В России разворачивается производство аккумуляторов для электротранспорта

Своя батарея – ближе: в России разворачивается полномасштабное производство отечественных аккумуляторов для электротранспорта.

Наращивая степень локализации по принципу «от крупного к мелкому», изготовленные из отдельных блоков батареи, будут все более и более российскими.

Аккумуляторная батарея – один из основных компонентов электромобиля. По различным оценкам на нее приходится от 40% до 50% стоимости транспортного средства. Поэтому полноценный технологический суверенитет в области автомобилестроения без собственного производства аккумуляторных батарей невозможен.

В контексте передовых тенденций развития отрасли оно приобретает еще большую важность. По прогнозу Bloomberg спрос на литий-ионные батареи в ближайшие 10 лет вырастет от 4 до 10 раз и к 2030 г. составит 2,4 – 6 тыс. ГВт*ч против 600 ГВт*ч в 2022 г. Подстегиваться этот рост будет в первую очередь нарастающим из года в год выпуском электромобилей, который опять же к 2030 г. должен составить 145 млн шт.

Российские объемы на порядок скромнее, но, тем не менее, тоже достаточно существенны. Минпромторг РФ ставит целевым показателем на 2030 г. выпуск 217 тыс. электромобилей, что составляет рост даже не в десятки, а в сотни раз к текущему уровню производства. Такой парк потребует суммарной мощности накопителей, доходящий до 17,5 ГВт*ч. Это тысячи и тысячи батарей, которые кто-то должен изготавливать внутри страны.

Первые шаги

«Росатом» давно обратил самое пристальное внимание на данную тему. Во второй половине 2020 г.  им было завершено формирование отраслевого интегратора по бизнес-направлению «Накопители энергии», которым стала компания «РЭНЕРА», созданная на базе ООО «Катодные Материалы» (предприятие топливной компании «ТВЭЛ», входящей в структуру «Росатома»). Ее специализация – разработка, производство и продвижение линейки литий-ионных тяговых батарей для электротранспорта, а также стационарных накопителей электроэнергии.

Для решения поставленных задач в начале 2021 г. «РЭНЕРА» приобрела 49% акций южнокорейского производителя литий-ионных аккумуляторных ячеек и систем накопления энергии – компании Enertech International Inc, открыв опытную сборку литий-ионных батарей на территории Московского завода полиметаллов (МЗП). В конце 2022 года — это производство стало серийным, его плановая мощность составляет 150 МВт*ч/год или около 2 тыс.  тяговых АКБ для электротранспорта.

Но полноценное развитие невозможно без собственной научно-исследовательской базы, поэтому в феврале 2023 г. компания открывает следующую площадку на территории ОЭЗ «Технополис Москва». Это уже многофункциональный объект, сочетающий R&D центр и производственные мощности. Их запуск намечен на конец 2023 г.

Исследования и производство

Производственная часть будет включать в себя 60 метровую высокоавтоматизированную линию сборки энергетических модулей: на входе в нее загружаются ячейки и прочие необходимые компоненты, на выходе получаются готовые модули. В дальнейшем из них будут комплектоваться батареи.

На этой площадке мы сможем реализовать более сложные производственные процессы и тем самым поднять степень локализации нашей продукции с 30% до 50%, – объясняет генеральный директор «РЭНЕРА», Александр Камашев. – Мы пойдем от ячейки, отрабатывая серийные технологии по созданию конечных решений, позволяющих выпускать стопроцентно отечественный продукт. Это очень важно, потому что следующим этапом должен стать запуск фабрики полного технологического цикла – из поступающего сырья мы будем изготавливать и ячейки.

Здесь надо отметить, что современный накопитель электроэнергии, используемый на электротранспорте, представляет собой составное изделие. Он формируется из энергетических модулей, которые в свою очередь собираются из ячеек. Так вот если на площадке МЗП производство осуществлялось путем сборки батарей из литий-ионных аккумуляторных модулей, то в технополисе уже будут собирать сами эти модули из поступающих ячеек и потом батареи. Этот технологический процесс, как отметил Александр Камашев, более сложный и потому обеспечивает большую локализацию. Ну, а основная цель – это, конечно же, выпуск базовых элементов, то есть самих ячеек. Именно он и позволит обеспечить полное импортозамещение.

