До сих пор было принято считать, что так называемые LFP-батареи обеспечивают более высокий эксплуатационный ресурс и низкую стоимость, но более дорогие тяговые аккумуляторы на основе никеля и кобальта при этом лидируют по плотности хранения заряда, а потому обеспечивают более высокий запас хода. В Китае создан новый тип аккумуляторов, который сочетает относительную дешевизну с возможностью обеспечить запас хода без подзарядки до 1000 км.

Источник изображения: Gotion High-Tech

Именно специализация на литиевых аккумуляторах с фосфатом железа (LFP) позволяет китайским производителям занимать лидирующие места на рынке, а заодно и способствовать бурному развитию отечественного рынка электромобилей. Нет ничего удивительного, что совершенствовать тяговые батареи компания Gotion High-Tech решила именно на базе LFP-состава, добавив в него марганец. Исполнительный президент компании Чэн Цянь (Cheng Qian) в телефонном интервью Bloomberg назвал анонс таких батарей «скачком по плотности хранения энергии».

По словам представителей компании, LFP-батареи в своём классическом исполнении предлагают плотность хранения электроэнергии не более 190 Вт·ч/кг, но Gotion High-Tech за счёт добавления в их состав марганца удалось поднять этот потолок до 240 Вт·ч/кг. Это позволяет как создавать более лёгкие тяговые батареи при сохранении запаса хода, так и увеличивать последний из параметров при сохранении прежних габаритных размеров и массы.

Gotion High-Tech входит в десятку ведущих поставщиков тяговых аккумуляторов в мире, занимая восьмое место по версии SNE Research. По данным производителя, LMFP-аккумуляторы оказываются на 5 % дешевле LFP-батареи сопоставимой ёмкости. При сравнении с никель-кобальтовыми аккумуляторами выгода достигает 20 или 25 %. Кроме того, LMFP-аккумуляторы безопаснее своих более дорогих NMC-сородичей с точки зрения угрозы воспламенения. По оценкам аналитиков Rho Motion, аккумуляторы типа LMFP могут к 2040 году занять до 6 % рынка, обойдя прочие зарождающиеся альтернативы типа натрий-ионных батарей.

Gotion High-Tech приступит к производству LMFP-батарей семейства Astronino во втором квартале следующего года на двух предприятиях в Китае. К другим преимуществам LMFP-батарей этой марки можно будет отнести способность быстро восполнять заряд. На станции экспресс-зарядки со ступенчатым управлением мощностью восстановить заряд тяговой батареи с 10 до 80 % можно будет примерно за 18 минут. Батареям семейства Astronino уже удалось успешно пройти испытания на безопасность.

Переход к углеродной нейтральной энергетической инфраструктуре вызовет ещё больше перекосов по уровню обеспечения различных регионов источниками энергии. У кого-то её будет в избытке, а кому-то будет не хватать. Частично решить эту проблему призвана концепция «аккумуляторного танкера», разрабатываемого молодой японской компанией PowerX. Первое судно для перевозок электроэнергии на средние расстояния сойдёт со стапелей в 2025 году.

Источник изображения: PowerX

Как поясняют представители японского стартапа, возможности подобных танкеров по транспортировке электроэнергии на дальние расстояния сейчас сдерживаются исключительно плотностью хранения электроэнергии в массовых литиевых аккумуляторах типа LFP, которые компания намеревается производить самостоятельно с учётом специфики их эксплуатации на морском транспорте. Суть предложения PowerX проста — компания собирается выпускать морские танкеры, способные перевозить хранимую в крупных аккумуляторных системах электроэнергию на значительные расстояния.

Источник изображения: PowerX

Судно Battery Tanker X первого поколения, как ожидается, в максимальной конфигурации сможет перевозить до 96 систем хранения электроэнергии совокупной ёмкостью 241 МВт·ч на расстояние около 300 км. Как только специалистам удастся повысить плотность хранения электроэнергии в батареях, танкерам PowerX будут по плечу и более высокие ёмкости в сочетании с более продолжительными путешествиями. Дебютный танкер должен обладать длиной 140 метров, шириной 18,6 метра и осадкой не более 6 метров. Фирменные станции экспресс-зарядки предлагается устанавливать в морских портах, располагающих адекватной инфраструктурой для передачи подобной мощности на бортовые аккумуляторы. Зарядка будет одновременно вестись сразу по нескольким каналам, порталы для подключения кабелей предусмотрены по каждому из бортов.

