วงจรชีวิตของ “แบตเตอรี่” พลังงานแห่งความยั่งยืน

เชื่อว่าอนาคตอันใกล้อีกไม่นาน เราจะเริ่มเห็นรถยนต์ไฟฟ้าหรือ EV (Electric Vehicle)แบบ 100% ออกวิ่งสู่ท้องถนนเพิ่มขึ้นอีกมากมาย เพราะในปัจจุบันนั้น ปัจจัยที่ยังคงเป็นเรื่องที่ต้องเร่งพัฒนากันอย่างต่อเนื่องคือ แบตเตอรี่ ที่จะต้องสามารถเก็บประจุไฟฟ้าได้มาก น้ำหนักต้องเบาลง สามารถชาร์จไฟได้ไวสะดวก วงจรชีวิตของแบตเตอรี่ที่อยู่ได้นานขึ้น และที่สำคัญคือรีไซเคิลได้ง่าย แถมเป็นพลังงานที่ยั่งยืน

สิ่งเหล่านี้ที่กล่าวมาข้างต้นนั้น BMW ถือได้ว่าเป็นศูนย์กลางด้านการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีแบตเตอรี่ และรถยนต์ไฟฟ้าที่ทันสมัยที่สุดแห่งหนึ่งของโลก โดย The BMW Group Battery Cell Competence Center นั้นมีศูนย์กลางอยู่ที่เมืองมิวนิค ประเทศเยอรมันนี ภายในเต็มไปด้วยนักวิทยาศาสตร์และผู้เชี่ยวชาญกว่า 200 คนทำงานอยู่

The BMW Group Battery Cell Competence Center โรงงานวิจัยและผลิตแบตเตอรี่ของ BMW Group

ซึ่งในศูนย์ผลิตและพัฒนาแบตเตอรี่แห่งนี้นั้น พวกเขาใส่ใจกับทุกขั้นตอนและทุกกรรมวิธีการผลิต ตั้งแต่การคัดสรรวัตถุดิบต่าง ๆ ทั้ง ขั้วบวก (anode) ขั้วลบ (cathode) แผ่นกั้น (separator) และอิเล็กโทรไลท์ (electrolyte) และเข้มงวดกันมากในเรื่องของกระบวนการทำงาน ซึ่งก็มีการวิจัยต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นมากมาย เพื่อนำองค์ความรู้ที่แข็งแกร่งของ BMW Group มาใช้ในการวิเคราะห์ความก้าวหน้าด้านการพัฒนาแบตเตอรี่รถยนต์ที่มีมากมายหลายแนวทางได้อย่างมีประสิทธิภาพ และประยุกต์สู่การพัฒนาแบตเตอรี่ได้อย่างถูกต้องเหมาะสม

พัฒนาเพื่อโลก ลด CO2 เพื่อความยั่งยืนของมนุษย์

มร. Oliver Zipse ประธานบอร์ดบริหารของ BMW ซึ่งเป็นผู้บุกเบิกประเด็นเรื่องความยั่งยืน หรือ Sustainability มาตั้งแต่ต้น ได้ให้ความเห็นถึงเรื่องดังกล่าวว่า “การเลือกบริษัทผู้ผลิตชิ้นส่วนต่าง ๆ นั้นสำคัญมาก พวกเขาจะต้องเห็นด้วยและยินดีที่จะใช้เทคโนโลยีสีเขียวร่วมกับเราในการผลิตแบตเตอรี่”

มร. Oliver Zipse ประธานบอร์ดบริหารของ BMW

โดยแบตเตอรี่เจเนอเรชันที่ 5 ที่จะเริ่มใช้ใน BMW i3 ที่เปิดตัวปีนี้และรถยนต์รุ่นใหม่ๆ ที่จะเข้าสู่ตลาดในปีต่อ ๆ ไป เช่น BMW iNEXT และ BMW i4 จะช่วยลดการปล่อยก๊าซ CO2 หรือ คาร์บอนไดออกไซด์ ได้มากกว่า 10 ล้านตัน ภายใน 10 ปีข้างหน้า เทียบเท่ากับการปล่อยก๊าซ CO2 ของกรุงมิวนิคเป็นเวลาหนึ่งปีเลยทีเดียว ซึ่งนับเป็นเรื่องที่น่ายินดี เพราะเมื่อยานพาหนะแห่งโลกอนาคต มีการใช้ไฟฟ้าเป็นพลังงานมากขึ้น การปล่อยก๊าซ คาร์บอนไดออกไซด์ ก็จะลดลงตามไป ภาวะเรือนกระจกที่ทำให้โลกเราร้อนก็จะเป็นไปในทิศทางที่ดีขึ้น

