کد مطلب : ‌10613

فرمان مس در دستان خودروهای الکتریکی

رشد استفاده از خودروهای الکتریکی در جهان، منجر به افزایش مصرف مس در سال‌های آینده خواهد شد. اما این خودروهای نو چگونه بر بازار مس اثرگذار هستند؟

هم‌راستا با تحولات فناوری‌های مرتبط با انرژی‌های تجدیدپذیر، پتانسیل رشد سریع سهم وسایل نقلیه الکتریکی در بازار جهانی خودرو، اغلب به‌عنوان یکی از سناریوهای مثبت برای تقاضای مس در آینده تلقی می‌شود. دلیل این نگرش غالب این است که مصرف مس در هر خودروی الکتریکی بیش از مصرف مس در موتورهای استاندارد احتراق داخلی است. علاوه بر این، استفاده از وسایل نقلیه الکتریکی به‌صورت گسترده نیازمند سرمایه‌گذاری در زیرساخت‌های پشتیبان آنها، چه در منازل و چه در مکان‌های عمومی است. موسسه مطالعاتی CRU در گزارشی درباره تاثیر خودروهای الکتریکی بر مصرف مس در جهان، به بررسی این زیرساخت‌ها و اثرات آنها بر بازار مس پرداخته است.

براساس این گزارش، علاوه بر قطعات مسی که در حال حاضر در موتورهای احتراق داخلی استفاده می‌شوند (شرح در جدول زیر) وسایل نقلیه الکتریکی نیازمند موتورهای الکتریکی و در بسیاری موارد باطری‌های لیتیوم-یونی دارای ورق مسی هستند. همچنین، استفاده از خودروهای الکتریکی با افزایش زیرساخت‌های الکتریکی همراه خواهد بود. از این رو، با وجود تفاوت‌های فناوری‌ها و مشخصات وسایل نقلیه، مصرف مس به ازای هر وسیله نقلیه الکتریکی بیشتر از مصرف مس برای موتورهای احتراق داخلی خواهد بود. 

با این وجود، اصطلاح وسایل نقلیه الکتریکی یک اصطلاح کلی بوده که تمام وسایل نقلیه‌ای را که بخشی از نیروی موردنیاز برای حرکت خود را از موتورهای الکتریکی تامین می‌کنند، دربرمی‌گیرد. سه زیرمجموعه اصلی برای وسایل نقلیه وجود دارد که عبارتند از خودروهای الکتریکی هیبریدی، خودروهای هیبریدی با اتصال برقی و خودروهای الکتریکی باطری‌ای. مصرف باطری به ازای هر خودرو در این سه زیرمجموعه متفاوت است ولی به‌عنوان یک قاعده کلی می‌توان گفت بیشترین مصرف مس مربوط به خودروهای الکتریکی کاملا باطری‌ای است. 

موارد مصرف مس اضافی

علاوه بر موارد گفته شده، بخش‌های دیگری نیز مصرف مس اضافی دارد. موتورهای الکتریکی مورد استفاده به منظور تامین نیروی خودروها مهمترین منبع مصرف اضافی مس به شمار می‌روند. در موتوری که بیشترین مصرف مس را به خود اختصاص داده و توسط شرکت تسلا به کار گرفته شده از تکنولوژی موتور القایی استفاده شده که در استاتور و قفسه روتاتور آن سیم‌پیچ مسی به کار رفته است. موتورهای دی‌سی‌براش‌لس (DC Brushless Motors) که مصرف مس در آنها کمتر است ولی به‌طور گسترده‌تری در خودروهای هیبریدی به کار گرفته شده‌اند نیز دارای مصرف مس در سیم‌پیچ استاتور خود هستند ولی روتاتور آهنربایی دائمی آنها معمولا از مواد معدنی کمیاب ساخته می‌شوند. براساس برآوردهای موسسه ICA در سال 2013 میزان مس در موتورهای القایی نزدیک به 17.5 کیلوگرم بوده در حالی که این رقم در موتورهای دی‌سی‌براش‌لس برابر با 4.5 کیلوگرم است. 

باطری‌های لیتیوم-یونی دارای ورق مسی،‌ منبع بزرگ بعدی مصرف اضافی مس در خودروهای الکتریکی هستند که در حال حاضر از ورق مسی به‌عنوان جمع‌آوری‌کننده آند در سلول باطری استفاده می‌شود. تکنولوژی‌های باطری به‌طور گسترده‌ای متفاوت بوده و در آنها مقادیر مختلفی از ورق مسی استفاده می‌شود. علاوه بر این در برخی از خودروهای الکتریکی از باطری‌های لیتیوم-یونی استفاده نمی‌شود. برآوردهای انجام‌شده در مورد خودروهای نیسان لیف و شورولت حاکی از این بوده‌اند که به ترتیب 7.7 درصد و 5.7 درصد از وزن سلول باطری در این خودروها مروبط به ورق مسی بوده که معادل با 11.8 کیلوگرم ورق مسی در نیسان لیف و 10.4 کیلوگرم ورق مسی در شورولت است. می‌توان فرض کرد که برآورد کلی مصرف ورق مسی در یک خودروی الکتریکی کاملا باطری‌ای برابر با 11 کیلوگرم باشد. 

حوزه پایانی که مصرف مس را به خود اختصاص داده نیاز به کابل‌های اضافی برای برقراری ارتباط میان قطعات الکتریکی، درگاه شارژ، معکوس‌کننده و مبدل جریان مستقیم و متناوب به منظور کنترل ولتاژ فراهم‌شده برای موتور الکتریکی است. علاوه بر این موتورهای الکتریکی به‌طور کلی دارای سیستم هوشمند بیشتری به منظور نظارت بر عملکرد و سطح شارژ هستند که نیازمند مصرف مس بیشتری است. 

پیش‌بینی بازار خودروهای الکتریکی

پیش‌بینی داخلی CRU حاکی از این است که بازار جهانی خودرو در طول دوره 2015 تا 2025 شاهد رشد ترکیبی سالانه 2.7 درصدی خواهد بود و سطح تولید در این بازار در سال 2025 به 118.5 میلیون دستگاه خواهد رسید. پیش‌بینی می‌شود سهم خودروهای الکتریکی از بازار خودرو در جهان از 3.3 درصد در سال 2015 به 7.7 درصد در سال 2025 افزایش یابد. در مورد زیرمجموعه‌های خودروهای الکتریکی انتظار می‌رود نرخ رشد ترکیبی سالانه برای خودروهای الکتریکی باطری‌ای برابر با 18 درصد، برای خودروهای هیبریدی با اتصال برقی برابر با 16.5 درصد و در مورد خودروهای هیبریدی حدودا 60 درصد از فروش خودروهای الکتریکی فروخته‌شده در سال 2025 را به خود اختصاص دهند. 

انتظارات موجود پیرامون ادامه غالب بودن خودروهای هیبریدی در بازار خودروهای الکتریکی به دلیل اینرسی و عدم تمایل به تغییر در راستای کنار گذاشتن کلی خودروهای دارای مصرف سوخت فسیلی است. این انتظارات روی پیش‌بینی مصرف مس تاثیرگذار خواهند بود چراکه این نوع از خودروهای الکتریکی کمترین مصرف مس را به خود اختصاص داده‌اند. همچنین خودردهای هیبریدی نیازمند هیچگونه زیرساخت فیزیکی نخواهند بود چراکه این خودروها انرژی موردنیاز خود را در زمان ترمز گرفتن یا در حالی که موتور احتراق داخلی در حال فعالیت است، تامین می‌کنند. با استفاده از پیش‌بینی‌های داخلی CRU در مورد میزان تولید خودرو و میزان مصرف مس در صورت تغییر نکردن در طول زمان برآورد می‌شود مصرف مس به ازای هر خودرو تا سال 2025 به 21.7 کیلوگرم افزایش یابد.

چالش‌های پیش روی استفاده از مس در خودروهای نوین

با همه اینها، فشارهایی که روی تولیدکنندگان خودرو در زمینه کاهش وزن خودرو در راستای بهبود بهره‌وری سوخت وجود دارد، موجب افزایش تحقیق و توسعه در راستای جایگزینی مس در کاربردهای آن در خودروها شده است. این باور وجود دارد که این موضوع در سال‌های آینده با معرفی نسل آینده خودروها تسریع شده و می‌تواند برخی از موارد افزایش مصرف مس در خودروهای الکتریکی را خنثی کند. به عبارت دیگر، افزایش میزان مصرف مس در خودروها با سرعت کمتری نسبت به برخی از پیش‌بینی‌های خوشبینانه به وقوع خواهد پیوست. علاوه بر این، وزن اضافی مجموعه‌های باطری در خودروهای الکتریکی می‌تواند موجب شود تولیدکنندگان اقدامات بیشتری را به منظور کاهش وزن خودروها در پیش گیرند.

شرکت سومیتومو الکتریک ژاپن بزرگترین تولیدکننده سیم‌پیچ خودرو در جهان در گزارش سالانه خود در 31 مارس 2016 به این نکته اشاره کرده است که در حال تلاش برای افزایش تولید سیم‌پیچ‌های آلومینیومی با استحکام بالاست که از سال 2010 تولید آنها را آغاز کرده است. در سال 2015 این شرکت ادعا کرد که موفق به تولید سیم آلیاژ آلومینیومی شده که دارای استحکام بیشتر از مس است و می‌تواند در نواحی دور موتور خودروها که لزش در آنها زیاد است مورد استفاده قرار گیرد. تاکنون تنها مس در نواحی پرفشار خودروها مورد استفاده قرار گرفته است. این شرکت قصد دارد 110 میلیارد ین ژاپن را به بودجه تحقیق و توسعه در سال 2017 اختصاص دهد که 68 درصد از آن متعلق به بخش خودروسازی خواهد بود.

به نظر می‌رسد خودروهای الکتریکی بر بازار مس در سال‌های پیش‌رو اثرگذار هستند. اما تغییر استانداردهای این خودروها در بلندمدت می‌تواند منجر به کاهش استفاده از مس در آنها و درنتیجه کاهش تقاضا برای مصرف مس در این حوزه شود. 

نام‌ :
ایمیل :
نمایش داده نمی‌شود
متن :
 
عضویت در خبرنامه
نام‌ و نام‌خانوادگی:
ایمیل :
مس پرستلگرام
به نظر شما سایت عصر‌مس‌آنلاین بهتر است بیشتر به چه مطالبی بپردازد؟