Две технологии литий-ионных батарей соперничают за лидерство в индустрии на сотни миллиардов долларов. Financial Times рассказал об особенностях методов и узнал основных игроков сферы производства батарей. Forbes выбрал главное из материала
Велика війна пришвидшила вихід жінок на лідерські ролі. Вже 15 травня на форумі «Вільна» Forbes пропонує подивитися на це явище крізь нову, чітку оптику. Спікерки та спікери з Superhumans, Google, ENKO, McDonald’s, G. Bar та інших. Купуйте квитки за посиланням.
Технология литий-ионной батареи пока незаменима для индустрии электромобилей и хранения избытка электроэнергии, которые играют ключевую роль в переходе мира на безуглеродную экономику.
Рост спроса сулит немалые доходы. Мировая выручка от литий-ионных батарей вырастет до $700 млрд в год к 2035-му, сообщает Benchmark Mineral Intelligence. А к тому времени $730 млрд будет вложено в батарейные производства, добычу необходимых материалов и заводы для их обработки, чтобы удовлетворить спрос на литий, никель и кобальт.
«Начнется борьба за то, кто сможет разработать самые передовые технологии в мире», – считает главный технологический директор крупнейшей литиевой компании мира Albemarle Глен Мерфелд.
Расцвет литий-ионных батарей
Технологию изобрели ученые в США в 1970-х, а коммерциализировала японская Sony в 1991 году, когда использовала ее в своих видеокамерах Handycam. Литий-ионные батареи более мощные и компактные, чем свинцово-кислотные или никель-кадмиевые, которые до этого доминировали на рынке перезарядных батарей.
После того, как литий-ионные батареи помогли родиться индустрии портативных устройств, они победили всех других конкурентов в сфере производства электромобилей. Это произошло тогда, когда затраты на производство литий-ионных батарей упали на 90% за 10 лет. Согласно данным лондонской консалтинговой фирмы по вопросам батарейной промышленности Rho Motion, уже в этом году имеющиеся литий-ионные батареи могут дать более 1 тераватт-часов энергии. Это примерно для 17 млн электромобилей среднего размера.
На рост спроса на литий-ионные батареи влияет и новая индустрия хранения электричества, которая будет расширяться из-за непостоянства солнца и ветра как источников энергии, а именно они – в центре «зеленого» энергетического перехода планеты. Но сейчас больше всего инвестиций идет именно на производство батарей для электромобилей.
Все батареи работают по одинаковому принципу: поток ионов (электрически заряженные атомы) проходит от анода к катоду через химический материал под названием электролит и таким образом образуется ток. При зарядке процесс идет в обратном направлении.
Инновации в вопросе материалов помогли создать спектр батарей с разными характеристиками в зависимости от желаний производителя и назначения батареи. То есть разнообразие материалов позволяет регулировать окончательную стоимость, вес, емкость, время зарядки, количество зарядных циклов и безопасность батареи.
«Литий-ионная платформа позволила нам открыть новые материалы, которые можно использовать для анода, катода и электролита», – объяснил Венкат Сринивасан, директор научного центра Argonne Collaborative Center for Energy Storage Science, принадлежащего национальной лаборатории США.
Аноды обычно делают из графита и от них зависит то, как быстро зарядится батарея. Катоды, производящиеся из разных материалов, определяют стоимость батареи и то, сколько энергии в ней может храниться.
На рынке электромобилей два химических состава катода соперничают за лидерство: NMC, включающий литий, никель, манган и кобальт в переменных пропорциях, и LFP, в который входят литий, железо и фосфаты.
Две технологии производства батарей
Южнокорейские LG Energy Solution и Samsung SDI искусно производят NMC-катоды. Их используют в большинстве западных электромобилей благодаря тому, что такие аккумуляторы обеспечивают более длительную продолжительность поездки на одном заряде. Но именно на китайские компании приходится 75% мирового производства NMC-катодов, сообщает Benchmark.
Китай фактически единолично контролирует производство LFP-катодов – 99% мирового рынка. Технология приобрела популярность в стране благодаря тому, что обеспечивает большую плотность энергии, более высокий уровень безопасности батареи и более низкую цену по сравнению с NMC-катодами. Согласно оценке Rho Motion, доля LFP-катодов на китайском рынке всего за три года выросла с 13% до 60%.
Борьба между производителями батарей с разным химическим составом будет оказывать огромное влияние на мировое предложение и спрос на литий, никель и манган. От того, на чью сторону будут склоняться чаши весов, будет зависеть процветание стран, которые обеспечивают поставку этих материалов – Индонезии, Демократической Республики Конго и Чили.
А выбор потребителей, политиков и автопроизводителей играет немаловажную роль в том, насколько сильно Китай сожмет в своем железном кулаке мировой рынок электромобилей, а значит, и переход на чистую энергию.
По словам Дирка Уве Зауэра, преподавателя и исследователя батарей и энергетических систем, треть стоимости пассажирского электромобиля – это батарея. Если не контролировать производство батарей, то в будущем можно получить множество проблем в мире, в котором ты не знаешь, кто будет твоим другом завтра и доставит ли он то, что вам нужно, предупреждает Зауэр.
Западные стартапы работают над собственной технологией LFP-катодов, а корейские производители батарей пытаются догнать китайские. LG Energy Solution, крупнейший производитель электромобильных батарей после китайской CATL, в марте объявил, что $2,3 млрд с $5,5 млрд инвестиций в производство в Аризоне пойдут на LFP-батареи для систем хранения энергии.
Майкл Финелли, президент по росту в компании Solvay, поставляющей компоненты для батарей, говорит, что батарейной индустрии нужно вырасти в 10 раз в течение следующих нескольких лет. Батарея – ключевой компонент перехода на «зеленую» энергию. Батареи теперь относятся к критическим товарам для национальной безопасности, поэтому в вопросе их производства на других лучше не полагаться, объясняет Финелли.
Эксперты добавляют, что международные автопроизводители просят корейские компании изготавливать батареи с LFP-катодами, но Корея не может победить Китай в войне цен на этот товар. Всё благодаря огромной поддержке сектора китайским правительством.
Дешевизна и масштабы производства LFP-катодов оставляют Запад и западные компании на перепутье. Ford, к примеру, уже попал в вихрь скандала за то, что заключил с китайской CATL лицензионное соглашение на производство LFP-батарей в США.
Вы нашли ошибку или неточность?
Оставьте отзыв для редакции. Мы учтем ваши замечания как можно скорее.