วัตถุดิบถือเป็นเรื่องสำคัญควบคู่ธรรมาภิบาล

มร. Oliver Zipse ประธานคณะกรรมการบริหารของ BMW AG และ Markus Söder หัวหน้ารัฐบาลแห่งรัฐบาวาเรียของเยอรมัน เยี่ยมชมศูนย์สมรรถนะเซลล์แบตเตอรี่แห่งใหม่ของ BMW

เพื่อความโปร่งใสของที่มาในการผลิตการคัดเลือกแหล่งที่มาของส่วนประกอบต่าง ๆ ไม่ว่าจะเป็น แร่ลิเธียม นิกเกิล แมงกานิส และโคบอลต์ นั้นมีความสำคัญ การตัดคนกลางออกไปจะทำให้เพิ่มความโปร่งใสในเรื่องของแหล่งที่มาของวัตถุดิบที่ใช้ในการผลิตแบตเตอรี่ โดย BMW Group มีแผนที่จะซื้อแร่โคบอลต์ และลิเธียมโดยตรงจากเหมืองที่ผลิต

นอกจากนี้อย่างที่ มร. Oliver Zipse ประธานบอร์ดบริหารของ BMW เคยได้กล่าวไว้ บริษัทจะให้ความสำคัญกับพาร์ทเนอร์ที่มีธรรมาภิบาล มีมาตรฐานด้านสิ่งแวดล้อม และให้ความสำคัญกับสิทธิมนุษยชนเป็นอันดับแรก เพราะนั่นจะนำไปสู่การขุดเจาะทรัพยากรธรรมชาติอย่างมีจริยธรรม และไม่ส่งผลกระทบที่เป็นอันตรายต่อชุมชนรอบข้าง

พัฒนาเพื่อให้วิ่งได้ไกลกว่า พร้อมยืดอายุการรับประกัน

การเติมและการผสมสารละลายอิเล็กโทรด ในการผลิตแบตเตอรี่

เป็นที่ทราบกันดีว่า อายุการใช้งานแบตเตอรี่ขึ้นอยู่กับพฤติกรรมการใช้รถ และการใช้เครื่องชาร์จที่มีระบบชาร์จแบบด่วนอาจส่งผลกระทบต่อแบตเตอรี่มากกว่าการชาร์จแบบปกติได้ เราสามารถเห็นสิ่งต่าง ๆ เหล่านี้จากสิ่งใกล้ตัวเรามากที่สุดจากพฤติกรรมการใช้โทรศัพท์มือถือของแต่ละคน บางคนอาจจะใช้แค่ปีเดียวแบตเตอรี่ก็เสื่อมสภาพ บางคนใช้ได้สองปีถึงสามปี ไม่เพียงเท่านั้น อุณหภูมิของสภาพแวดล้อม, จำนวนรอบ, ระดับการคายประจุ และอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ ล้วนแล้วแต่เป็นปัจจัยที่ส่งผลกระทบต่อแบตเตอรี่ได้ทั้งสิ้น

ด้วยเทคโนโลยีของ BMW Group ที่พัฒนาขึ้นมามากและทำผลงานได้ดีทำให้ BMW กล้าที่จะยืดการรับประกันแบตเตอรี่สำหรับ BMW i3 ในยุโปรจาก 60,000 ไมล์เป็น 100,000 ไมล์ หรือเทียบได้จาก 100,000 กิโลเมตรเป็น 160,000 กิโลเมตร และแนวโน้มดังกล่าวจากการพัฒนาเทคโนโลยีของ BMW ที่พวกเขาไม่ได้โฟกัสกับเรื่องของขนาดความจุของแบตเตอรี่ แต่เป็นเรื่องการดึงประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ออกมาใช้ให้มากที่สุด เพราะรถยนต์ไฟฟ้าที่ดีที่สุดในตอนนี้ สามารถวิ่งได้ไกล 375 ไมล์ (ราว 600 กิโลเมตร) ต่อการชาร์จหนึ่งครั้ง และพวกเขา มีนโยบายที่จะขยายกลุ่มของรถยนต์ที่ใช้แบตเตอรี่ดังกล่าวเพิ่มขึ้นเป็น 25 รุ่น ภายในปี 2023 โดยครึ่งหนึ่งจะเป็นรถพลังงานไฟฟ้าหรือ EV (Electric Vehicle) แบบ 100%

