รู้จักแบตเตอรี่โซลิดสเตต(Solid-State Battery)ตัวเปลี่ยนเกมยานยนต์อีวี

 

แบตเตอรี่โซลิดสเตต (Solid-state Battery) คือ แบตเตอรี่ที่ใช้อิเล็กโทรไลต์ในรูปของแข็ง มีความปลอดภัยสูงเนื่องจากโอกาสติดไฟต่ำ มีเสถียรภาพสูง ประกอบกับความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้น และประสิทธิภาพในการกักเก็บพลังงานที่เหนือกว่าเมื่อเทียบกับ แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน นอกจากนี้ ยังสามารถชาร์จไฟได้อย่างรวดเร็ว จึงเป็นแหล่งพลังงานสำหรับผลิตภัณฑ์ยุคใหม่อย่างรถยนต์ไฟฟ้า สมาร์ทโฟน และผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์อัจฉริยะ

นี่คือ “ตัวเปลี่ยนเกม” ในวงการยานยนต์อีวี

แบตเตอรี่โซลิดสเตตได้รับความสนใจจากอุตสาหกรรมยานยนต์เป็นอย่างมาก รวมทั้งบริษัทยักษ์ใหญ่ผู้ผลิตรถยนต์จากญี่ปุ่นดังที่เป็นข่าวล่าสุด (อ่านเพิ่มเติม: หุ้นโตโยต้าทะยานรับข่าวเปิดตัว EV พร้อมแบตฯเจนเนอเรชันใหม่) เนื่องจากมีประสิทธิภาพสูง ชาร์จไฟได้เร็ว และมีความปลอดภัย ตอบโจทย์ความต้องการของผู้ใช้รถยนต์ไฟฟ้าในปัจจุบัน

ผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรมยานยนต์ซึ่งยังคงนิยมใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่ใช้อิเล็กโทรไลต์ชนิดของเหลว (Liquid Electrolyte) ในวงกว้าง ให้ความเห็นว่า จุดอ่อนหรือความเสี่ยงของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบที่ใช้อิเล็กโทรไลต์ชนิดเหลว คือความเสี่ยงในการรั่วไหล อีกทั้งยังทนอุณหภูมิสูงได้ไม่ดีมากนัก

เรื่องนี้ ทำให้บริษัทรถยนต์หลายค่าย เช่น นิสสัน (Nissan) ซึ่งเล็งเห็นข้อเสียของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน หันมาสนใจแบตเตอรี่โซลิดสเตตที่ใช้อิเล็กโทรไลต์ในรูปของแข็งแทน เนื่องจากสามารถแก้ไขปัญหานี้ได้ดี

นายอัชวานี กุปตา ประธานเจ้าหน้าที่ฝ่ายปฏิบัติการของนิสสัน ให้มุมมองว่า แบตเตอรี่โซลิดสเตต จะเป็น”จุดเปลี่ยนสำคัญ” เป็น Game Changer หรือตัวเปลี่ยนเกมในวงการรถยนต์ไฟฟ้า บริษัทมีแผนลงทุน 1.4 แสนล้านเยน หรือราว 1,200 ล้านดอลลาร์สหรัฐในปีหน้า (ค.ศ.2024) เปิดไลน์ผลิตแบตเตอรี่ชนิดนี้ในญี่ปุ่นเพื่อทดสอบการผลิตแบบจำนวนมาก และตั้งเป้าใช้งานจริงในปี 2028 ภายใต้แผนพันธมิตรไตรภาคี “Alliance 2030”ที่ประกอบด้วยกลุ่มพันธมิตรเรโนลต์-นิสสัน-มิตซูบิชิ ซึ่งงานนี้มีนิสสันเป็นผู้รับผิดชอบในการพัฒนาแบตเตอรี่ยานยนต์

“แบตเตอรี่โซลิดสเตตจะช่วยให้รถยนต์ไฟฟ้าสามารถติดตั้งระบบหล่อเย็นที่เรียบง่าย ช่วยลดต้นทุนด้านพลังงานลงได้มาก คาดว่าจะสามารถลดราคาแบตเตอรี่ยานยนต์ลงมาเหลือที่ 65 ดอลลาร์สหรัฐต่อ 1 กิโลวัตต์ ทั้งนี้ บริษัทมีแผนลดราคารถยนต์ไฟฟ้าให้ลงมาให้เทียบเท่ารถยนต์ที่ใช้เครื่องยนต์สันดาปในอนาคต” นายมาโคโตะ อุชิดะ ประธานบริษัทนิสสัน เปิดวิสัยทัศน์