Судно также имеет продвинутую систему мониторинга за состоянием аккумуляторов, собственную систему подзарядки из солнечных батарей, а также адекватную систему охлаждения. Судостроительная компания из Японии, с которой сотрудничает стартап, намеревается спустить на воду первый танкер в 2025 году, уже через год он примет участие в тестовых перевозках. Подобные танкеры могут выпускаться в различных типоразмерах сообразно спектру решаемых задач. Они помогут оптимизировать оборот электроэнергии между островными государствами региона, хотя основатели PowerX убеждены, что применение таким танкерам найдётся по всему мировому океану.

Более половины мировых объёмов производства тяговых аккумуляторов обеспечивают всего две китайские компании — CATL и BYD, а всего в десятке лидеров производителям из КНР принадлежат шесть мест. По оценкам Benchmark Minerals, даже к 2030 году Китай будет выпускать в два раза больше аккумуляторов, чем все прочие страны сообща, и поколебать его лидерство не удастся никому.

Источник изображения: BYD

Китайские поставщики, как поясняет The New York Times, контролируют 41 % мирового рынка кобальта и 28 % мирового рынка лития, причём основная часть сырья поступает в КНР из других стран. Китайские компании являются акционерами многих добывающих компаний на пяти континентах нашей планеты. Конго является крупнейшим добытчиком кобальта, и китайские инвесторы уже скупили основную часть месторождений в этой стране. По графиту КНР контролирует 78 % мирового рынка, добывая его на родине с относительно низкими затратами, по марганцу и никелю — 5 и 6 % соответственно. Сделки китайских инвесторов с компаньонами в Индонезии сделают КНР крупнейшим игроком в мире на рынке поставок никеля уже к 2027 году.

Специфика горнодобывающей промышленности сейчас тоже играет на руку Китаю, поскольку новое месторождение для выхода на проектную мощность может требовать до двадцати лет времени, а потому даже самым амбициозным конкурентам будет сложно угнаться за китайскими компаниями.

В сфере переработки минералов, используемых при производстве аккумуляторов, Китай тоже опережает прочие страны. Поднебесная контролирует 95 % мирового рынка услуг по переработке марганца, 73 % кобальта, 70 % графита и 67 % лития. По мнению экспертов, энергоёмкий процесс переработки минералов в Китае активно субсидируется властями, которые удерживают энерготарифы для промышленности на щадящем уровне. Токсичность некоторых видов такой деятельности китайские власти заботит в меньшей степени, чем правительства других стран.

На уровне производства компонентов для аккумуляторов Китай тоже остаётся безоговорочным лидером, контролируя 74 % рынка сепараторов и 82 % рынка электролитов. Делая ставку на выпуск более дешёвых катодов на основе лития и фосфата железа (LFP), компания заняла половину мирового рынка катодов в целом. Это в известной степени сыграло на руку и компаниям CATL и BYD, которые специализируются на выпуске LFP-аккумуляторов в огромных количествах. В Китае производится 73 % катодов на основе никеля, марганца и кобальта (NMC), а также 99 % катодов LFP-типа.

Наконец, готовых тяговых аккумуляторов Китай выпускает в количествах, соответствующих 66 % ёмкости мирового рынка. По оценкам отраслевых экспертов, китайские компании могут выпускать аккумуляторные ячейки с вдвое более низкими затратами по сравнению с предприятиями в Северной Америке или Европе. В этой стране дешевле рабочая сила, а также достаточно поставщиков технологического оборудования. Непосредственно 54 % мирового объёма производства электромобилей приходятся на Китай. Любая другая страна практически не имеет шансов повторить успех Китая в превращении в самодостаточного производителя аккумуляторов. Компаниям за пределами Китая так или иначе придётся кооперироваться с местными производителями, по мнению аналитиков.

Учёные из Института им. Макса Планка (MPI-P) исследовали микроструктуру твердотельных литиевых аккумуляторов, вдохновившись наблюдением за ростом сталактитов и сталагмитов в пещерах. Первые растут сверху, а вторые — снизу. Похожим образом в твердотельных батареях растут дендриты из металлического лития. Но прежде никто не изучал вопросы, на каком электроде начинается рост дендритов и что его к этому подталкивает и, главное, как этого избежать.

Поиски корней дендритов в электродах батарей. Источник изображения: Xue Zhang / MPI-P

Команда исследователей MPI-P из департамента Ганса-Юргена Бутта (Hans-Jürgen Butt) в деталях изучила атомное строение твердотельных электролитов и электродов от физического строения до карты распределения электронов в кристаллической решётке. В качестве основного инструмента использовался метод зондовой силовой микроскопии Кельвина (KPFM). Подход позволяет создать карту распределения зёрен кристаллов в поликристаллических материалах и отобразить межзёренные границы. Также KPFM даёт возможность измерить потенциалы на поверхности материала (оценить величину заряда).

Выяснилось, что на межзёренных границах отрицательного электрода (на катоде) в процессе заряда и разряда батарей с твёрдым электролитом скапливаются электроны. При прохождении через такие скопления ионов лития (что происходит в момент зарядки и разрядки аккумуляторов) они захватывают электроны и восстанавливаются до металлического лития. На аноде такие процессы практически не наблюдались.

Тем самым стало абсолютно понятно, что «во всём виноват катод» и исследователям необходимо более пристально изучить его для подавления процессов роста игл дендритов, которые в процессе работы аккумулятора буквально протыкают его насквозь до возникновения короткого замыкания. Своими выводами учёные поделились в статье в журнале Nature Communications, которая свободна доступна по этой ссылке.

Следствием проделанной работы может стать появление намного более безопасных и долговечных батарей с твёрдым электролитом, которые будут невоспламеняемые и более энергоёмкие, чем привычные литиевые аккумуляторы с жидким электролитом.

Компания Tesla со времён раннего сотрудничества с корпорацией Panasonic в области производства аккумуляторных ячеек придерживается использования элементов классической цилиндрической формы, но с точки зрения компоновки они имеют определённые недостатки. Как стало известно из заявки Tesla, в Шанхае компания собирается наладить производство аккумуляторов пакетного типа.

Источник изображения: LG Energy Solution

Согласно полученной недавно информации, Tesla закупает тяговые аккумуляторы у четырёх крупнейших производителей: CATL, BYD, LG Energy Solution и Panasonic. Как минимум первые три компании специализируются на выпуске аккумуляторных ячеек призматической формы или пакетных элементов, которые позволяют оптимально заполнять пространство, приближённое по форме к параллелепипеду.

С какими целями Tesla собирается наладить в Шанхае самостоятельный выпуск аккумуляторов пакетного типа, сказать сложно, но соответствующая заявка уже подана местным властям, как сообщает Reuters со ссылкой на официальную документацию. В ней отмечено, что на первых порах Tesla будет выпускать ежегодно аккумуляторов этого типа совокупной ёмкостью не более 20000 А·ч. По сути, этого не хватит даже на комплектацию одной тяговой батареи для кроссовера Tesla Model Y. Ранее в своих электромобилях Tesla такие аккумуляторы никогда не применяла. Не исключено, что им найдётся применение в сфере стационарных систем хранения электроэнергии.

Последние Tesla также намеревается выпускать в Шанхае, так что эти планы могут быть взаимосвязаны. Попутно компания подала заявку на расширение производства силовых установок электромобилей в Шанхае с нынешних 1,25 млн штук в год до 1,75 млн штук. По сути, это позволит компании пропорционально увеличить объёмы выпуска машин в Шанхае. В прошлом году здесь было собрано 726 тысяч электромобилей Model 3 и Model Y, что превышает половину всего годового объёма выпуска по миру в целом. Сейчас предприятие в Шанхае способно собирать более миллиона электромобилей в год. До конца текущего года Tesla рассчитывает выпустить не менее 1,8 млн электромобилей.

Все ведущие автопроизводители в той или иной мере вовлечены в разработку твердотельных аккумуляторов, которые позволят сократить массу электромобилей, увеличить запас хода, ускорить процесс зарядки и повысить безопасность. Porsche считает возможным увеличение запаса хода электромобилей до 1300 км за счёт перехода на использование другого химического состава анодов у традиционных аккумуляторов с жидким электролитом, хотя и на твердотельные батареи делает определённую ставку.

Источник изображения: Porsche

В структуре автоконцерна Volkswagen марка Porsche является одним из локомотивов электрификации модельного ряда, поскольку в премиальном сегменте проще оправдывать сопутствующие этому процессу высокие расходы. По данным ресурса Carscoops, который ссылается на сотрудничающих с Porsche учёных и инженеров, замена графита на кремний в составе анодов тяговых аккумуляторов позволит увеличить плотность хранения энергии до десяти раз, а восполнить заряд с 5 до 80 % можно будет менее чем за 15 минут.

Правда, у таких анодов есть существенный недостаток в виде повышенной способности расширяться при абсорбции лития — это сокращает ресурс батарей. Специалистам компании приходится бороться с этим за счёт ограничения доли кремния в составе анода, сейчас её удалось довести до 80 %. Одновременно ведутся работы по повышению содержания никеля в катодах, что позволяет увеличить скорость зарядки и получаемую мощность.

Сочетая новый химический состав аккумуляторов и более плотную упаковку, поддерживаемые Porsche специалисты рассчитывают уже в ближайшие годы увеличить запас хода электромобилей до 1300 км. Дальнейший переход на твердотельные аккумуляторы позволит увеличить запас хода флагманских моделей электромобилей ещё на 30 или 50 %. Некоторого прогресса удастся добиться и на стороне зарядных станций. Их мощность планируется увеличить до 500 кВт, но для этого жидкостному охлаждению придётся подвергать даже зарядные разъёмы, не говоря уже о силовых кабелях.

Госкорпорация «Росатом» практически полностью купила южнокорейского разработчика литийионных аккумуляторов Enertech. «Росатом» ещё в 2021 году купил 49 % акций Enertech у одной из структур холдинга Ener1, а в прошлом году купил ещё 49 % и теперь фактически является собственником бизнеса, пишет «Коммерсант». Эксперты считают, что покупка компании с пакетом технологий оправдана, поскольку на самостоятельную разработку сопоставимых аккумуляторных технологий ушли бы годы.

Источник изображения: Enertech

Информация о приобретениях «Росатома», точнее, входящей в его состав компании «Рэнера», появилась в отчётности Enertech International за 2022 год. Сейчас «Рэнера» принадлежит доля в 98,32 %. До этого пакет принадлежал TVG Saehan Holdings Limited, входящей в состав Ener1, основным владельцем которой называется стоящий за группой «Илим» Борис Зингаревич. По данным «Коммерсанта», госкорпорации необходимы технологии для начала производства аккумуляторов на своей фабрике в Калининградской области. Там планируется выпускать батареи суммарной ёмкостью 4 ГВт·ч в год — этого достаточно для 50 тыс. электромобилей.

Сообщается, что Enertech представляет собой небольшой завод с собственным исследовательским центром. Известно, что прежний владелец Ener1 занимался развитием аккумуляторных технологий в США, но не слишком преуспел в финансовом отношении. По информации издания, в 2018 году Enertech выпускала аккумуляторы для российского лимузина Aurus, но так и не смогла преодолеть финансовые трудности, накопив убыток в размере $64 млн. При этом только в прошлом году компания начала приносить прибыль, которая составила $2,2 млн.

Запуск калининградского завода планируется осенью 2025 года, выпускаемые тяговые аккумуляторы планируется использовать, например, в электромобилях «Атом». Подконтрольная Enertech структура уже зарегистрировала в 2021 году в России ряд патентов. Известно, что сейчас Enertech занимается разработкой литий-никель-марганец-кобальт-оксидных аккумуляторов (NMC), оптимальных для электромобилей.

Эксперты подчёркивают, что решение «Росатома» о покупке можно только приветствовать, поскольку тяговые аккумуляторы нужны уже сегодня, а на создание собственных технологий уйдёт не один год, в лучшем случае — три-четыре. Сообщается, что ещё в 2021 году Enertech объявила о начале производства тяговых АКБ в соответствии с перспективной технологией NMC811, на разработку которой ушло не менее пяти лет, даже с учётом того, что исходные наработки у компании уже имелись.

По имеющимся данным, в рамках соглашения с российским правительством технологию выпуска литийионных аккумуляторов совместно с «Росатомом» создаёт консорциум «Инэнерджи». Эксперты утверждают, что технологию стоит создавать параллельно с освоением рынка, иначе к моменту готовности решения окупить затраты на разработку будет значительно труднее.

Ещё в феврале этого года руководство китайской компании NIO сообщило, что летом у клиентов марки появится возможность получить первые электромобили, оснащаемые твердотельными тяговыми батареями ёмкостью 150 кВт‧ч. Тогда же стало понятно, что удовольствие будет не из дешёвых: сама по себе батарея будет стоить почти $50 000, как целый седан ET5. Сейчас NIO уже подала заявку на право поставлять подобные электромобили на китайский рынок.

Источник изображения: NIO

Компания намеревается расширить ассортимент тяговых батарей, которыми оснащаются реализуемые в Китае электромобили. Все три предлагаемые на местном рынке модели NIO получат модернизированные батареи, причём их поставщиком выступит компания WeLion New Energy Technology, которая выпуск твердотельных тяговых аккумуляторов начала ещё в ноябре прошлого года. Из всего этого можно сделать вывод, что варианты электромобилей NIO с тяговой батареей ёмкостью 150 кВт‧ч будут оснащаться именно твердотельными аккумуляторами производства WeLion.

Тот же седан NIO ET7 с подобной батареей сможет проезжать без подзарядки до 1000 км, переход на твердотельные аккумуляторы должен повысить и скорость зарядки, но пока подробные характеристики не раскрываются. Известно лишь, что плотность хранения заряда вырастет до 360 Вт‧ч/кг, поэтому столь ёмкая батарея будет весить чуть более 400 кг. На первых порах машины NIO с твердотельными аккумуляторами можно будет получить только в лизинг или аренду, позже появится возможность выкупить их в постоянное владение.

Впрочем, если учесть немалую наценку за новый тип батареи, которая будет измеряться десятками тысяч долларов, желающие переплатить найдутся только среди самых состоятельных любителей длительных безостановочных поездок. NIO активно развивает сеть станций по экспресс-замене тяговых батарей на заряженные, и для пополнения запаса хода владельцам машин с более скромными по ёмкости аккумуляторами достаточно на пять минут задержаться в специальном ангаре, где все операции выполняются автоматикой.

Японская компания Panasonic является старейшим партнёром Tesla по выпуску литиевых аккумуляторов, поэтому и разработка ячеек типоразмера 4680 велась с привлечением японских специалистов. Тогда как Tesla освоила выпуск таких аккумуляторных элементов в Калифорнии и Техасе, сама Panasonic запуск профильного производства постоянно откладывает. На этот раз апрель следующего года был назван в качестве самого оптимистичного ориентира.

Источник изображения: Panasonic

Как поясняет Reuters, соответствующие заявления представители Panasonic сделали на квартальной отчётной конференции. Первоначально компания хотела начать серийный выпуск литиевых аккумуляторов типоразмера 4680 собственными силами в период с апреля текущего года по март 2024-го, но теперь вынуждена перенести старт производства на период с апреля по сентябрь 2024 года, как сообщает источник. Производитель воспользуется задержкой, чтобы улучшить характеристики аккумуляторных элементов и повысить их конкурентоспособность. Опытное производство на пилотной линии в Японии уже осуществляется.

Компания Tesla аккумуляторные ячейки типоразмера 4680 использует в составе батарей кроссоверов Model Y, собираемых в Техасе. Попытки наладить выпуск таких ячеек на предприятии в Берлине были ею оставлены по экономическим соображениям. В декабре прошлого года Tesla начала мелкосерийный выпуск электрических грузовиков Semi на предприятии в Неваде, но глава компании Илон Маск (Elon Musk) заявил, что эти машины не используют аккумуляторы типоразмера 4680. Собственными силами Tesla производит такое количество ячеек типа 4680, которого хватает для оснащения ими 1000 электромобилей в неделю.

Освоить производство таких ячеек стремятся и южнокорейские компании. Например, LG Energy Solution в прошлом месяце призналась, что запустит линию по выпуску аккумуляторов типоразмера 4680 на территории Южной Кореи к концу текущего года. Когда будет развёрнуто массовое производство таких аккумуляторов, корейская компания не уточнила. Samsung SDI тоже интересуется аккумуляторами такого типоразмера, но пока экспериментирует с их геометрическими параметрами.

Свои призывы к предпринимателям заниматься переработкой лития для тяговых батарей Илон Маск (Elon Musk) формально подкрепил собственным примером на этой неделе, приняв участие в церемонии закладки фундамента нового предприятия в Техасе, которое займётся данным видом деятельности, в перспективе обеспечивая сырьём выпуск до 1 млн электромобилей в год.

Источник изображения: Tesla

Напомним, что с некоторых пор в Техасе расположена не только штаб-квартира Tesla, но и предприятие по выпуску электромобилей с потенциально самым широким ассортиментом продукции этой марки. Здесь Илон Маск намеревается собирать не только роботизированные такси, грузовики Semi и спорткар Roadster второго поколения, но и человекоподобных роботов Optimus. Наличие в этом же штате крупного предприятия по переработке лития станет подспорьем для выпуска аккумуляторов типоразмера 4680, который налажен в Остине.

Согласно поданным компанией документам, Tesla собирается потратить на строительство предприятия по переработке лития в Техасе не менее $375 млн. Губернатор штата Грег Эбботт (Greg Abbott) в понедельник принял участие в церемонии закладки фундамента вместе с Илоном Маском. По замыслу последнего, новое предприятие в Техасе сможет обрабатывать больше гидроксида лития, чем все вместе взятые площадки на территории Северной Америки. Предприятие обещает применять передовые методы обработки гидроксида лития, которые используют меньше вредных химикатов и позволяют получить больше пригодных для дальнейшего использования побочных продуктов переработки. Илон Маск заверил, что производство не будет выделять вредных веществ, и при желании посреди этой площадки можно жить без ущерба для здоровья. Побочными продуктами деятельности предприятия станут преимущественно песок и известняк, им удастся найти выгодное применение.

Более половины мировых мощностей по переработке лития находятся на территории Китая, и появление крупного предприятия такого профиля на территории США позволит местной промышленности снизить зависимость от страны, с которой у неё складываются не самые простые взаимоотношения. Предприятие Tesla обещает работать как на импортируемом сырье, так и на продуктах вторичной переработки использованных тяговых батарей. Строительство предприятия будет завершено в следующем году, а в 2025 году оно начнёт выдавать продукцию. На строительстве будут задействованы около 250 человек, численность персонала предприятия составит 165 человек.

Китайские производители давно занимают прочные позиции на мировом рынке как электромобилей, так и тяговых аккумуляторов, а претендующая на статус глобального лидера компания BYD производит оба типа продукции. По итогам первого квартала ей даже удалось сместить на третью позицию южнокорейскую LG Energy Solution, и теперь оба крупнейших производителя аккумуляторов в мире имеют китайское происхождение.

Источник изображения: LG Energy Solution

Об этом позволяет судить статистика южнокорейской исследовательской компании SNE Research, оценивающая изменения на рынке тяговых аккумуляторов для электромобилей и гибридов за первый квартал этого года. Прежде всего, в мировых масштабах объёмы использования отраслью тяговых аккумуляторов выросли в годовом сравнении на 38,6 % до 133 ГВт·ч. Как и ранее, лидерство удалось удержать китайской компании CATL, хотя ее доля и немного сократилась — с 36 до 35 %. При этом фактические объёмы поставок компания нарастила чуть меньше среднего показателя по рынку — на 35,9 %.

Занявшая второе место в мировом рейтинге BYD отстаёт от своего соотечественника весьма существенно, контролируя лишь 16,2 % рынка. С другой стороны, компания увеличила объёмы поставок тяговых батарей более чем в два раза, что и позволило ей обогнать LG Energy Solution. Год назад BYD контролировала не более 10,4 % мирового рынка. Китайским компаниям, по данным авторов исследования, проще укреплять свои позиции на местном рынке, поскольку в случае с той же BYD речь идёт о вертикально интегрированном бизнесе, позволяющем чётко контролировать издержки даже в условиях высокой ценовой конкуренции.

LG Energy Solution сохранила за собой 14,5 % мирового рынка тяговых аккумуляторов, но за пределами Китая она остаётся лидером с 28 % сегмента. Компания снабжает своей продукцией многих крупных автопроизводителей, включая Tesla, GM, Ford Motor и Volkswagen.

Так как недавно Tesla всё же приступила к оснащению своих электромобилей батареями производства BYD, теперь компания Илона Маска (Elon Musk) получает аккумуляторы уже от четырёх крупнейших поставщиков в мире. Правда, старейший из них в лице японской корпорации Panasonic теперь может похвастать лишь 9 % мирового рынка и четвёртым местом.

На пятом и шестом местах расположились южнокорейские SK On (5,3 %) и Samsung SDI (4,9 %). Остальные позиции в первой десятке занимают китайские компании CALB (4,3 %), Gotion High-Tech (2,2 %), Eve Energy (1,8 %) и Sunwoda (1,4 %). Все прочие производители сообща контролируют не более 5,3 % мирового рынка тяговых аккумуляторов для электромобилей и гибридов.

Илон Маск (Elon Musk) не раз заявлял, что возглавляемая им компания Tesla собирается к 2030 году выйти на выпуск 20 млн электромобилей в год, поэтому будет вынуждена быстро наращивать выпуск тяговых аккумуляторов и увеличивать добычу сырья для них, причём не только через партнёров. О желании этого автопроизводителя активнее заниматься обработкой сырья говорит и заявка, поданная в штате Невада с целью создания там профильной лаборатории по работе с литием.

Источник изображения: Google Maps, Electrek

В данном штате у Tesla есть предприятие по выпуску тяговых батарей, которое функционирует совместно с Panasonic, но новая лаборатория разместится в городке Спаркс на некотором удалении. В документации новое здание упоминается как «Литиевая лаборатория Tesla», а о назначении объекта можно лишь догадываться по словам «производство» и «исследования и разработки», которые расположились по соседству. Уже существующие в городе Спаркс здание компания собирается переоборудовать под собственные нужды, серьёзно изменив инженерную инфраструктуру и минимально затронув его архитектурный облик.

В штате Техас компания строит предприятие по очистке лития. Как не раз отмечал Илон Маск, в мире нет дефицита лития, но его перерабатывают в недостаточных для автомобильной отрасли количествах. Профильный бизнес по своей прибыльности Маск сравнивает с чеканкой монет, призывая всех предпринимателей заниматься очисткой и переработкой лития и его соединений. С 2020 года Tesla вынашивает планы самостоятельной добычи лития в штате Невада, так что профильная лаборатория вполне может ей пригодиться для исследовательских целей.

Строящееся совместное предприятие TSMC на западе Японии, как ожидается, перетянет на себя основную часть бюджетных средств, выделенных местными властями на поддержку полупроводниковой отрасли. Недавно министр промышленности Ясутоси Нисимура (Yasutoshi Nishimura) пояснил, как будут распределяться $1,8 млрд субсидий между проектами в сфере производства тяговых аккумуляторов и чипов.

Источник изображения: Reuters, Androniki Christodoulou

По информации Reuters, японский чиновник заявил о готовности властей страны потратить до $1,38 млрд на поддержку восьми проектов по строительству предприятий, связанных с выпуском тяговых аккумуляторов. Ещё около $421 млн будут направлены на финансирование двух проектов по строительству в Японии предприятий, занимающихся выпуском полупроводниковых компонентов. Хотя это не конкретизировалось, можно предположить, что речь идёт о предприятиях TSMC и консорциума Rapidus соответственно.

Японский министр был более многословен в отношении именно проектов по выпуску тяговых аккумуляторов. Honda Motor и производитель батарей GS Yuasa затеяли увеличить объёмы выпуска аккумуляторов для стационарных систем хранения электроэнергии, собираясь потратить на эти нужды до $3,2 млрд. По сути, власти Японии готовы покрыть до $1,18 млрд из этих расходов. Две упоминаемые выше компании намереваются начать выпуск батарей в сотрудничестве с Blue Energy в апреле 2027 года, а к октябрю того же года выйти на массовый выпуск аккумуляторов. Где расположится предприятие, пока не уточняется, но его проектная мощность достигнет 20 ГВт‧ч эквивалентной ёмкости в год.

Генеральный директор Honda Motor Тосихиро Мибэ (Toshihiro Mibe) заявил: «Мы хотели бы отвечать на растущий спрос на самые разные виды батарей в Японии, преимущественно для электромобилей». Ранее он также заявлял, что не считает вероятным появление в Японии программы по продаже электромобилей населению с субсидированием части расходов, поскольку государственный бюджет страны и так нагружен долговыми обязательствами.

До сих пор в сфере локального производства тяговых батарей для электромобилей американская корпорация General Motors предпочитала сотрудничать с южнокорейской компанией LG Energy Solution, совместными усилиями они построят в США три предприятия, часть из которых уже функционирует. К 2026 году у GM появится в США и совместное предприятие с компанией Samsung SDI, на строительство которого будет потрачено $3 млрд.