За научную поддержку проекта будет отвечать R&D центр. В зоне его ответственности несколько ключевых направлений. Во-первых, это разработка и развитие технологий производства альтернативных химических источников тока. Во-вторых, локализация комплектующих для производства литий-ионных батарей в России, сопряженная с разработкой новых научно-технических решений для локализации. Третье – проектирование производственных линий.

В центр планируется вовлечь самые передовые компетенции российских инженерно-конструкторских кадров в данной области. Естественно, будет вестись сотрудничество с дружественными зарубежными партнерами.

Мы планируем привлечь около 500 специалистов, – рассказывает заместитель генерального директора «РЭНЕРА» по научно-технической деятельности, Азамат Беданоков. – Структурно выделяется два ядра. Первое – инжиниринговый центр для решения текущих прикладных задач: работа с заказчиком, кастомизация продукции и т. д. Второе – решение задач завтрашнего дня. Это и глубокая химия, и создание новых модулей и ячеек, и, что немаловажно, – поддержка образовательного центра для подготовки кадров, который будет функционировать в рамках R&D центра.

Собственный продукт

Фундаментом производственной программы в технополисе станет, как уже было сказано, энергетический модуль. Компания сразу решила предложить рынку унифицированный продукт – его дизайн и концепция позволят обеспечить максимально широкий диапазон вариантов применения.

Хочу особо подчеркнуть, – акцентирует внимание директор по коммерции «РЭНЕРА» Дмитрий Турчин, – универсальный модуль – принципы его работы, технологические особенности и проч. был спроектирован в России нашими специалистами.

Универсальный подход обеспечивает серьезные преимущества. Он позволяет существенно снизить массогабаритные параметры батарей за счет более эффективной компоновки батарейного блока и конструировать на единой базе накопители энергии для различного использования. В том числе в низкопольных и стандартных электробусах, в грузовых и легковых электромобилях, в рельсовом транспорте, а так же в составе стационарных накопителей для промышленных и личных нужд.

Модуль будет производиться на территории технополиса уже с конца года в двух исполнениях с номинальной емкостью 60 Ач и 180 Ач. Диапазон рабочего напряжения соответственно: 32,4 – 50,4 В и 10,8 – 15,5 В. Удельная энергоемкость: 216 Вт*ч/кг. – продолжает Дмитрий Турчин. – Он будет комплектоваться системой управления нашей собственной разработки.

По утверждению представителей компании, данное решение ничем не уступает иностранным аналогам, превосходя некоторые из них по отдельным параметрам. При этом локальное производство позволит предложить рынку более конкурентоспособную цену.

Гигафабрика

Следующий важный этап проекта – производство ячеек. Оно будет налажено на гигафабрике, строительство которой стартовало в Калининградской области в конце 2022 г. Ее запуск намечен на август 2025 г. Мощность – 4 Гвт*ч или примерно 50 тыс. литий-ионных батарей в год.

Готовясь к открытию предприятия «РЭНЕРА» ведет активную деятельность по развитию отечественных поставщиков сырья и комплектующих, не ограничиваясь только катодно-анодными материалами. Кроме них необходимы еще и электролиты, сепараторы, фольги и т. д.

Александр Камашев:

– Для производства батарей требуется порядка 40 различных материалов. Примерно 30 из них – вспомогательные, включающие растворители и проч. Около 10 – основные. К моменту запуска фабрики мы рассчитываем получить возможность сотрудничать исключительно с российскими поставщиками. Хотя я не исключаю того, что локализация примерно 30% из них потребует еще 2-3 лет.

Но, так или иначе, в любом случае производство в конечном итоге выйдет на стопроцентную локализацию, поскольку все необходимые материалы для него есть в нашей стране в достаточных количествах. Из них будут изготавливаться универсальные литий-ионные ячейки формата VDA, ставшего сейчас, по сути, глобальным стандартом. Это позволит  вести проектирование и разработку решений, которые будут максимально унифицированы с импортными аналогами. В том числе в первую очередь по части электромобилей.

Данные ячейки характеризуются номинальной емкостью 60 Ач, номинальным напряжением – 3,7 В, удельной энергоемкостью – 260 Вт*ч/кг, ресурсом (DOD 80%) – 4500.

Таким образом, в стране будут ни много ни мало заложены основы формирования новой отрасли, создающей разветвленную сеть кооперации. От добычи лития и других основных компонентов до утилизации и возвращения ценных компонентов в начало производственного цикла. Тем самым замыкая его и делая технологически эффективным и устойчивым. Ну, а автомобилестроение получит так необходимые ему отечественные литий-ионные батареи.