شریک قدیمی ایلان ماسک با زباله‌های تسلا امپراتوری جدیدی می‌سازد

در بیابان‌های نوادا که زمانی به جویندگان طلا شهرت داشت، امروز تب دیگری جریان دارد؛ ولی این‌بار از سیلیکون و لیتیوم. درست در همسایگی گیگافکتوری تسلا، چشم‌اندازی غیرعادی نظر رهگذران را به خود جلب می‌کند: دشتی پهناور که هزاران جعبه فلزی خاکستری‌رنگ در آن ردیف شده‌اند.

این جعبه‌ها همان باتری‌های بازنشسته‌ی خودروهای برقی‌اند که روزی نیروی خودروهای تسلا، فورد و BMW را فراهم می‌کردند و حالا برای فاز جدید بهره‌برداری آماده می‌شوند. اینجا نه یک انبار صنعتی، بلکه نقطه‌ی تولد ایده‌ای انقلابی است: بهره‌گیری از باتری‌های ظاهراً ناکارآمد برای تأمین انرژی زیرساخت‌های رو به گسترش هوش مصنوعی.

شرکت «ردوود متریالز» (Redwood Materials) با ابتکار جی‌بی استرابل، از بنیان‌گذاران و مدیر ارشد فناوری پیشین تسلا تأسیس شد. استرابل که سال‌ها در صنعت خودروهای الکتریکی حضور داشت، در سال ۲۰۱۷ تسلا را ترک کرد تا به یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های این صنعت بپردازد: سرنوشت باتری‌ها پس از پایان عمر مفیدشان. او با پایه‌گذاری ردوود، هدفی روشن داشت؛ ساختن زنجیره‌ای پایدار و حلقه‌ای بسته برای بازیافت و استفاده‌ی دوباره از این منابع ارزشمند.

اما مسیر ردوود به کشفی غیرمنتظره ختم شد. بسیاری از باتری‌هایی که برای بازیافت به دست شرکت می‌رسیدند، هنوز بخش قابل‌توجهی از ظرفیت خود را حفظ کرده بودند؛ گاهی تا ۵۰ یا حتی ۸۰ درصد. نابودکردن چنین منبعی، اتلاف آشکاری بود. همین‌جا بود که جرقه‌ای در ذهن استرابل زده شد: چرا این باتری‌ها پیش از ورود به کوره‌های بازیافت، یک‌بار دیگر به کار گرفته نشوند؟

پاسخ به این پرسش، به تولد بزرگ‌ترین میکروگرید (ریزشبکه) ساخته‌شده از باتری‌های دست‌دوم در آمریکای شمالی انجامید؛ سامانه‌ای عظیم برای ذخیره‌سازی انرژی با ظرفیت ۶۳ مگاوات ساعت که امروز برق دو مرکز داده‌ی سیار شرکت زیرساخت هوش مصنوعی «کروسو» (Crusoe) را تأمین می‌کند. این دستاورد فراتر از یک موفقیت تجاری، به‌عنوان راهکاری مقیاس‌پذیر و عملی در برابر یکی از جدی‌ترین معضلات عصر دیجیتال شناخته می‌شود.

همان‌طور که استرابل می‌گوید: «محدودیت اصلی برای محاسبات هوش مصنوعی دیگر قدرت پردازش نیست، بلکه انرژی و دسترسی به برق است.» آنچه اکنون در بیابان نوادا رقم می‌خورد، چشم‌اندازی کاملاً جدید برای حل این مشکل جهانی ارائه می‌دهد.

جی‌بی استرابل در سیلیکون‌ولی چهره‌ای ناشناخته نیست. او مهندسی بود که در کنار ایلان ماسک، هسته‌ی فنی تسلا را شکل داد و تا سال ۲۰۱۹ به‌عنوان مغز متفکر پشت فناوری باتری‌ها و پیشرانه‌های این شرکت شناخته می‌شد. بااین‌حال، دغدغه‌ی او فراتر از توسعه‌ی خودروهایی سریع‌تر و با بُرد بیشتر بود.

استرابل به نقطه‌ی پایان این چرخه می‌اندیشید؛ به انبوه باتری‌های لیتیوم یونی که طی دهه‌های آینده به پایان عمر مفید خود خواهند رسید و به مشکلی زیست‌محیطی و صنعتی تبدیل می‌شوند.

در سال ۲۰۲۱، شبکه‌ی CNBC نخستین‌بار به سراغ استارتاپ نوپای او در حوزه‌ی بازیافت باتری رفت. آن روزها ردوود متریالز هنوز در آغاز مسیر بود؛ اما طی چهار سال بعد، رشدی نمایی را تجربه کرد. استرابل توضیح می‌دهد: «حجم موادی که پردازش می‌کنیم تقریباً ۲۰ برابر شده است. برای مدیریت این حجم عظیم، چندین خط تولید و کارخانه‌ی جدید راه‌اندازی کرده‌ایم.»

البته این شرکت اکنون در حال ساخت یک کارخانه‌ی بازیافت باتری بسیار بزرگ‌تر در کارولینای جنوبی است؛ مجموعه‌ای ۶۰۰ هکتاری که نسخه‌ی توسعه‌یافته‌ی همان مدل ایجادشده در نوادا به شمار می‌آید. استرابل توضیح می‌دهد: «بسیاری از کارخانه‌های باتری‌سازی آمریکا در سواحل شرقی قرار دارند. بنابراین ایجاد یک مرکز در نزدیکی بندر چارلستون و مجتمع‌های تولید باتری شرق ایالات متحده، از نظر لجستیکی کاملاً منطقی به نظر می‌رسد.»

امروز ردوود متریالز به عنوان یکی از بازیگران اصلی صنعت بازیافت باتری، حدود ۷۰ درصد از کل باتری‌های جمع‌آوری‌شده در آمریکای شمالی را به خود اختصاص می‌دهد. این یعنی میلیون‌ها باتری از دستگاه‌های کوچک مانند تلفن‌های همراه، لپ‌تاپ‌ها و ابزارهای برقی گرفته تا باتری‌های عظیم خودروهای الکتریکی شرکت‌هایی چون تسلا، فورد، BMW و بیش از صد شرکت دیگر، به‌جای آنکه در محل‌های دفن زباله رها شوند، به چرخه‌ی تولید بازمی‌گردند.

استفاده از باتری‌های دست‌دوم برای ذخیره‌سازی انرژی ایده‌ی تازه‌ای نیست، اما چالش اصلی همیشه به هماهنگ‌کردن هزاران باتری ناهمگون برمی‌گردد؛ باتری‌هایی که از سازندگان مختلف، با مدل‌ها و شرایط سلامت متفاوت می‌رسند. پرسش کلیدی این است که چطور می‌توان یک باتری تسلا مدل S با ۸۰ درصد ظرفیت باقی‌مانده را در کنار باتری یک فورد مک-ای با تنها ۲۰ درصد ظرفیت قرار داد و همه را به‌عنوان یک واحد منسجم انرژی به کار گرفت؟

پاسخ ردوود به این چالش، جعبه‌ی خاکستری کوچک و هوشمندی است که آن را «مترجم جهانی» (universal translator) می‌نامند. این قطعه‌ی پیچیده‌ی الکترونیک قدرت که توسط مهندسان داخلی طراحی شد، به این شرکت اجازه می‌دهد تا هر نوع باتری از هر سازنده‌ای را به سیستم ذخیره‌سازی خود متصل کند. به گفته‌ی استرابل، «سخت‌ترین بخش کار، طراحی همین الکترونیک قدرت و نرم‌افزار کنترل آن بود.».

در مرحله بعد باتری‌های تأییدشده روی قفسه‌های عظیمی قرار می‌گیرند و «مترجم جهانی» به آن‌ها متصل می‌شود. این ابزار به سیستم مرکزی اجازه می‌دهد با هر باتری به زبان خاص صحبت کند، وضعیت آن را لحظه‌به‌لحظه رصد کرده و انرژی را به شکلی بهینه از آن استخراج نماید.

این سیستم ماژولار، انعطاف‌پذیری فوق‌العاده‌ای دارد. اگر یک باتری به پایان عمر واقعی خود برسد، تعویض آن فرایندی سریع و ساده خواهد بود: یک لیفتراک باتری فرسوده را جدا می‌کند، باتری جدیدی را به‌جای آن می‌گذارد و آن را به سیستم متصل می‌نماید.

جایگزینی باتری که «تعویض داغ» (hot swap) نامیده می‌شود، کمتر از ۳۰ ثانیه طول می‌کشد. این سیستم به‌گونه‌ای طراحی شده که با صدها یا حتی ده‌ها هزار باتری کار کند و همگی در خدمت یک هدف مشترک باشند: تأمین انرژی پایدار برای یک مرکز صنعتی یا یک مرکز داده.

البته استفاده از باتری‌های دست‌دوم چالش‌های خاص خود را دارد. چنین سیستم‌هایی به مدیریت فعال‌تری نیازمندند؛ تیم ردوود باید به‌طور مداوم ظرفیت را پایش و باتری‌ها را تعویض کند تا عملکرد پایدار بماند و ظرفیت کلی پروژه حفظ شود. همچنین این مراکز به فضای بیشتری نسبت به سیستم‌های معمولی نیاز دارند. این تصمیم آگاهانه بوده است، زیرا علاوه بر تسهیل دسترسی برای تعویض باتری‌ها، ایمنی نیز افزایش می‌یابد.

در این حوزه ایمنی، اولویتی حیاتی محسوب می‌شود: خطر «فرار حرارتی» (thermal runaway) در باتری‌های لیتیوم-یون، تهدیدی جدی است که می‌تواند به آتش‌سوزی و خسارات مالی هنگفتی منجر شود. بنابراین، سیستم مدیریت سلامت باتری باید بی‌نقص عمل کند.

رشد سریع هوش مصنوعی، تقاضایی بی‌سابقه برای مصرف انرژی ایجاد کرد. مراکز داده‌ای که مدل‌های زبانی بزرگ و الگوریتم‌های پیشرفته را اجرا می‌کنند، به زیرساخت‌های عظیم برق نیاز دارند. برآوردها نشان می‌دهد که تنها تا سال ۲۰۲۸، مراکز داده می‌توانند بیش از ۱۲ درصد از کل انرژی مصرفی ایالات متحده را به خود اختصاص دهند.

در چنین شرایطی، ردوود متریالز فرصتی کلیدی شناسایی کرد. این شرکت با بهره‌گیری از میکروگرید ساخته‌شده از باتری‌های دست‌دوم توانست یک مرکز داده‌ی جدید را تنها در کمتر از پنج ماه و بدون نیاز به اتصال به شبکه‌ی برق راه‌اندازی کند. نخستین همکاری در این مسیر با شرکت «کروسو» (Crusoe) شکل گرفت؛ شرکتی که در ساخت بزرگ‌ترین مراکز داده‌ی هوش مصنوعی جهان تخصص دارد.

انرژی موردنیاز این سخت‌افزارها از طریق پنل‌های خورشیدی تأمین و در باتری‌های دست‌دوم خودروهای برقی ذخیره می‌شود. نتیجه، سیستم یکپارچه‌ای است که امکان ترکیب انرژی تجدیدپذیر پیوسته با پردازش‌های هوش مصنوعی را فراهم می‌آورد.

این راهکار نه‌تنها سریع‌تر، بلکه به شکل قابل‌توجهی ارزان‌تر تمام می‌شود بر اساس برآورد استرابل، استفاده از باتری‌های دست‌دوم در چنین مقیاسی می‌تواند هزینه‌ها را تا نصف قیمت استفاده از باتری‌های لیتیوم-یون نو کاهش دهد. هرچند هزینه‌های عملیاتی و نگهداری این سیستم‌ها اندکی بیشتر است، اما کاهش چشمگیر سرمایه‌گذاری اولیه، آن را به مدلی جذاب و رقابتی تبدیل می‌کند.

این سیستم‌ها برای کاربردهای مختلفی ایده‌آل هستند: از مراکز داده‌ی کوچک در لبه‌ی شبکه (edge data centers) که نزدیکی به کاربران برای کاهش تأخیر حیاتی است، تا توسعه‌ی مراکز داده‌ی موجود یا حتی فراهم‌کردن قدرت محاسباتی در محل برای شرکت‌ها.

پروژه‌ی مشترک با کروسو تنها نقطه‌ی شروع بود. ردوود اکنون بیش از یک گیگاوات‌ساعت باتری قابل استفاده‌ی مجدد در انبارهای خود نگهداری می‌کند؛ معادل ظرفیت باتری حدود ۱۲,۵۰۰ خودروی برقی. به‌علاوه آن‌ها در حال طراحی پروژه‌هایی با ظرفیت بیش از ۱۰۰ مگاوات هستند؛ طرح‌هایی که تا ده برابر بزرگ‌تر از میکروگرید فعلی خواهند بود.

استرابل می‌گوید: «مقیاس‌پذیری این معماری تقریباً هیچ محدودیتی ندارد. ما می‌توانیم همین ساختار را تا ۱۰۰ برابر یا حتی بیشتر گسترش دهیم.»

بازار ذخیره‌سازی انرژی البته رقابت شدیدی را تجربه می‌کند. شرکت‌هایی مانند تسلا با محصول «مگاپک» (Megapack) سال‌هاست در این حوزه حضور دارند و به جایگاه تثبیت‌شده‌ای رسیده‌اند. بااین‌حال، کارشناسان معتقدند ظرفیت بازار آن‌قدر زیاد است که برای بازیگران جدید نیز فرصت وجود دارد؛ به‌ویژه آن‌هایی که راهکارهایی خلاقانه و کم‌هزینه ارائه می‌دهند.

باوجود میلیون‌ها خودروی برقی که امروز در جاده‌های آمریکا در حال تردد هستند و باتوجه‌به رشد سریع این تعداد در هر سال؛ منبع تأمین باتری برای چنین پروژه‌هایی تضمین‌شده به‌نظر می‌رسد.

ردوود برآورد می‌کند که استفاده‌ی مجدد از باتری‌ها می‌تواند به یکی از اجزای اصلی سبد ذخیره‌سازی انرژی در شبکه‌ی برق ایالات متحده تبدیل شود و حتی در دهه‌های آینده، سهمی بیش از ۵۰ درصد از این بازار را به خود اختصاص دهد.

بازار ذخیره‌سازی انرژی به‌اندازه‌ای سریع توسعه می‌یابد که حتی شرکت‌هایی که پیش‌تر هیچ نقشی در این صنعت نداشتند، اکنون به دنبال ورود هستند؛ زیرا سودآوری و منطق اقتصادی آن روشن و قابل‌اثبات است.

همکاری ردوود و کروسو نشان داد که می‌توان زیرساخت‌های هوش مصنوعی آینده را با روشی پایدار، مقرون‌به‌صرفه و در زمانی به‌مراتب کوتاه‌تر از مدل‌های سنتی تأمین انرژی کرد. این سیستم ماژولار می‌تواند چه در مقیاس‌های کوچک و چه در پروژه‌های عظیم پیاده‌سازی شود.

آنچه در بیابان نوادا رخ می‌دهد، فراتر از یک کسب‌وکار تازه است. این تجربه نمونه‌ای از تغییر الگوهای صنعتی به شمار می‌رود؛ جایی که باتری‌های خارج‌شده از چرخه‌ی حمل‌ونقل پاک، به منبعی حیاتی برای یکی از پرمصرف‌ترین فناوری‌های تاریخ بشر، یعنی هوش مصنوعی، تبدیل می‌شوند.

همان‌طور که استرابل تأکید می‌کند: «اکنون که مدل هزینه و کارایی فناوری پایه را اثبات کرده‌ایم، واقعاً در مرحله‌ای هستیم که برای گسترش آن به پروژه‌های بسیار بزرگ‌تر هیجان‌زده‌ایم.»