Коротко


Подробно

Аккумулируй это

Репортаж Владимира Тихомирова из Новосибирска, где открылся завод уникальных аккумуляторов

В Новосибирске всего за полтора года был построен один из крупнейших в мире заводов по производству аккумуляторов с использованием нанотехнологий


Владимир Тихомиров, Новосибирск — Москва


"Начиная этот проект, мы понимали, что все существующие производства в нашей стране, связанные с аккумуляторной промышленностью,— это позавчерашний день,— заявил на открытии завода "Лиотех" глава госкорпорации "Роснано" Анатолий Чубайс.— Было ясно, что нужен масштабный, прорывной, современный проект, который позволит нам создавать значительные запасы энергии".

Большинство людей при словах "литий-ионная батарейка" вспомнят либо про элемент питания мобильного телефона, либо про батарейки для фотоаппаратов и прочей бытовой электроники. Но вот у тех батарей, которые начали производить на заводе "Лиотех", что открылся на днях в Новосибирске, назначение совсем иное: они призваны вытащить российскую энергетику и отечественный автопром на совершенно новый уровень технологического развития.

— Понимаете, в электроснабжении самой неразрешимой проблемой является неравномерность графика потребления электроэнергии,— говорит Дмитрий Корев, начальник отдела проектных решений "Лиотеха".— В ночные часы мощность потребления уменьшается, а в дневные часы пик — увеличивается. А вот генерирующие мощности электростанций остаются на одном уровне. Таким образом, перепады в потребление энергии приводят к быстрому износу генерирующего и сетевого оборудования и, следовательно, к большему риску аварий и увеличению платы за электроэнергию. Выходом из этого положения станет создание сетевых накопителей энергии на основе мощных литиево-ионных аккумуляторов, которые способны запасать электроэнергию, забирая ее из энергетической сети, и при необходимости выдавать ее обратно с заданными параметрами. Также наши накопители энергии могут стать самым серьезным стимулом для развития в России альтернативной энергетики на базе возобновляемых источников энергии, таких как, к примеру, солнечная и ветровая энергетика, которые обладают одним существенным недостатком — неравномерностью выработки энергии. Проще говоря, ночью, когда все приборы работают, солнечные панели не могут вырабатывать ток, и поэтому альтернативной энергетике нужны мощные и надежные аккумуляторы.

В принципе, первые прототипы аккумуляторов на базе лития — очень активного и самого легкого металла — появились еще в начале 50-х годов. Они сразу привлекли внимание ученых большой емкостью — такие аккумуляторы быстро заряжались, долго работали, но, увы, вскоре выяснилось, что у них есть маленький, но очень существенный недостаток — литиевые аккумуляторы самопроизвольно вспыхивали или взрывались. Дело в том, что при увеличении числа циклов зарядки-разрядки на литиевом аноде начинали расти дендриты — игольчатые металлические структуры, которые пробивали слой электролита и входили в соприкосновение с катодом из оксидов различных металлов. В итоге — короткое замыкание и взрыв. Поэтому в те годы проект создания литиевых батарей был положен, как говорится, под сукно, а их место на рынке заняли более безопасные никель-кадмиевые и металл-гидридные аккумуляторы, обладавшие гораздо меньшей емкостью.

Второй шанс литиевые аккумуляторы получили уже в 1991 году, когда совместная группа инженеров из Оксфорда и компании Sony предложила заменить металлический литий в аноде на матрицу из углеродных материалов, а в качестве катода использовать кобальтат лития. Кроме того, был усовершенствован и электролит, изготовленный на основе полимеров и солей лития — благодаря ряду добавок на электродах стал формироваться защитный ион-проводящий слой, такие аккумуляторы получили название "литий-ионные". Однако и у этих аккумуляторов вскоре обнаружились недостатки: выяснилось, что такие батареи могут отдать не более половины запасенной энергии.

Наконец, в 2003 году ученые Массачусетского технологического института разработали третье поколение литиевых аккумуляторов — на основе наночастиц феррофосфата лития. Интересно, что феррофосфат лития — это дешевый природный минерал, не обладающий практически никакой электрической проводимостью. Тем не менее именно благодаря нанотехнологиям этот диэлектрик стал основой энергетики будущего, ведь из-за этого материала кристаллическая структура электродов практически не поддается износу и внутренним структурным трансформациям. Это стало гарантией высокой надежности и безопасности аккумуляторов — они не боятся перезаряда и способны работать в очень широком интервале температур. То есть, как уверяют специалисты, теперь литий-ионные аккумуляторы не взрываются даже при внутреннем коротком замыкании, будучи насквозь пробиты гвоздями.

— А дальше все просто,— говорит Дмитрий Корев.— Китайская сторона с самого начала проявляла интерес ко всем разработкам в области альтернативной энергетики, направляя лаборантов и научных сотрудников во все ведущие лаборатории мира. И когда разработка литий-ионных аккумуляторов третьего поколения было доведена до промышленных образцов, в Китае приняли программу стимулирования развития общественного электротранспорта, что логично: эксплуатация электромобиля с таким аккумулятором значительно дешевле, чем содержание обычного автомобиля на бензине. Таким образом, Китай стал настоящим мировым лидером в области создания аккумуляторов.

Так что нет ничего удивительного в том, что новый завод "Лиотех" был построен в тесном сотрудничестве с китайской компанией Thunder Sky, которая поставляет в Россию как новейшие станки, так и сырье для производства аккумуляторов. Общий объем инвестиций в проект составил более 13,5 млрд рублей, и благодаря такому финансированию завод площадью более 40 тысяч кв. м был построен в рекордные сроки — всего за 18 месяцев.

— Наш завод — это удачный пример трансфера зарубежных высоких технологий, позволивших создать современное производство, на котором после выхода на проектную мощность будут работать более 500 человек,— заявил журналистам управляющий директор "Роснано" Сергей Поликарпов.— Реализуя программу импортозамещения, мы создадим вокруг завода целый кластер новых высокотехнологичных производств сопутствующих материалов и компонентов, а также инжиниринговый центр.

О востребованности нового продукта на рынке говорит и тот факт, что до момента запуска производства компания "Лиотех" уже имеет контракты на поставку батарей. Правда, первые партии аккумуляторов пойдут пока не в энергетику, все-таки создание сетевых накопителей энергии — это вопрос завтрашнего дня, а сегодня аккумуляторами активно заинтересовался российский автопром. Что ж, это действительно выгодно: на одной зарядке аккумулятора можно проехать около 350 км, при этом срок эксплуатации одной батареи достигает 7-8 лет или 600 тысяч км пробега. Сам аккумулятор может работать в самом широком диапазоне температур — от -45 до +60°C.

— Внедрение общественного электротранспорта, оснащенного литий-ионными аккумуляторами, даст импульс развитию "зеленых технологий" и позволит значительно улучшить экологическую обстановку крупных мегаполисов,— считает генеральный директор компании "Лиотех" Александр Ерохин.— По нашим расчетам, перевод автобусов и грузового автотранспорта в крупных городах на электрическую тягу может снизить выбросы вредных веществ в атмосферу почти на 50 процентов.

Как заверил Сергей Поликарпов, первые 100 машин-электробусов, по виду напоминающих обычные микроавтобусы "Газель", появятся в Москве уже в этом году, а в следующем году в Москве будут оборудованы первые 28 электрозаправок. Также ведутся переговоры по поставкам аккумуляторов для оснащения машин Ellada — это электрическая версия "Лады", которую разработали специально для московских таксопарков. Планируется поставлять электробусы в Ставрополье и Сочи, где они станут олимпийским видом транспорта.

Тэги:

Обсудить: (0)

Комментировать

Наглядно

валютный прогноз

Социальные сети

обсуждение