga, lebih daripada apa-apa yang lain.

Tanyakan kepada mana-mana saintis dan jurutera, dan mereka akan memberitahu kita bahawa elektrik adalah cara yang lebih cekap untuk menghasilkan kuasa dan mengagihkannya di seluruh dunia, dan sebenarnya kebanyakan tenaga yang kita gunakan di kilang, pejabat, kedai, dan rumah kita adalah elektrik.

Hidrokarbon adalah bualan di bandar kerana ia memberi kuasa kepada kereta, trak, kapal terbang, dan kapal, perkara yang bergerak dan menarik perhatian kita dan ia begitu banyak dalam berita sebagai hasil daripada posisi politik dan penggunaannya dalam peperangan ekonomi.

Kemajuan teknologi yang diperlukan untuk perubahan tamadun ke peringkat seterusnya berlaku pada akhir tahun 1990-an dengan pembangunan bateri lithium-ion boleh cas semula secara komersial.

Ia membolehkan kapasiti penyimpanan yang jauh lebih padat berbanding teknologi bateri cas semula sebelumnya.


Pembangunan bateri cas semula berkait rapat dengan pembangunan alat elektronik bimbit yang berjaya dibanguinkan atas teknologi litar terpadu yang akhikrnya menghasilkan micro-processor dan komputer.

Peningkatan bilangan peranti elektronik di sekitar kita dan kebanyakan daripadanya menuntut untuk disambungkan ke server jauh di suatu tempat meningkatkan keperluan untuk elektrik akan secara eksponensial.

Keperluan untuk menghidupkan pelbagai ladang server dan Kepintaran Komputer (AI) akan memberi tekanan yang besar pada grid dalam beberapa dekad akan datang dan ini akan memerlukan pembaharuan sistem bekalan elektrik.


Sebahagian besar, grid kita perlu direka semula supaya lebih mirip seperti sistem bekalan air kita, ia memerlukan tangki penyimpanan, lebih-lebih lagi sekarang kos elektrik solar telah jatuh kepada nominal, kira-kira 2 sen per kWh.

Gabungan pembangunan bateri dan solar akan merubah cara kita menghasilkan, menyimpan, dan mengguna tenaga secara global.

Penurunan kos elektrik solar akan memaksa penggunaan meluas dan mengancam untuk mengekang minyak, gas, dan arang batu, jika tidak sepenuhnya mengeluarkannya dari perniagaan.


Menurut laporan Agensi Tenaga Antarabangsa (IEA) pada tahun 2014, matahari boleh menjadi sumber elektrik terbesar di dunia menjelang tahun 2050, melepasi bahan api fosil, angin, hidro dan nuklear.

Pada tahun 1975, apabila panel solar memasuki pasaran, kosnya kira-kira $115.3 per watt.
Hingga tahun 2010, harga ini sudah $2.15 per watt, dan menjelang tahun 2021 ia turun lagi 90 peratus menjadi hanya $0.27 per watt.

Pada Julai 2023, harganya turun kepada $0.19 per watt dan mungkin akan turun lebih jauh kerana kelebihan kapasiti di China, pengeluar panel solar terbesar di dunia.

Graph of solar panel prices over time (logarithmic scale)


Semakan berita akan menunjukkan bahawa majoriti projek generasi kuasa grid yang baru dikaitkan adalah berdasarkan solar dan itu sebelum kita mula melihat bagaimana bateri akan lebih mengintegrasikan tenaga boleh diperbaharui dengan grid utama.

Gabungan kuasa solar yang murah dan penurunan harga bateri akan menangani sifat terputus-putus sumber tenaga boleh diperbaharui.

Sistem penyimpanan tenaga, dikuasakan oleh bateri yang berkos efektif, akan memainkan peranan penting untuk memastikan kestabilan grid dengan menyimpan tenaga berlebihan apabila matahari bersinar terang dan angin bertiup kuat serta melepaskannya semasa tempoh pengeluaran rendah.


Setelah grid terutamanya menggunakan solar yang murah dan juga memberikan kemerdekaan tenaga, negara akan mendapati bahawa lingkaran tenaga terlemah dalam rantaian tenaga mereka adalah hidrokarbon dan mereka akan berusaha yang terbaik untuk mengurangkan ketergantungan mereka padanya, dan itu membawa kita kepada salah satu pengguna hidrokarbon terbesar, pengangkutan.

Tiada keraguan bahawa sukar untuk menyamai ketumpatan kuasa petrol, diesel, dan kerosin yang baik tetapi walaupun kita mengeluh tentang berat bateri dalam kereta elektrik, orang sudah beralih fikiran tentang bagaimana mereka seharusnya memberi kuasa kepada kereta mereka pada masa depan.

Berikut adalah perbandingan ringkas antara kos tenaga untuk perjalanan harian 18km dalam kereta elektrik, Tesla Model 3 dalam kes ini, dan Mazda CX8 2.2 Diesel. Kos elektrik seperempat daripada diesel.


