IDTechEx

แร่หายากที่มีการนำไปใช้ในเทคโนโลยีสมัยใหม่ต่างๆ เป็นสิ่งที่ได้รับความสนใจตลอดหลายปีที่ผ่านมา แต่ด้วยความต้องการที่เพิ่มขึ้นอย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งตามการเติบโตของยานยนต์ไฟฟ้า (EV) ประเด็นนี้จึงถูกหยิบยกขึ้นมาพิจารณาก่อน โดย 82% ของตลาดรถยนต์ไฟฟ้าในปี พ.ศ. 2565 ใช้มอเตอร์ไฟฟ้าที่มีพื้นฐานของแม่เหล็กถาวรที่ใช้แร่หายาก ขณะที่ประเทศจีนเป็นผู้ควบคุมการจัดหาแร่หายากเป็นส่วนใหญ่ และด้วยเหตุนี้จึงนำไปสู่ความผันผวนด้านราคาอย่างมากในช่วงที่ผ่านมา โดยมีราคาพุ่งขึ้นเมื่อปี 2554/2555 และเพิ่มขึ้นอย่างมากระหว่างปี 2564-2565 สิ่งสำคัญก็คือ เมื่อนำไปเปรียบเทียบกับเทคโนโลยีอื่นๆ พบว่าบางวิธีสามารถนำมาใช้เพื่อกำจัดการใช้แร่หายากที่มีอยู่ในมอเตอร์ไฟฟ้าได้

ให้นึกภาพของเศรษฐกิจไฮโดรเจนในอนาคตที่มีโครงสร้างพื้นฐานด้านพลังงานที่ใช้ประโยชน์จากไฮโดรเจนคาร์บอนต่ำ ซึ่งมีความสำคัญต่อการลดคาร์บอนในภาคอุตสาหกรรม และการขนส่งระยะไกล ขณะเดียวกันยังตอบสนองความต้องการใช้พลังงานคาร์บอนต่ำที่เพิ่มขึ้นได้ แม้ว่าการเปลี่ยนแปลงนี้จะไม่เกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว แต่โอกาสในการพัฒนาโครงสร้างพื้นฐานไปตลอดทั้งห่วงโซ่คุณค่าไฮโดรเจนนั้นอยู่ในระดับที่มีนัยสำคัญ

คณะกรรมาธิการยุโรปได้เสนอ “รัฐบัญญัติวัตถุดิบวิกฤติ” (Critical Raw Materials Act) เพื่อ “รับรองสิทธิ์ของสหภาพยุโรป (EU) ในการจัดหาวัตถุดิบวิกฤติ เพื่อความมั่นคง, ความหลากหลาย, สามารถหาได้ และความยั่งยืน” รัฐบัญญัตินี้ได้แสดงเจตนาเป็นนัยสำคัญต่อเทคโนโลยีและตลาดต่างๆ แต่สิ่งหนึ่งที่เติบโตอย่างรวดเร็วด้วยการที่ให้ความไว้วางใจอย่างมากกับวัตถุดิบวิกฤติ คือ ตลาดยานยนต์ไฟฟ้า (EV) โดยเฉพาะมอเตอร์ไฟฟ้า

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา อุตสาหกรรมยานยนต์ไฟฟ้า (EV) ทั่วโลกได้เติบโตขึ้นอย่างมาก โดยมียอดขายยานยนต์ไฟฟ้าทั่วโลกเพิ่มขึ้นจากประมาณ 3.1 ล้านคันในปี พ.ศ. 2563 มาเป็นมากกว่า 9 ล้านคันในปี 2565 ซึ่ง IDTechEx ได้คาดการณ์ยอดขายยานยนต์ไฟฟ้าจะมีมากกว่า 12 ล้านคันในปี 2566 และเติบโตแบบทวีคูณในปีต่อๆ ไป โดยจะมียอดขายยานยนต์ไฟฟ้ามากถึง 20 ล้านคันในปี 2568 ขณะที่ยานยนต์ EV เชิงพาณิชย์มีจำนวนเพิ่มขึ้นกว่าเท่าตัวในปี 2564

มอเตอร์ไฟฟ้าที่ใช้ในงานลากจูงอาจมีการพัฒนาขึ้นมาตั้งแต่ช่วงทศวรรษที่ 1800 และยังคงพัฒนาอย่างต่อเนื่องมาจนกระทั่งปัจจุบัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในตลาดยานยนต์ไฟฟ้า (EV) ที่กำลังเติบโตขณะนี้ ทำให้เห็นถึงการนำเสนอเทคโนโลยีใหม่ๆ ในด้านนี้ รวมทั้ง โอกาส และความต้องการใช้งานมอเตอร์ไฟฟ้า โดย IDTechEx ได้ทำรายงานการวิจัยเกี่ยวกับมอเตอร์ไฟฟ้าสำหรับลากจูงในยานยนต์ไฟฟ้ามาตั้งแต่ปี ค.ศ. 2012 ซึ่งในแต่ละปีนั้นได้เห็นถึงพัฒนาการใหม่ๆ ที่สร้างความประหลาดใจและประทับใจมาอย่างต่อเนื่อง