แล้วโตโยต้าว่าไง

โตโยต้าเอง ซึ่งแม้จะมีความเคลื่อนไหวในเรื่องการพัฒนายานยนต์ไฟฟ้าล่าช้ากว่าคู่แข่ง แต่ก็เห็นได้ชัดว่าการประกาศแผนล่าสุดว่าด้วยการเปิดตัวรถอีวีรุ่นใหม่และแบตเตอรี่รุ่นใหม่ที่เป็นชนิดโซลิดสเตต คือแผนการเรียกความเชื่อมั่นและหวังช่วงชิงส่วนแบ่งในตลาดรถยนต์ไฟฟ้าที่กำลังขยายตัวอย่างรวดเร็วนี้เช่นกัน

โตโยต้าได้เริ่มทดลองนำแบตเตอรี่แบบใหม่มาใช้กับรถยนต์ไฮบริดของบริษัทตั้งแต่ปี 2020 แล้ว โดยนายมาซาฮิโกะ มาเอดะ ประธานเจ้าหน้าที่บริหารภาคพื้นเอเชียของโตโยต้า เปิดเผยว่า ปัจจุบันบริษัทกำลังอยู่ในช่วงรวบรวมข้อมูลการทดสอบดังกล่าว เพื่อนำไปใช้ในการพัฒนารถยนต์ไฟฟ้ารุ่นต่อๆ ไปที่จะออกมาแทนที่รถไฮบริด

ขณะที่นายโคจิ ซาโตะ ประธานเจ้าหน้าที่บริหาร (ซีอีโอ) คนใหม่หมาดของโตโยต้าที่เพิ่งเข้ารับตำแหน่งเมื่อวันที่ 1 เม.ย.ที่ผ่านมา ย้ำชัดว่า บริษัทมีแผนพัฒนาแบตเตอรี่โซลิดสเตตเพื่อใช้ในรถแบรนด์เล็กซัส ( Lexus) และตั้งเป้าพัฒนารถยนต์ไฟฟ้าประสิทธิภาพสูงออกมาภายใต้แบรนด์นี้เช่นเดียวกัน

สำนักวิเคราะห์ Fuju Keizai แห่งประเทศญี่ปุ่น คาดการณ์ว่า ภายในปี 2025 หรืออีกเพียงสองปีข้างหน้า แบตเตอรี่โซลิดสเตต จะมีมูลค่าตลาดที่ประมาณ 56,000 ล้านเยน หรือราว 4.9 ร้อยล้านดอลลาร์สหรัฐ คิดเป็นเงินไทยกว่า 1.7 หมื่นล้านบาท จากนั้นจะทะยานขึ้นเป็น 2.1 ล้านล้านเยน หรือราว 18,000 ล้านดอลลาร์สหรัฐในปี 2036 (พ.ศ.2579)

นอกจากนิสสัน และโตโยต้าแล้ว ฮอนด้า ก็เป็นบริษัทรถยนต์ค่ายญี่ปุ่นอีกราย ที่กำลังเร่งวิจัยและพัฒนาแบตเตอรี่โซลิดสเตตเพื่อนำมาใช้กับรถยนต์อีวีเช่นกัน  

สมรภูมินี้มีคู่แข่งทั้งจากเอเชียและตะวันตก

อันที่จริงนอกจากบริษัทญี่ปุ่นแล้ว บริษัทอื่น ๆในเอเชีย โดยเฉพาะบิ๊กเนมในวงการแบตเตอรี่ ไม่ว่าจะเป็น LG Chem จากเกาหลีใต้ หรือ CATL จากจีน ต่างก็มีแผนพัฒนาแบตเตอรี่โซลิดสเตตของตนเองอยู่เช่นกัน

ขณะที่ค่ายรถยนต์ฝั่งตะวันตกทั้งยุโรปและอเมริกา เท่าที่มีการเปิดตัวกันมาแล้วว่ากำลังมีแผนพัฒนาแบตเตอรี่โซลิดสเตต ก็ได้แก่