ปลดระวางแต่ความสามารถยังอยู่ พร้อมรับหน้าที่ใหม่

การเคลือบและการทำให้แห้งของอิเล็กโทรดฟอยล์

เป็นที่ทราบดีว่าทุกสิ่งบนโลกนี้มีอายุการใช้งานด้วยกันทั้งสิ้น แบตเตอรี่เองก็เป็นหนึ่งในนั้น เมื่อถูกปลดระวางงานจากงานหลักของมันคือการเป็นแหล่งพลังงานให้กับรถยนต์ เนื่องจากเริ่มมีการเสื่อมสภาพ แต่ใช่ว่าแบตเตอรี่เหล่านี้จะหมดสภาพแบบ 100% พวกมันยังสามารถทำงานได้อีก 70-80% และ BMW Group ก็ได้มอบหมายงานใหม่ให้พวกมันได้ทำงานต่อไป สถานที่ทำงานใหม่ของพวกมันคือ คอนเทนเนอร์ขนาด 85 x 20 ฟุตที่ตั้งอยู่ทางตอนเหนือของท่าเรือ Hamburg ของเยอรมนี ซึ่งเมื่อเราเข้าไปจะพบแบตเตอรี่เหล่านี้จำนวน 2,600 ตัว ทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงานสำรองเพื่อจ่ายไฟให้เกิดความเสถียรแก่ระบบ ว่าง่ายๆมันกลายเป็นแหล่งพลังงานสำรอง หากกระแสไฟเกิน พวกมันก็จะช่วยเก็บพลังงานไว้ แต่เมื่อระบบขาดพลังงาน พวกมันก็จะช่วยกันจ่ายไฟให้ระบบ

พวกมันยังคงรับหน้าที่ต่อไปยาวนานถึง 10 ปีก่อนที่มันจะหมดอายุการใช้งานแบบจริง ๆ และเข้าสู่กระบวนการรีไซเคิล โดยในกระบวนการรีไซเคิลนั่นเริ่มจากการแยกชิ้นส่วนต่าง ๆ ของแบตเตอรี่โดยพนักงาน 3 คน โดยใช้เครื่องตัดชนิดพิเศษ เพื่อเปิดตัวโมดูลของแบตเตอรี่ออกมา จากนั้น วัตถุดิบเช่น อลูมิเนียม, ขั้วไฟฟ้า, ตัวกั้น จะถูกนำไปบดเป็นชิ้นเล็ก ๆ ด้วยเครื่องทำลายชนิดพิเศษ ซึ่งกระแสไฟที่จ่ายให้กับระบบเครื่องทำลายตัวนี้ก็มาจากแบตเตอรี่ที่ปลดระวางแล้วนั่นเอง ดั่งที่กล่าวไว้ข้างต้น  ที่สำคัญเครื่องทำลายตัวนี้สามารถบดวัสดุต่าง ๆ ได้มากถึง 1,100 ปอนด์ (500 กิโลกรัม) ต่อชั่วโมงเลยทีเดียว ส่วนเซลล์แบตเตอรี่จะถูกนำไปหลอมในเตาและแยกโลหะออกมาเพื่อนำกลับมาใช้ใหม่

การเชื่อมเซลล์แบตเตอรี่เข้ากับชิ้นส่วนหลัก

BMW i3 และ แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

โดยในรัฐ Lower Saxony ซึ่งเป็นที่ตั้งของบริษัทต่าง ๆ เช่น Duesenfeld, Northvolt และ Umicore บริษัทเหล่านี้จะเข้ามารับหน้าที่รีไซเคิลแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนของ BMW Group ได้จนเกือบจะสมบูรณ์แบบเลยทีเดียว เราสามารถเห็นได้ว่า แบตเตอรี่ของ BMW ที่ถูกใช้ในรถยนต์ BMW i3 นั้นสามารถทำงานได้อย่างคุ้มค่าไม่ว่ามันจะอยู่ในหน้าที่ใดก็ตาม  หากใครที่สนใจเกี่ยวกับเรื่องของกระบวนการด้านแบตเตอรี่ของ BMW Group สามารถเข้าชมได้ที่โรงงานที่ตั้งอยู่ในเมือง Leipzig

พลังงานความยั่งยืนเป็นสิ่งสำคัญเหนือสิ่งใด

เทคโนโลยีในการขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า (Electromobility) นั้นจะได้รับการยกย่องว่าเป็นเทคโนโลยีแห่งความยั่งยืน (Sustainability)ไม่ได้เลย หากแบตเตอรี่ที่หมดอายุแล้วนั้นไม่สามารถนำเข้าสู่กระบวนการรีไซเคิลได้  แต่ด้วยเทคโนโลยีที่ทาง BMW Groupมี ทำให้สามารถนำวัตถุดิบที่รีไซเคิลนั้นกลับมาใช้งานได้ใหม่ ซึ่ง The BMW Group Battery Cell Competence Center พิสูจน์ให้เห็นแล้วว่า พวกเขาสามารถทำให้แนวคิดดังกล่าวเกิดขึ้นได้จริง ดั่งพันธะสัญญาที่เคยกล่าวไว้ว่า จะให้ความสำคัญกับเรื่อง Sustainability เหนือสิ่งอื่นใด

ที่มา: https://www.bmw.com/en/innovation/life-cycle-of-a-battery-cell.html

Share

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *