Марина ХАЛИЗЕВА, журналист

Компания "Лиотех", созданная в 2010 г. корпорациями "Роснано" (Россия) и "Thunder Sky Group Limited" (Китай), запустила в 12 км от г. Новосибирска первый в нашей стране и крупнейший в мире завод по производству литий-ионных аккумуляторов для транспорта и накопителей энергии. Его мощности - 1 ГВт * ч - хватит на то, чтобы ежегодно выпускать 1 млн. высокоемких батарей и оснащать ими свыше 5 тыс. электробусов.

Инвестиционный проект, в который основатели "Лиотеха" вложили почти 14 млрд. руб., стал едва ли не самым масштабным в постсоветской истории региона. Заводской комплекс площадью ~40 000 м (из них 38 тыс. - производственная зона), построенный в рекордные сроки (за 9 месяцев) на территории Промышленно-логистического парка "ПНК-Толмачево", оснащен четырьмя автоматическими линиями компании "Thunder Sky". Гибкие модульные системы можно легко перенаст-

раивать с учетом интересов потребителей и внедрения новых разработок. Здесь будут выпускать три основные модели аккумуляторов номинальной емкостью 200, 300 и 700 А • ч (ампер-часов), пригодных для всех типов электромобилей, в том числе грузовых и пассажирских, с дальнейшим расширением номенклатуры изделий для спецтранспорта, энергетики, накопителей разного типа - от 2 кВт до 100 МВт. "Начиная этот проект, мы понимали, что все существующие производства в нашей стране, связанные с аккумуляторной промышленностью, позавчерашние, - сказал во время официального открытия завода глава "Роснано" Анатолий Чубайс. - Мы отстали, и было ясно, что нужен масштабный прорывной проект, переводящий данную индустрию на новый технологический уровень". По его словам, новосибирский производственный комплекс - один из лучших в мире, поскольку здесь внедрена самая продвинутая технология изготовления литий-ионных аккумуляторов.

Поставщиком комплектующих и сырья выступила китайская сторона, но уже к 2014 г. производство будет ориентировано исключительно на российские разработки. Именно это обстоятельство и предопределило выбор региона для размещения завода. Новосибирск - город с высоким научным и кадровым потенциалом, превосходящий другие сибирские регионы по числу организаций, занимающихся выпуском интеллектуальных продуктов. В его Академгородке сосредоточены институты, имеющие опыт создания компонентов энергоемких батарей. Рядом - Новосибирский завод химконцентратов - единственный в стране, где производят литий и его соединения. В перспективе именно он будет поставлять "Лиотеху" сырье.

Корпорация "Роснано" тщательно подходила к выбору зарубежных партнеров. Литий-ионные аккумуляторы появились на мировом рынке химических источников тока в конце 1990-х годов. Выпускают их, главным образом, в США, Канаде и странах Юго-Восточного региона. Китайская компания "Thunder Sky Group Limited" - один из мировых лидеров серийного производства литий-ионных батарей большой емкости. За ее плечами - свыше 10 лет работы в данной области и запатентованная технология "Thunder Sky", которая, по условиям сделки, была перенесена на новосибирскую площадку.

При производстве аккумуляторов здесь используют катод сложной архитектуры, изготовленный из наноразмерного композиционного материала на основе литий-ферро-фосфата (LiFePO₄) - лучшего на сегодняшний день по химической и структурной устойчивости.

Напомним, до недавнего времени в коммерческих аккумуляторах в качестве положительного электрода (катода) применяли кобальтит лития (LiCoO₂). Он был создан и запатентован еще в 1980 г. американским физиком из Техасского университета Джоном Гуденафом. С его помощью удалось совершить революцию в технологиях хранения электроэнергии. Но LiCoO₂ имел существенные недостатки: высокую стоимость, токсичность и, главное, склонность к самовозгоранию, а потому не мог отвечать главному требованию автопроизводителей к аккумуляторам - безопасности при перегреве и экстремальном режиме эксплуатации. Ситуация изменилась в 1996 г., когда тот же Гуденаф предложил другое соединение - литий-ферро-фосфат (LiFePO₄) - дешевый, стабильный катодный материал, идеально подходящий для использования в качестве источника энергии. Лишь один недостаток - низкая электропроводность - мешал широкому внедрению LiFePO₄ в практику. Сделать из этого соединения коммерчески привлекательный продукт помогли нанотехнологии.

Схема работы литий-ионного аккумулятора.

В начале XXI в. канадский физик Мишель Арманд доказал: если размер входящих в его состав железо-фосфатных частиц уменьшить до десятков нанометров и нанести на поверхность LiFePO₄ слой углеродного покрытия, то получится композит с высокой электронной проводимостью. Кристаллическая структура такого соединения практически не подвержена износу и внутренним трансформациям. Именно этот перспективный для электротранспорта материал лежит в основе технологии "Thunder Sky". Созданные на его базе аккумуляторы имеют существенные преимущества по сравнению с мировыми аналогами: отсутствие эффекта памяти после многочисленных циклов зарядки и разрядки, возможность заряда большими токами за 20 мин до 70%-ной емкости, широкий температурный диапазон эксплуатации (от -45°С до +65°С), надежность и безопасность, подтвержденные международными сертификатами.

Новый завод - удачный пример трансфера зарубежных высоких технологий, привлечения иностранных инвестиций в отечественное наукоемкое производство, создания новых рабочих мест. При выходе предприятия на проектную мощность здесь будут трудиться свыше 500 человек. Продукция индустриального гиганта уже имеет гарантированный рынок сбыта на ближайшие 4 года: "Thunder Sky" планирует выкупать большую ее часть для исполнения контрактов с китайскими производителями машин. Дело в том, что правительство Поднебесной решило к 2015 г. перевести на электродвигатели 25% общественного транспорта - это свыше 1 тыс. автобусов в каждом крупном городе. К тому моменту в стране планируют производить до 500 тыс. электромобилей в год. Однако несмотря на грандиозные планы партнеров, завод в Новосибирске постепенно будет переходить на производство батарей прежде всего для нужд российского рынка, причем к 2014 г., напомним, китайские технологии и сырье заменят сибирскими разработками и комплектующими.

Для этих целей "Роснано" параллельно реализует еще один проект по запуску в серийное производство нового материала для аккумуляторов, разработанного специалистами Института химии твердого тела и механохимии СО РАН (научный руководитель кандидат химических наук Нина Косова). Они предложили энергосберегающий и экологически чистый механохимический метод получения композиционного соединения LiFePO₄/C, основанный на поверхностном модифицировании катодных материалов наноразмерными оксидами с помощью активаторов. Предлагаемый процесс производства, отмечают раз-

работники, осуществляется на воздухе и не требует специальных дорогостоящих установок. Получаемые в результате нанокомпозиты превосходят по ряду параметров (емкостные и мощностные характеристики, уменьшение скорости деградации при циклировании и хранении, устойчивость к перезаряду) зарубежные аналоги, в том числе китайский, применяемый для производства батарей "Thunder Sky". Их внедрение обеспечит работоспособность аккумуляторов при высоких скоростях заряда-разряда и достижение разрядной емкости 150 - 160 мА*ч в год. Как утверждает в интервью изданию "PBKdaily" директор Института химии твердого тела и механохимии СО РАН, член-корреспондент РАН Николай Ляхов, низкие временные и энергозатраты на процесс производства, недорогие исходные реагенты, экологические преимущества (отсутствие сточных вод) делают LiFePO₄/C наиболее перспективным для использования в гибридных авто- и электромобилях, где большое значение имеют цена и безопасность. "Роснано" вложит в инновации наших химиков почти миллиард рублей.

Поставщиком катодной массы и ключевых компонентов лития будет Новосибирский завод химконцентратов, где успешно функционирует опытно-промышленная установка для их получения. Вместе с тем намечено и новое строительство: на промплощадке уже определили место для завода катодного материала мощностью 3500 т в год. Вообще же программа импортозамещения предусматривает концентрацию вокруг "Лиотеха" кластера высокотехнологичных производств с исследовательским центром по разработке и коммерциализации российских нанотехнологических продуктов в области источников тока.

Начиная с этого года завод будет наращивать объемы производства. В 2012 г., по оценке главы "Роснано", его выручка составит 9 - 10 млрд. руб., а к 2015 г. она увеличится до 35 - 40 млрд. руб. Если "Лиотех" реализует заявленные планы развития, то его доля на российском рынке производства аккумуляторов составит 60%, а на мировом - 10 - 15%, заявил Чубайс в Новосибирске. Фактически предприятие может стать системообразующим для региона.

Необходимость внедрения электротранспорта в повседневную жизнь очевидна: стоимость его обслуживания и эксплуатации существенно ниже по срав-

нению с автомобилями на двигателях внутреннего сгорания. На зарядку аккумулятора большого электробуса потребуется всего 150 - 200 тыс. руб. в год при его эксплуатационном ресурсе не менее 600 тыс. км пробега, в то время как топливо для его "собрата" обойдется в 750 - 800 тыс. руб. при среднегодовом пробеге 80 тыс. км. При этом средств на обслуживание электробуса нужно почти на 30% меньше. Однако самый веский аргумент в пользу развития этого вида транспорта - его экологичность, способность значительно улучшать состояние окружающей среды мегаполисов. По расчетам специалистов, перевод автобусов и грузового парка в крупных городах на электрическую тягу может снизить выбросы вредных веществ в атмосферу почти на 50%. Вот почему так заинтересованы в продукции "Лиотеха" власти Москвы, Санкт-Петербурга, Новосибирска, Казани, Ставрополя и других крупных городов нашей страны. Первый контракт на поставку новых аккумуляторов на сумму 3 млрд. руб. подписан с компанией "Мобэл" (Республика Татарстан). Есть соглашение с Москвой: 100 автобусов с электроприводом от батарей на литий-ионных аккумуляторах придут в столицу уже в 2012 г., еще 1000 - в следующем году.

Правительство Первопрестольной также рассчитывает получить от инженеров "АвтоВАЗа" (Тольятти, Самарская область) - ведущего российского производителя легковых машин - первый отечественный электромобиль с поэтическим названием "ElLada" для расширения столичного таксомоторного парка. С появлением литий-ионных аккумуляторов нового поколения у автомобильного гиганта появился отличный шанс сделать эту разработку коммерчески успешной. Свое детище - один из двух существующих на данный момент экземпляров - концерн впервые представил на московском Международном форуме "Роснанотех" в октябре 2011 г. "ElLada" использует шасси и кузов "Калины"-универсала. Десятая часть веса электромобиля (1215 кг) приходится на блок литий-ферро-фосфатных аккумуляторов. В силовую систему также входит 60-киловаттный электродвигатель и редуктор. Срок службы батарей, заверяют разработчики, может достигать 3000 циклов заряда-разряда. Одним словом, если заряжать машину раз в день, то аккумулятора хватит на 8 лет (450 - 500 тыс. км пробега). "Заправить" машину можно будет от обычной розетки (220 В, 16А, 50 Гц) за 8 ч. Средняя стоимость зарядки в нашей стране составит 80 - 90 руб. Такие батареи обеспечат 160- 170 км автономного хода. Чтобы разогнаться со старта до 100 км, "железному коню" потребуется 13 с, а максимальная скорость будет ограничена 140 км/ч.

О стоимости электромобиля в концерне пока не говорят, поскольку для его массового производства в нашей стране необходима соответствующая инфраструктура, которая пока не создана. Но представители "АвтоВАЗа" полагают, что цена "ElLada" будет сопоставима с зарубежными аналогами: 1 - 1,5 млн. руб., впрочем, при хорошем спросе она может быть и ниже.

Однако есть еще одна отрасль промышленности, где литий-ионные аккумуляторы будут завоевывать все более сильные позиции, - электроэнергетика. Отличающиеся высоким КПД (95 - 99%), они могут служить сетевым накопителем энергии, незаменимым для покрытия суточных и сезонных пиков потребления электроэнергии, а также резервным источником питания.

В январе 2012 г. в Москве проходил международный Гайдаровский форум, на котором обычно обсуждают главные стратегические задачи российской экономики. Госкорпорация "Роснано", демонстри-

ровавшая тут новаторские разработки в области нанотехнологий, представила макет бытового накопителя энергии на основе литий-ионных аккумуляторов компании "Лиотех", способного запасать электроэнергию, забирая ее из энергетической сети в период избыточной генерации (ночью), а при дефиците (днем) "выдавать" ее обратно с заданными параметрами. По сравнению с дизель-генераторными установками или источниками бесперебойного питания на базе свинцово-кислотных батарей эти накопители экологичны и безопасны в эксплуатации, занимают мало места и не требуют специального обслуживания. Не случайно Научно-технический совет госкорпорации "Олимпстрой" принял решение применять литий-ионные аккумуляторы новосибирской компании в составе накопителей энергии и источников бесперебойного питания на объектах Олимпиады-2014 в Сочи.

Публикатор:

Постоянная ссылка для научных работ (для цитирования):

Комментарии: