Что нужно российскому производству аккумуляторов литий-ионного типа, чтобы Россия занимала высокие позиции в отрасли?
Импортозамещение — фундамент на пути дальнейшего развития энергетики. Страна ищет альтернативы американским и европейским технологиям.
- ⚡ Условия изменились уже в 2020-м году (COVID). Для мира в целом.
Перемены происходят во всех отраслях от транспорта и гаджетов до солнечных панелей и военной промышленности. И здесь в России мы с вами оказались свидетелями небывалого роста потребности в устройствах хранения энергии.
🔻 Наступила так называемая аккумуляторная лихорадка XXI-го века.
📈 Что такое «литий-ионная аккумуляторная лихорадка»?
📃 Ещё называют «Аккумуляторный бум» [источник Royal Society of Chemistry].
Литий-ионная аккумуляторная лихорадка означает всплеск спроса за последние 2-3 года на перезаряжаемые элементы питания.
В масштабах всей планеты требуется всё больше литий-ионных электрохимических систем (преимущественно LCO, NMC, LFP). Их поставляют для электроники и промышленных приложений вроде тяговых батарей электротранспорта в масштабах всей планеты.
- Рынок аккумуляторов с $36,35 млрд в 2019-м вырос до $60,39 млрд сейчас;
- по прогнозам достигнет $116,6 млрд к 2030-му;
- уже в 2023-м году расчётно каждый человек на Земле будет владеть более чем одним типом аккумуляторов.
[Источник цифр Markets and Markets].
Стремительное развитие отрасли даёт доступ обычным людям к более широкому ассортименту перезаряжаемых батарей и устройств с их применением. Происходит усиление и без того бурного технологического прогресса.
Имея больше доступных элементов питания, производители смогут создавать новые гаджеты и технологии, которые раньше были невозможны.
⏰ России нельзя терять время
Литий-ионные аккумуляторы играют ключевую роль в технологическом развитии всего мира. Так, в 2022-м году они обслуживают более 99% потребностей автоконцернов при создании электромобилей (EV) и 90% производителей бытовой электроники.
Больше всего элементов Li-ion производит Китай. Он приобретает экономические и стратегические преимущества от такого лидерства — например, на этих столпах вырос крупнейший в мире производитель литиевых батарей CATL.
Чтобы занять достойное место на фоне Поднебесной, российским производителям аккумуляторов предстоит создать собственную отечественную отрасль с локализованными цепочками поставок:
- начинать следует с ответственного поиска материалов и способов их переработки;
- пора прекращать стесняться требовать и поддержки у государства на развитие отечественного производства (в Китае не стесняются);
- нельзя чего-то ждать и зря терять время в деле спасения страны.
🔋 Почему Китай достиг успеха в аккумуляторах?
Китай обладает прямым доступом к более 80% позиций номенклатуры сырья, используемого в электрохимической промышленности под нужды электромобилей и потребительской электроники. Страна обрела превосходство за счёт скупки шахт по всему миру, включая богатый на кобальт африканский континент.
Государственные компании КНР и крупные инвесторы вкладывают средства расширение добычи полезных ископаемых. Инвестиции идут даже на их повторную переработку прямо там же в Африке и Южной Америке в пользу домашней китайской экономики.
📃 Один из последних примеров — финансирование проектов альтернативы Панамскому каналу [YouTube-источник CaspianReport и его перевод на русский The Curious].
Излишки Китай продаёт партнёрам — компаниям и дружественным странам, с которыми они связаны.
Политика Коммунистической партии Китая (КПК) так устроена, что их местные производители получают от государства гарантии более выгодных цен при закупке материалов производства. Иногда идёт речь даже об эксклюзивных поставках полезных ископаемых, которых нет ни у кого в мире.
Их развитая инфраструктура переработки (рециркуляции материалов) требует отдельного повествования. Полезные ископаемые в Китае извлекают из отработанной электроники и устройств, ещё больше снижая тем самым расходы производителей аккумуляторов.
Есть ли России подобные возможности организации крупного производства литий-ионных аккумуляторов? Ответ зависит от способности государства в ближайшее время переориентировать экспорт полезных ископаемых на обеспечение заводов внутри страны.