Источник изображения: Samsung SDI

Новое предприятие начнёт функционировать в 2026 году и сможет ежегодно выдавать тяговых аккумуляторов совокупной ёмкостью до 30 ГВт‧ч, хотя в полученном агентством Bloomberg электронном письме Samsung SDI не было указано, где именно в США появится это предприятие. До этого считалось, что подходящая площадка найдётся в штате Индиана, где LG Energy Solution и GM не стали строить четвёртое по счёту совместно управляемое предприятие по выпуску тяговых аккумуляторов.

Предприятие Samsung SDI будет выпускать для нужд General Motors литиевые аккумуляторы с высоким содержанием никеля как в призматическом исполнении, так и в цилиндрическом. GM будет не единственным партнёром, в сотрудничестве с которым Samsung SDI будет развивать производство тяговых аккумуляторов на территории США. В штате Индиана будет построено предприятие, которое будет снабжать ими концерн Stellantis, владеющий торговыми марками Chrysler, Jeep и Dodge. Оно обойдётся партнёрам в $2,5 млрд.

По оценкам аналитиков, сейчас Samsung SDI располагает долгосрочными контрактами на поставку сырья и компонентов, позволяющими на 80 % покрыть собственную потребность в производстве тяговых аккумуляторов до 2025 года даже с учётом строительства новых предприятий и роста спроса на электромобили. Не исключено, что немецкая марка BMW тоже станет партнёром Samsung SDI в этой сфере.

Помимо двух уже упоминавшихся корейских производителей аккумуляторов, своё присутствие на территории США расширяет и SK On. На этой неделе корейская компания подписала соглашение с автопроизводителем Hyundai Motor, которое предусматривает строительство профильного предприятия в штате Джорджия на сумму $5 млрд. Массовый выпуск тяговых аккумуляторов совместное предприятие начнёт в 2025 году, а годовой объём производства достигнет 35 ГВт‧ч в эквивалентной ёмкости.

Швейцарская компания Energy Vault к лету завершит строительство самых масштабных в мире площадок по аккумулированию электрической энергии в гравитационных системах. Один аккумулятор строится в США, а второй — в Китае. Энергия будет запасаться при подъёме 24-тонных блоков на высоту свыше 100 метров. Её выработка будет происходить в процессе контролируемого спуска блоков на уровень земли.

24-т блок для накопления энергии подъёмом на высоту. Источник изображения: Energy Vault

По словам проектировщиков, гравитационные аккумуляторы просты, надёжны, собираются из местных комплектующих, включая блоки, и могут работать в любых климатических условиях без специального контроля и сложного климатического оборудования. В момент избытка электрической энергии 24-т блоки подаются к лифтам и поднимаются на высоту. В США сооружение будет достигать в высоту 140 м, а в Китае — 120 м. Когда выработка электрической энергии падает, что актуально в случае солнечной и ветряной энергетики, блоки спускаются на лифтах вниз, раскручивая роторы генераторов и вырабатывая электричество.

За время спуска блока размерами 3,5 × 2,7 × 1,3 м со скоростью 2 м/с вырабатывается примерно 1 МВт электричества с КПД более 80 %. Здания гравитационного аккумулятора можно строить не только вверх, но и вширь, таким образом наращивая ёмкость хранения энергии. Например, хотя китайский аккумулятор будет ниже строящегося в США, за счёт большей площади сооружения он может хранить до 100 МВт·ч электричества, тогда как американский — всего 36 МВт·ч.

Блоки для запасания энергии изготавливаются на месте из прессованной земли. Добавляются только скрепляющие растворы не более 1 % на вес блока. Система простая и неприхотливая в эксплуатации. Разработчик даёт 35 лет гарантии на работу гравитационной аккумулирующей системы.

Строительство гравитационного аккумулятора в Китае

В Швейцарии компания Energy Vault с 2020 года эксплуатирует опытный аккумулятор ёмкостью 5 МВт·ч. Он подключён к местной электросети и является не просто демонстратором, а рабочим инструментом. Но это маленький по своим масштабам проект. Два новых проекта — один в США в Снайдере (штат Техас) и второй в Китае к северу от Шанхая — станут доказательством хорошего и надёжного масштабирования платформы.