Батареи — огонь!
«Росатом» становится ключевым игроком в отечественной электромобильности. Начало строительства завода аккумуляторов — важнейший, но далеко не единственный шаг концерна в создании «батареечной» экосистемы
Компания «Рэнера», входящая в Топливную компанию «Росатома» ТВЭЛ, начала строить завод по производству литий-ионных аккумуляторов в Калининградской области на площадке Балтийской АЭС, сооружение которой было остановлено несколько лет назад. Производительность завода полного цикла — 1,8 млн ячеек в год общей емкостью 4 ГВт·ч в год. Это позволит оснастить тяговыми батареями до 50 тыс. транспортных средств — от ситикаров до электробусов. Порядка 10–15% выпускаемой продукции будет использовано для оснащения стационарных накопителей энергии. Начало производства намечено на 2024 год, выход на проектную мощность — на 2025-й.
Инвестиции в размере 26 млрд рублей, из которых 17 млрд — кредитные, а еще пять — субсидии правительства Калининградской области, создадут 900 рабочих мест на самом заводе и еще 600 на вспомогательных производствах. Событие давно ожидавшееся с момента приобретения «Росатомом» 49% в корейской компании Enertech International Inc, небольшого, но перспективного производителя литий-ионных элементов, у петербургского предпринимателя Бориса Зингаревича.
Сделка была завершена в марте 2021 года. Ее условием, в числе прочего, было строительство завода по производству аккумуляторных ячеек в России. На тот момент заявлялось, что пуск первой очереди состоится в 2025 году, а к 2030-му мощность производства составит не менее 2 ГВт·ч. Дальше — больше. В сентябре прошлого года, когда «Рэнера» и Калининградская область подписали соглашение о строительстве завода, его планируемая мощность выросла уже до «не менее 3 ГВт·ч в год». Сейчас же, как было сказано выше, предполагается выпускать до 4 ГВт·ч ячеек в год. Enertech International Inc. при этом выступает в качестве технологического партнера. Это, как представляется, может обернуться проблемами в случае, если правительство Кореи захочет запретить использование корейских технологий в российском производстве. Российская сторона эту угрозу не комментирует.
На момент заключения сделки новость не была из разряда сенсационных: «Росатом», будучи успешной коммерческой структурой, диверсифицирует свою деятельность в самых разных направлениях, от углеволокна до 3D-принтеров. Почему бы в его периметре и не появиться и «российской гигафабрике», тем более что «Рэнера» уже давно занимается производством систем накопления энергии на базе литий-ионных аккумуляторов, правда, используя при этом импортные ячейки сторонних производителей. Собираются батареи на росатомовском Московском заводе полиметаллов. До конца года экспериментальное производство планируется расширить до 150 МВт·ч в год, с прицелом в первую очередь на электротранспорт. Так, они уже устанавливаются на коммерческом транспорте — в частности, на троллейбусах «удлиненного хода» постройки «Белкоммунмаша», эксплуатируемых в Петербурге, а также на последнем поколении электро-«Газелей». А уже в следующем году ими будет оснащена опытнопромышленная партия электромобилей производства «Автотора».
Опыты в области электромобильности ведут многие, и доступность современных элементов для батарей для многих же была и остается ключевой проблемой. «Бытовые» ячейки, предназначенные для ноутбуков и прочих кофемолок, наличествуют в широкой продаже и относительно дешевы, но неконкурентоспособны ни по ресурсу, ни по емкости. А приобрести ячейки пусть не последнего, но относительно свежего поколения (в среднем с каждым поколением энергоемкость увеличивается на 15% как минимум при неизменном, а чаще увеличенном ресурсе) — ни стартаперы, ни «настоящие» автопроизводители калибром не вышли. Лучшее на рынке достается топ-компаниям, в первую очередь — вложившимся в совместные с производителями «батареек» исследования, что, собственно, и позволяет им добиваться улучшения характеристик относительно конкурентов.
А тут еще и западная блокада, осложнившая отношения c Panasonic и Samsung и отрезавшая Россию от поставок с польского завода LG. Его элементы, в общем, отнюдь не топовые — но привлекавшие многих разработчиков как транспортной, так и специальной техники соотношением цены и качества. Так что в собственной гигафабрике российские производители техники на электротяге нуждаются крайне остро. При всей реальной нишевости электропривода в РФ, не говоря уже о мечтательном размахе Минпромторга.
А мечты у минпромовцев, напомним, стахановские. Согласно принятой в прошлом году Концепции по развитию производства и использованию электромобильного транспорта, к 2025 году в России должно выпускаться 44 тыс. электромобилей. В 2030 году — 217 тыс. А еще не принятая и проходящая доработку стратегия развития автопрома предполагает в 2025–2030 годах долю продаж электромобилей в 5–12% «легкового» рынка, который, в свою очередь, оценивается в 1,7–1,8 млн легковых автомобилей в целом к 2026 году. То есть никак не меньше 65 тыс. электромобилей в 2026 году.
Плоское покатит!
Собственно батареи на заводе в Калининградской области выпускать не будут. Только ячейки, то есть аккумуляторные элементы, которые уже на «электромобильных» заводах будут собирать в батареи и оснащать системой термостатирования, защищающей их от перегрева при интенсивном разряде и, наоборот, сохраняющей тепло зимой. Производство заложено как гибкое, в том числе с прицелом на перспективные технологии — скажем, на основе натрия, или на литий-никель-кобальталюминий, он же NCA. По словам гендиректора «Рэнеры» Александра Камашева, оборудование позволяет переходить и на другие типы батарей, не говоря о типоразмерах, но для достижения максимальной эффективности за счет исключения простоев при переналадке завод сосредоточится на одном типоразмере и одной «химии».
Он будет выпускать литий-марганецникель-кобальтовые (NMC 811) ячейки типоразмера VDA («плоские», 302 × 100 × 12,3 мм). Это, пожалуй, оптимальное решение для «гражданской», относительно маломощной техники, как ввиду несколько лучшей удельной емкости, так и благодаря простоте корпусирования и термостатирования батарей с такими ячейками. Еще одно конкурентное преимущество — большой срок службы: в «Росатоме» обещают три тысячи циклов заряда-разряда до достижения батареей 30-процентной деградации. Правда, такие показатели достижимы только при условии «медленной» зарядки. Отметим, что нормой для современных автомобильных ячеек считается 1500 циклов, для «бытовых» — 900.
Есть и минусы у «плоских» ячеек относительно «круглых», например тех, что используются в батареях Tesla и VW, — более низкая токоотдача и меньший потенциал для принудительного жидкостного охлаждения. Спортивный стиль вождения с резкими стартами с места и ускорениями в процессе движения требует большой силы тока, что приводит к нагреву батареи. А плотно прилегающие друг к другу плоские ячейки затрудняют ее охлаждение.
Но перспективные российские электромобили далеки от спортивности, так что данное решение выходит оптимальным по всем параметрам. К тому же проблема с недостаточной токоотдачей решается ростом напряжения в системе — до 800 вольт и выше, что дает ту же мощность при меньшем токе.
Удельная же емкость, 260 Вт·ч/кг, не рекордная (лидер мирового рынка в этой сфере китайская компания CATL за счет использования новых технологий подобралась к отметке 300), но из доступных «простому», не входящему в топ-концерны вроде Mercedes автопроизводителю, — очень хороший вариант.
А вот о стоимости ячеек Александр Камашев говорит уклончиво: не исключено, что цена будет конкурентоспособной только в сочетании со льготами от Минпромторга автопроизводителям за локализацию. Что, в общем, тоже неплохо. Да и какой смысл говорить о стоимости ячеек через три года сейчас — во время мирового энергетического и сырьевого передела вообще и подорожания лития за последний год в восемь (!) раз в частности?
По мировым меркам российское производство будет скромное: например, Honda совместно с LG строит завод в США в штате Огайо на 40 ГВт·ч в год, а Volkswagen и Northvolt намерены увеличить мощность гигафабрики в шведском Шеллефтео с 40 до 60 ГВт·ч в год. Оговоримся: речь идет именно о производствах ячеек, и только автомобильного назначения: гигафабрики Илона Маска, в том числе расположенная в Берлине, корпусируют и термостатируют батареи из готовых элементов CATL, LG и Panasonic. Но… Во-первых, столь умеренный оптимизм «Росатома» и «Рэнеры», скорее, свидетельствует об отсутствии шапкозакидательства — увы, присущего многим нашим электроэнтузиастам.
Шестизначных продаж электромобилей в России в ближайшие годы не предвидится, а потому предполагаемый «тираж» ячеек вполне реально сбыть.
Среди покупателей — уже заявившие о сотрудничестве с «Рэнерой» калининградский «Автотор» и липецкий «Моторинвест», КамАЗ и другие производители, о переговорах которых с «Рэнерой» известно «Эксперту». В частности, они идут с «Камой», слухи об инвестициях «Росатома» в которую (впрочем, небольших — примерно 60 млн долларов) представители концерна не подтвердили, но и не особо решительно опровергали. А еще пока ничего не известно широкой публике про будущие «Москвичи» на электрической тяге… Так что не исключено, что спрос на аккумуляторы «Рэнеры» изрядно превысит предложение — но это точно не повод огорчаться ни «Росатому», ни заинтересованным в здоровой конкуренции потребителям.
От месторождения до могильника
Гендиректор «Рэнеры» Александр Камашев признает: в 2025 году у них будет «мировой уровень», но не опережающее развитие. Для последнего придется осуществить серьезный технологический прорыв, как это уже было, и не раз, с основным направлением деятельности «Росатома». Об исследованиях и разработках новых типов батарей, включая так называемые постлитиевые, росатомовцы «на публику» не говорят, а вот о производственной инфраструктуре рассказывали охотно.
Уже на этом этапе заложены возможности масштабирования: на данной площадке — до 14 ГВт·ч в год, то есть примерно для 150–200 тысяч единиц электротранспорта. С запасом, конечно. Но, с другой стороны, расширение рынка, пусть не столь масштабное, неминуемо, не в последнюю очередь благодаря самому «Росатому», всерьез занятому развитием «батареечной» инфраструктуры.
В частности, вслед за калининградским производством ячеек в городе Дзержинске Нижегородской области заработает предприятие дивизиона «Росатом Гринвэй» по утилизации и вторичной переработке ячеек различного типа. Производительность — до 50 тыс. тонн в год, это примерно три годовых объема производства первой очереди завода «Рэнеры». По данным источников «Эксперта», в контрактах с «электромобильщиками» уже прописывается стоимость выкупа «Рэнерой» отработавших батарей.
Но сырье будет приходить не только вторичное. «Росатом» участвует в конкурсе на разработку месторождения лития в Боливии, где у него уже есть в работе объекты по основному профилю, в частности в сфере ядерной медицины. В конкурсе, подведение итогов которого, кстати говоря, уже несколько раз уже переносилось, участвуют китайские компании, среди которых уже упомянутая CATL и Uranium One, принадлежащая «Росатому». Так что интрига здесь пока сохраняется. Как, впрочем, и в случае с разработкой Колмозерского месторождения лития в Мурманской области, на долю которого приходится почти 19% российских запасов этого металла и которое считается наиболее перспективным для отработки. Здесь «Росатом» выступает в тандеме с «Норильским никелем». Партнеры заключили соглашение, предполагающее, в числе прочего, реализацию совместных проектов по освоению этого месторождения и дальнейшей глубокой переработке литиевого сырья. Они также планировали на паритетных началах создать совместное предприятие, которое и приняло бы участие в аукционе по покупке лицензии на разработку Колмозерского месторождения. В июле этого года в Москве было зарегистрировано СП «Полярный литий», а в сентябре в Мончегорске создано АО «Арктический литий», состав участников которого не разглашается. Так что подготовка к аукциону идет. Другое дело, что его проведение уже несколько раз откладывалось. В начале октября глава Федерального агентства по недропользованию Евгений Петров сообщил, что провести аукцион планируется в первом квартале 2023 года.
