Один из ключевых компонентов электротранспорта — аккумулятор. Это достаточно сложное устройство, основной элемент которого — ячейки. Они не производятся в Беларуси в силу отсутствия нужных для этого полезных ископаемых. Однако Национальная академия наук и ведущие предприятия машиностроительной отрасли страны разрабатывают большое количество технических и технологических решений в области аккумуляторных батарей для электротранспорта. Корреспондент «Р» узнала подробности.
В Объединенном институте машиностроения Национальной академии наук Республики Беларусь создают новые образцы электротранспорта. Сборка аккумуляторных батарей.Тяга к электро
Говоря о создании аккумуляторов на базе отечественного производства, пресс-секретарь Минпрома Олег Слепченко обратил внимание, что это довольно сложное устройство с огромными требованиями:— Основной элемент аккумулятора — это ячейки. Они в Беларуси не производятся, потому что у нас нет необходимых полезных ископаемых. В основном такую продукцию производит Китай. Например, «Белкоммунмаш» максимально локализовал себя в строительстве аккумуляторных батарей. Завод приобретает у разных производителей ячейки и на их базе делает аккумуляторы.
Сейчас наши ученые работают над созданием компетенций в области литийионных батарей. Пусть они недешевые, зато у них хорошая емкость. Сферы их использования постоянно расширяются. Они применяются не только в электротранспорте, но и в электроэнергетике, на грузоподъемных машинах, в системах телекоммуникаций, в солнечных системах, на железнодорожном транспорте и вообще везде, где требуется сохранение энергии для последующего использования.
— Сегодня 99 процентов электромобилей используют литий-ионные аккумуляторы, — говорит Александр Белевич, начальник научно-инжинирингового центра «Электромеханические и гибридные силовые установки мобильных машин» Объединенного института машиностроения НАН Беларуси. — Фактически литиевые батареи произвели революцию в электротехнике, стремительно вытесняя свинцово-кислотные аккумуляторы. Их основные преимущества — удельная масса и ресурс. Количество запасенной энергии в литиевой батарее в три-четыре раза выше, чем в свинцовой. То есть для одного и того же пробега вам нужно возить в четыре раза меньше батарей.
Александр БЕЛЕВИЧ.Срок службы литиевых аккумуляторов в два-три раза больше свинцово-кислотных. Они не выделяют агрессивных паров кислоты и не имеют эффекта памяти. Последнее очень важно, поскольку новые технологии позволяют дозаряжать частично разряженную батарею без всякого для нее ущерба любое количество раз. Герметичность литийионных аккумуляторов — гарантия их безопасности на предприятиях пищевой, химической промышленности, а также на пожароопасных производствах.
— Литий — это редкоземельный металл. Его очень мало на планете. В Беларуси его нет от слова «совсем», поэтому возить сюда руду, чтобы создавать здесь свое производство, экономически нецелесообразно. Наши производители электротранспорта покупают ячейки в Китае и здесь собирают из них аккумуляторы. И по такому пути идут автопроизводители во всем мире. Стоимость ячеек составляет 50—70 процентов стоимости батареи. Наша задача — локализовать в Беларуси оставшиеся 30 процентов. Когда сам делаешь батарею, ты управляешь всеми происходящими в ней процессами и, что самое важное, после снятия с транспортного средства можешь ее перебрать, переработать и использовать в стационарных накопителях.
Все понимают, признается Александр Белевич, что литий-ионные батареи не самое хорошее решение с точки зрения стоимости и надежности. Как только появится что-то новое, произойдет быстрый переход, потому что все остальные технологии уже будут к этому готовы.
Возможно, этим новым материалом станет графен. Ученые Академии наук уже ведут разработку графеновых батарей. Пока по эффективности они уступают литийионным, зато освобождают производителя от необходимости закупать литий в Китае. Кроме того, графеновые батареи дешевле. Ученые рассчитывают вскоре уравнять по показателю эффективности два вида батарей.
Сегодня 99 процентов электромобилей используют литийионные аккумуляторы.По машинам!
Современные литийионные аккумуляторные батареи для вилочных электропогрузчиков и электротележки создали Объединенный институт машиностроения и производственное унитарное предприятие «Амкодор-Радиан». Эксплуатация такого погрузчика окупит затраты на приобретение литийионной батареи за 2,5 года, сэкономив за это время владельцу только на уменьшении расхода электроэнергии более семи тысяч рублей. Да и после этого ресурс аккумулятора еще далеко не будет израсходован. Остаток составит еще около 1000—2000 циклов заряда-разряда.— С точки зрения экономики это выгодно. У литиевых батарей больше ресурс и выше КПД, — рассуждает о замене свинцовых батарей на литиевые Александр Белевич.
Даже если сравнить суммарное количество электричества, которое мы заряжаем и разряжаем, с тем, которое теряем, то только это уже окупает разницу в стоимости двух типов батарей.
Полным ходом
Отработавшие свое аккумуляторы однажды станет некуда девать. Необходима не просто утилизация, а полная переработка. Для этого придется разбирать тысячи аккумуляторов ежедневно. При таких масштабах обойтись без автоматизированных конвейеров невозможно. Однако каждый автопроизводитель ставит на свои авто уникальные аккумуляторы, отличающиеся по строению от других. Пока нет единого стандарта, разбирать сотни тысяч тонн батарей придется вручную. То есть медленно и неэффективно.Александр Белевич считает, что проблема действительно есть, но она не так глобальна, как ее рисуют:
— Когда возможности удержания емкости батареи падают до 80 процентов, ее больше нельзя использовать в электромобиле. Но ей можно дать вторую жизнь, например, использовав как стационарный накопитель для обслуживания электросетей, как запасную батарею для электромобиля или для солнечных и ветряных электростанций. Та же Tesla выкупает батареи и делает из них хранилища энергии.
Технологии переработки батарей электромобилей и выделения редкоземельных металлов уже существуют. В России, например, есть завод, который перерабатывает аккумуляторы и батарейки. Его мощность такова, что за один месяц он успевает переработать все, что ему привезли на утилизацию со всей страны за год!
В Беларуси работы по созданию технологий переработки литий-ионных аккумуляторов ведутся на базе Физико-технического института НАН. Пока в стране нет такого количества «мертвых» батарей, чтобы строительство отдельного завода для их переработки было экономически целесообразно. Но через 10 лет ситуация поменяется. Наша задача — уже сейчас разработать методики, чтобы в будущем при необходимости эффективно организовать работу собственного завода по переработке литиевых аккумуляторов.
gorbatenko@sb.by