Российскому правительству понадобятся дополнительные программы стимулирования внутреннего производства. Они должны опираться на технологии переработки и реформы утилизации электроники.
⛰ Полезные ископаемые
Масштабно производить литий-ионные аккумуляторы реально при умеренных запасах:
- лития,
- никеля
- и кобальта.
На Австралию и Чили приходится большая часть добычи мирового лития. Переработку основного металла лития контролирует Китай.
✅ В России неиспользованные запасы всех этих ресурсов одни из самых больших в мире [источник КоммерсантЪ].
У государства под ногами рабочий инструмент по уменьшению зависимости от иностранной валюты. Потребуется расширение отечественной разработки и переработки полезных ископаемых в богатых на ресурс субъектах страны.
Оценки* запасов «аккумуляторных» полезных ископаемых в России от мировых (на 2022-й год):
* - Оценки выполнены USGS по исследованным запасам и опубликованным официально сведениям.
В России ещё остаются неосвоенными трудноизвлекаемые запасы, проблемные месторождения, океанские и арктические территории [Доклад «Роснедра», 2021].
🤝 А если России сделать как Китай?
Можно было бы поступить также, как и Китай? То есть вложиться в горнодобывающую промышленность, укрепить отношения с Демократической Республикой Конго (ДРК).
👍 Ведь китайцы добились своих позиций именно благодаря импорту из дружественных стран.
Россия уже ведёт такие проекты. Подробная статья есть у «Российской Газеты» под авторством директора Института Африки Ирины Абрамовой [источник]. Примеры конкретных проектов и компаний, действующих от лица РФ в Африке приведены в издании «КоммерсантЪ» [источник].
В Африке больше всего мировых запасов кобальта. Но есть проблемы — риски из-за политической нестабильности, гуманитарных потрясений, волатильности цен.
Кобальт сегодня сложнее всего получать на международном рынке особенно, когда ваша страна под агрессивным воздействием внешнеэкономических ограничений — санкций. В цепочке производства литий-ионных батарей этот ресурс играет ключевую роль, так как используется в катодном материале.
Примеры успешного замещения кобальта в литий-ионной технологии есть. Больше всего в 2023-м году строят надежды на литий-железо-фосфатную электрохимическую систему (LiFePO4).
Главный недостаток изменения катода с кобальтовой NMC/LCO на железо-фосфатную LFP-химию заключается в уменьшении плотности энергии и в снижении напряжения на элемент с 3,7 В до 3,2 В. Этот недостаток удалось решить китайской компании Gotion H-Tech совместно с Volkswagen.
Они смогли улучшить характеристики LiFePO4-ячеек, подняв напряжение до 3,68 В и плотность хранения заряда со 160 Вт·ч/кг до 230 Вт·ч/кг. Для сравнения, у LCO/NMC-систем плотность колеблется между 150 и 265 Вт·ч/кг в зависимости от качества изделия и его материалов.
✊ Что делать России с аккумуляторами?
Сейчас экономические условия стимулируют спрос на сами аккумуляторы в российской аккумуляторной промышленности, но не их производство внутри страны. Если Россия хочет увеличить внутреннее производство литий-ионных элементов, то понадобится решить несколько задач.
- Использовать «запылившиеся» НИОКР, чтобы снизить зависимость от добычи;
- Ввести политику реальной переработки полезных ископаемых, которая способна решить и другие проблемы (экологии);
- Требуется незамедлительное решение проблем реформы сбора отходов [о состоянии текущей «Мусорной реформы РФ», РБК Тренды, 2021];
- Россия должна создать унифицированные федеральные центры отправки бывшей в употреблении электроники переработчикам;
- Такие центры должны принимать аккумуляторы Li-ion, Li-Polymer, Ni-MH и Ni-Cd, которые сейчас сложно куда-то сдать (но можно).
***
Инвестиции в месторождения, извлечение и переработку полезных ископаемых — главные условия для создания доступной и независимой литий-ионной промышленности России.
🏭 Весь секрет успеха Китая в аккумуляторной отрасли как раз скрыт в построении прочной цепочки поставок.
Но даже Китай не может достичь 100%-го импортозамещения производства аккумуляторов. Узнайте почему.