Немаловажная часть будущей инфраструктуры — сеть зарядных станций. Это направление также осваивают в «Росатоме», пока сделав ставку на «быстрые», 150-киловаттные, системы постоянного тока. Впрочем, в концерне осознают неоднозначность такого решения. Во-первых, ввиду дороговизны из-за подводки сетей, стоимости самих заправок и бортовых систем зарядки на самой машине; во-вторых, из-за резкого, в два с половиной — три раза, сокращения срока службы батарей при столь агрессивной их зарядке. Поэтому прорабатываются и другие варианты. В частности, создание сети станций по быстрой замене батарей и, возможно, собственного стандарта таких блоков (о таких системах, созданных как разработчиками автомобилей, так и независимыми компаниями, читайте в статье «Забью заряд я в скутер туго», «Эксперте» № 7 за 2022 год). О проведении поисковых работ в этом направлении рассказал Павел Асгальтов, руководитель проектного офиса «Росатома» по электромобильности. Заметим, уже само по себе наличие такого подразделения в структуре концерна свидетельствует о серьезности его намерений.
Есть в «Росатоме» еще одно направление, которому ячейки нужны не меньше, чем электротранспорту, — стационарные накопители энергии. Их три типа. Первый — модульные накопители емкостью от 300 до 1500 кВт·ч, заряжающиеся от электросети ночью и отдающие энергию днем. Таким образом, сглаживаются суточные пики потребления, что снижает нагрузку на сети днем и, наоборот, сглаживает работу генерирующих мощностей.
А системы поменьше предназначены для использования в сельской местности в качестве резервного («бесперебойного») источника питания. Для совсем же отдаленных малых населенных пунктов, куда тянуть провода слишком дорого, предназначены контейнерные накопители «Росатома», заменяемые на свежезаряженные раз в 10–15 дней, а часто и реже, в зависимости от потребления.
В таких системах, особенно в первых и вторых, ввиду их почти неограниченных габаритов могут использоваться и отработавшие свой ресурс, то есть потерявшие 30% емкости, батареи, снятые с электротранспорта. Да и не только там — даже с 30-процентной деградацией ячейки «Рэнеры» будут вполне конкурентоспособными по сравнению с большинством новехоньких, но «нижней» линейки, элементов «ведущих мировых производителей».
Госкорпорация «Росатом» — технологический многопрофильный холдинг, объединяющий активы в энергетике, машиностроении, строительстве. Включает в себя более 350 предприятий и организаций, в которых работают 290 тыс. человек.
Компания «Рэнера» (входит в Топливную компанию «Росатома» ТВЭЛ) — отраслевой интегратор «Росатома» в области систем накопления электроэнергии. Компания производит литий-ионные системы хранения энергии для источников аварийного и бесперебойного питания, гибридных систем с участием возобновляемых источников генерации, тяговые батареи для электротранспорта, спецтехники и других направлений. Наличие собственного R&D-центра позволяет наряду с типовыми системами разрабатывать комплексные решения под индивидуальные требования заказчика. Команда сопровождает проект от НИОКР до производства, осуществляет сервисное обслуживание.
Enertech International Inc. — корейская компания полного цикла производства литий-ионных аккумуляторов, основанная в 2001 году. Выпускает литий-ионные ячейки, системы накопления и хранения энергии. С 2018 года серийно производит аккумуляторы для электромобилей. R&Dцентр компании ведет исследования в области производства литий-ионных аккумуляторов, что позволило ей получить более 30 патентов.
По данным СМИ, на момент сделки с «Росатомом» Борис Зингаревич контролировал более 90% Enertech International Inc.
Хочешь стать одним из более 100 000 пользователей, кто регулярно использует kiozk для получения новых знаний?
Не упусти главного с нашим telegram-каналом: https://kiozk.ru/s/voyrl