• โฟล์คสวาเกน (Volkswagen) ซึ่งมีแผนเปิดสายการผลิตภายในปี 2025
• บีเอ็มดับเบิลยู (BMW) และ ฟอร์ด (Ford) ต่างก็มีแผนเดินหน้าพัฒนาแบตเตอรี่โซลิดสเตตภายใต้การร่วมทุนในโครงการ Solid Power

บทสรุป ลงมือก่อน ผลิตติดตั้งก่อน ย่อมได้เปรียบ

ดร.โนโบรุ ซาโตะ อาจารย์พิเศษมหาวิทยาลัยนาโกยา ประเทศญี่ปุ่น ที่ปรึกษาอาวุโสบริษัทเอสเปค (Espec) ให้ความเห็นว่า การพัฒนาเทคโนโลยีแบตเตอรี่โซลิดสเตต รวมทั้งเทคโนโลยีอื่น ๆ มีปัจจัยสำคัญ 3 ข้อ คือ

• เงินลงทุน
• เวลา
• และทรัพย์สินทางปัญญา

โดยยกตัวอย่างว่า การที่อุตสาหกรรมประเทศใดจะอยู่เหนือคู่แข่งได้ จะต้องเริ่มก่อน ลงทุนก่อน และในกรณีที่พัฒนาเทคโนโลยีใหม่ได้สำเร็จ การจดทะเบียนทรัพย์สินทางปัญญาก่อน จะช่วยให้บริษัทมีข้อได้เปรียบในตลาดโลกเป็นอย่างมาก และจะให้ผลลัพธ์สูงสุดหากนานาชาติเลือกใช้เทคโนโลยีนั้น ๆ

ตัวอย่างในอดีตที่ผ่านมา จะเห็นได้จากการนำแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมาใช้เป็นส่วนประกอบสำคัญในรถยนต์ไฟฟ้ายุคปัจจุบัน ซึ่งเวทีดังกล่าวถือว่า จีนและเกาหลีใต้มีความเคลื่อนไหวไวกว่าญี่ปุ่นและครองตลาดได้มากกว่า

ดังนั้น หากญี่ปุ่นประสบความสำเร็จกับการพัฒนาแบตเตอรี่โซลิดสเตตเหนือคู่แข่ง ก็อาจจะถือว่าอุตสาหกรรมของญี่ปุ่นสามารถแก้มือได้สำเร็จ และน่าจะกลับมาทวงความยิ่งใหญ่ได้เหมือนเมื่อครั้งอดีต หลังจากตั้งแต่ปี 2016 เป็นต้นมา ญี่ปุ่นต้องสูญเสียส่วนแบ่งตลาดในตลาดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนให้กับจีนและเกาหลีใต้มากขึ้นๆทุกๆปี

รัฐบาลญี่ปุ่นเองเล็งเห็นความสำคัญในการพัฒนาแบตเตอรี่ชนิดใหม่นี้ และได้ริเริ่มโครงการเงินทุนสนับสนุนการวิจัยและพัฒนาให้กับภาคเอกชนมาตั้งแต่ปี 2021 โดยตั้งงบไว้ที่ 1.5 แสนล้านเยน หรือราว 1,300 ล้านดอลลาร์สหรัฐ เนื่องจากเล็งเห็นว่า ถ้ารัฐไม่ยื่นมือช่วยออกเงินสนับสนุนแล้ว อุตสาหกรรมญี่ปุ่นจะเสียเปรียบเป็นอย่างมากในยุคที่โลกหันไปแข่งขันด้านเทคโนโลยีแบตเตอรี่และการปรับตัวตามนโยบายด้านสิ่งแวดล้อม

ที่สำคัญก็คือ อุตสาหกรรมแบตเตอรี่นั้น จะเป็นอุตสาหกรรมสำคัญอย่างยิ่งในโลกอนาคต ไม่ต่างกับเซมิคอนดักเตอร์และเครื่องมือแพทย์ เพราะจากแรงกดดันด้านสิ่งแวดล้อมจะบีบให้โลกต้องลดการใช้เชื้อเพลิงลง แบตเตอรี่จะกลายเป็นส่วนสำคัญของยานยนต์ รวมทั้งเครื่องใช้ไฟฟ้า และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ หากประเทศไหนไม่มีซัพพลายเชนแบตเตอรี่ที่มั่นคงแข็งแรง ย่อมส่งผลต่ออุตสาหกรรมการผลิตอื่นๆไปด้วยอย่างแน่นอน