ชิปคอมพิวเตอร์เป็นส่วนหนึ่งของรถยนต์มานานแล้ว แต่ไม่มีใครสนใจอย่างจริงจัง จนกว่ามันจะหยุดทำงานหรือเข้าสู่สายการผลิตล่าช้า ทำให้การผลิตหยุดชะงักจนสร้างแรงสะเทือนแก่อุตสาหกรรม อย่างไรก็ตาม จากการรายงานผลการวิจัย เรื่อง “Semiconductors for Autonomous and Electric Vehicles 2023-2033” (สารกึ่งตัวนำสำหรับยานยนต์ขับเคลื่อนอัตโนมัติและไฟฟ้า) ของ IDTechEx แสดงให้เห็นถึงแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นในอุตสาหกรรมยานยนต์ว่า ในไม่ช้าผู้บริโภคจะหันมาใส่ใจเกี่ยวกับชิปที่อยู่ในรถยนต์ของพวกเขามากขึ้น และ IDTechEx ยังคาดการณ์อีกว่า ในไม่ช้าจากนี้ไป การซื้อรถใหม่จะให้ความรู้สึกเหมือนซื้อคอมพิวเตอร์แบบแล็ปท็อปเครื่องใหม่

จากความต้องการให้การกำเนิดไฟฟ้ามีการปล่อยมลพิษเป็นศูนย์ ทำให้เซลล์เชื้อเพลิงออกไซด์แข็ง (solid oxide fuel cells; SOFC) ถูกนำมากล่าวถึงความเป็นไปได้ในเรื่องนี้ ด้วยความสามารถของ SOFC ในการทำงานกับไฮโดรเจน และมีประสิทธิภาพสูงกว่าเซลล์เชื้อเพลิงทางเลือกอื่นหากมีการจัดเตรียมระบบความร้อนและกำลังไฟฟ้าร่วม (combined heat and power; CHP) ไว้ในภายภาคหน้า ในขณะที่ความยืดหยุ่นของเชื้อเพลิงยังส่งเสริมการเปลี่ยนผ่านจากไฮโดรคาร์บอนไปสู่การกำเนิดไฟฟ้าที่ปล่อยมลพิษเป็นศูนย์ ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของเศรษฐกิจไฮโดรเจน อย่างไรก็ตาม มีประเด็นคำถามที่แท้จริงตามมาก็คือ ในเมื่อ SOFC มีโอกาสมากมายสำหรับการใช้เป็นแหล่งจ่ายกำลังไฟฟ้าแบบอยู่กับที่ แล้วเราจะใช้งานแบบใด ที่จะนำไปสู่ความสำเร็จของอุตสาหกรรมเซลล์เชื้อเพลิงออกไซด์แข็ง

จากจุดประสงค์เริ่มต้นของบรรจุภัณฑ์ที่มีไว้เพื่อปกป้องผลิตภัณฑ์ ไปจนถึงการกระตุ้นยอดขายผ่านการมีส่วนร่วมของผู้บริโภค บทบาทของบรรจุภัณฑ์ยังพัฒนาไปไกลกว่านั้นมาก เมื่อทุกวันนี้มีการสร้างเป็นบรรจุภัณฑ์แบบสมาร์ทหรือฉลาด (smart/intelligent) และจะยังคงเป็นแนวโน้มแบบนี้ต่อไปอีก พร้อมกับมีหน้าที่การใช้งานต่างๆ เพิ่มมากขึ้น ทั้งมาจากการติดตั้งเซนเซอร์ การพิมพ์ให้เป็นชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ติดอยู่ที่บรรจุภัณฑ์ และการติดตั้งชุดสื่อสารไร้สาย ทั้งนี้ก็เพื่อสร้างมูลค่าจากการใช้งานด้วยวิธีการใหม่ๆ ตั้งแต่ใช้เป็นฉลากสำหรับงานโลจิสติกส์ ไปจนถึงการทำให้เกิดการมีส่วนร่วมกับผู้บริโภคมากขึ้น

เซลล์เชื้อเพลิง (fuel cell) สามารถที่จะสร้างบทบาทสำคัญต่อการผลิตไฟฟ้าได้ในอนาคต โดยเปลี่ยนผ่านจากการใช้เชื้อเพลิงไฮโดรคาร์บอนแบบดั้งเดิม ไปเป็นเชื้อเพลิงที่ปล่อยมลพิษต่ำหรือเป็นศูนย์ ด้วยความยืดหยุ่นของเชื้อเพลิงที่ใช้สำหรับเซลล์เชื้อเพลิงแบบออกไซด์แข็ง หรือ SOFC (solid oxide fuel cells) ถือเป็นข้อเสนอที่สร้างความได้เปรียบในการแข่งขันเหนือเซลล์เชื้อเพลิงแบบเมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตอน หรือ PEMFC (proton exchange membrane fuel cell) ที่มีบทบาทอยู่ในปัจจุบัน แต่ก็มีข้อจำกัดที่สามารถดำเนินการได้เพียงเฉพาะไฮโดรเจน