Nampaknya alasan utama kebanyakan orang akan beralih kepada kenderaan elektrik adalah kecekapan tenaga, atau dalam kata orang biasa, kerana ia akan menjimatkan wang mereka.

Jika anda perlu mengambil sesuatu dari artikel ini, hanya ingat bahawa kecekapan tenaga bermaksud menjimatkan wang.

Bateri lithium juga mengambil peranan utama dalam elektrifikasi pengangkutan.

Dengan penurunan harga bateri hampir 90 peratus dalam 10 tahun yang lalu, dijangka akan terus merosot setengah lagi dalam lima tahun, menjadikan kenderaan elektrik lebih mudah diakses dan kompetitif dari segi kos.


Setelah kereta elektrik menjadi lazim, bilangan bateri besar di alam liar juga akan meningkat secara eksponensial dan ini pada akhirnya akan membawa kepada sistem grid yang sangat terdesentralisasi atau teragih di mana setiap rumah akan menjadi net positif tenaga hanya melalui panel solar di atas bumbung dan bateri rumah.

Bagaimana ini akhirnya akan berlaku sebenarnya tidak diketahui lagi tetapi saya ingin mencadangkan dua jalan, pertama adalah dengan menggunakan bateri grid dan/atau rumah baru atau bateri grid dan/atau rumah yang dipulihkan daripada bateri EV penggantian jaminan.

Hampir semua pengeluar EV memberikan jaminan khas untuk bateri mereka dan biasanya dijanjikan bahawa bateri akan mengekalkan sekurang-kurangnya 80% keadaan kesihatan dalam lapan tahun.

Apa yang ini bermaksud adalah jika bateri anda hanya boleh menampung 79% cas atau kurang daripada yang dijanjikan dalam 8 tahun maka pengeluar akan menggantikannya.

Bateri itu sendiri tidak mati dan masih ada banyak kehidupan di dalamnya, hanya bukan dalam kereta.

Sebuah kereta memerlukan aliran arus yang sangat tinggi untuk memberi kuasa kepada semua percepatan yang semua orang nikmati dan begitu bateri turun di bawah 80% keadaan kesihatan, ia hanya boleh memberikan 80% kuasa yang dijanjikan dan itu bermakna anda mungkin akan perasan penurunan prestasi.

Harap diingat bahawa enjin ICE tipikal kehilangan antara 1% dan 1.5% kuas mereka setiap tahun sehingga akhirnya memerlukan ubahsuai.

Jadi apabila anda mendapat bateri anda diganti di bawah jaminan, pembantah berkata bahawa bateri kuasa besar ini akan berakhir di tapak pembuangan kerana sukar untuk mendaur ulang mereka.

Secara realiti, teknologi kitar semula telah mengikuti perkembangan teknologi bateri dan masalah terbesar yang dihadapi oleh pereputan adalah kurangnya bateri EV besar untuk didaur ulang kerana, setelah bateri digantikan, mereka masih boleh digunakan sebagai bateri rumah atau grid.

Kebanyakan bateri ganti jaminan akan dipasangkan dengan sistem pengurusan bateri baru yang membolehkannya menguruskan cas dan menghantar kuasa kembali ke grid. Atau ia boleh berakhir sebagai paket kecemasan mudah alih untuk perkhidmatan penyelamat atau pihak berkuasa tempatan untuk digunakan di lokasi terpencil.

Bagaimana pun anda menggunakannya, bateri ganti jaminan boleh kekal berguna sekurang-kurangnya 15 hingga 20 tahun kerana penggunaan rumah dan grid tidak mungkin memerlukan aliran arus yang tinggi seperti kereta.

Apabila kita melihat semula segala yang berlaku pada abad ke-21, impak tamadun bateri lithium ini tidak dapat dinafikan.

Melebihi kuasa peranti dan kenderaan, bateri ini menjadi pemangkin untuk dunia yang lebih mampan dan bersatu.

Perkembangan berterusan teknologi lithium membawa janji untuk membentuk semula tamadun kita, mendorong kita ke arah masa depan di mana tenaga bersih, pengangkutan yang cekap, dan amalan mampan menjadi sebahagian penting dari sebutir harapan masyarakat kita. Impak bateri lithium meluas jauh di luar ranah teknologi; ia meresapi asas-asas kehidupan kita, menandakan era transformatif dalam tamadun manusia.

Evolusi berterusan dalam teknologi lithium menjanjikan untuk membentuk semula peradaban kita, mendorong kita ke arah masa depan di mana tenaga bersih, pengangkutan yang cekap, dan amalan mampan menjadi sebahagian penting dalam struktur masyarakat kita.

Impak bateri lithium meluas jauh melampaui bidang teknologi; ia meresap hingga ke pangkal jalan kehidupan kita, menandakan era transformasi dalam peradaban manusia.

Kesan bersamaan pengurangan kos bateri dan kuasa solar yang terjangkau mempunyai potensi untuk membentuk semula industri kenderaan elektrik (EV) dan sektor penghasilan kuasa, dan inilah sebab sebenar EV akan menjadi tidak dapat dielakkan.

Leave a comment