Технологии
Зачем Росатому батарейки

Лауреатом премии «Глобальная энергия-2013» стал Акира Йошино. Награда является признанием заслуг японского ученого, который создал литий-ионные батареи. Изобретенная еще в прошлом веке технология считается одной из самых перспективных и сейчас. Росатом не только реализует «пилотные» проекты по применению литий-ионных технологий, но и думает, как извлечь от этого пользу в будущем.

 

Премию Акира Йошино «заработал» еще в прошлом веке: опытный образец своего аккумуляторного элемента питания японский ученый собрал в 1985 году. Он первым додумался использовать в качестве одного из электродов углеродистый материал с включенными ионами лития, а в качестве другого электрода - литиевую окись кобальта. Шесть лет спустя, в 1991 году сразу две японские компании Sony и Asahi Kasei начали выпуск первых коммерческих литий-ионных аккумуляторов, а сегодня это, наверное, самые распространенные элементы питания на свете. Такие «батарейки» стоят в ноутбуках, планшетах, мобильных телефонах и многих других устройствах.

Литий-ионная технология хранения энергии на сегодняшний день является самой универсальной и совершенной из коммерчески освоенных. У таких аккумуляторов есть целый ряд преимуществ: компактность, отсутствие «эффекта памяти», широкий диапазон рабочих температур (от -20 до + 30 0С), низкий саморазряд, большой ресурс, отсутствие необходимости в обслуживании.

«Литий-ионная технология изначально развивалась как технология АКБ для портативной электроники, и именно в этой области ее развитие достигло апогея. Можно сказать, что без литий-ионной технологии портативная электроника и близко не достигла бы того уровня распространения, какой мы видим сейчас», - поясняет руководитель проекта департамента стратегического управления госкорпорации «Росатом» Дмитрий Чегодайкин.

В 21-м веке эта технология внедряется и в другие сферы. Корпорация Boeing, например, оснастила литий-ионными аккумуляторами свой Dreamliner-787. Первый блин вышел комом, но инженеры корпорации обещают доработать и усовершенствовать давшие сбой системы. В последнее десятилетие эту же технологию активно используют для создания электротранспорта - некоторые серийные американские и китайские модели электромобилей уже преодолевают отметку в 300 километров пробега на одной зарядке.

В последнее время активизировались проекты по применению систем хранения энергии на основе литий-ионной технологии в энергетике. В первую очередь это относится к станциям, работающим на возобновляемых источниках энергии, где производственный процесс нестабилен - ветер, солнце.

Пока широкому применению в промышленности литий-ионных аккумуляторов мешает главный недостаток этой технологии – системы емкостью в несколько сотен кВт.ч дороги для широкого коммерческого использования. Но наука не стоит на месте, в настоящее время известно порядка 10 перспективных технологий, в том числе вариантов литий-ионной, которые в лабораторных условиях показывают выдающиеся результаты.

«Полагаю, что уже в ближайшие 3-5 лет мы будем свидетелями прорыва в области увеличения энергоемкости и снижения себестоимости коммерческих систем хранения энергии, - говорит Д. Чегодайкин. - В результате облик энергетики радикально изменится и в выигрыше окажутся все субъекты энергосистемы: по мере распространения дешевых систем хранения большой емкости вырастет доля крупной безуглеродной генерации, в том числе атомной, которая за счет выравнивания и сближения графиков производства и потребления энергии станет работать с максимальным КИУМ».

«Потери электроэнергии при передаче на большие расстояния сократятся за счет развития местной децентрализованной генерации, надежность и гибкость которой также будет поддерживаться с помощью систем хранения энергии. Системы хранения масштаба квартиры или частного дома станут для конечных потребителей гибким инструментом реального управления своим энергопотреблением и, следовательно, сокращения расходов на электроэнергию», - поясняет эксперт.

Одно из подразделений Росатома - ОАО «ТВЭЛ» - сейчас реализует несколько пилотных проектов связанных с применением литий-ионных технологий. Такие разработки идут на НЗХК и УЭХК. Аккумуляторы планируется использовать для внутрицехового транспорта (электрокаров) и систем бесперебойного питания. Технические параметры и расчеты экономической эффективности применения этих систем подтверждаются на практике, и этот опыт с большой вероятностью будет распространен на другие отраслевые предприятия, говорит Д.Чегодайкин.

Что касается применения непосредственно в энергетике, никакая технология не может считаться единственной и незаменимой. Для каждого потенциального потребителя необходимо собирать систему хранения энергии, которая будет максимально удовлетворять именно его потребности (аварийное снабжение, выравнивание графика потребления, сокращение присоединяемой мощности и т.п.). И в этой системе аккумуляторы – очень важный, но далеко не единственный компонент.

«На мой взгляд, основной фокус внимания сейчас должен быть направлен не на производство литий-ионных аккумуляторов на предприятиях госкорпорации, ведь мы не владеем этой технологией и не влияем на ее развитие, а на системную интеграцию, то есть проектирование, сборку и инсталляцию систем хранения разной мощности для разного типа потребителей, - считает представитель Росатома. - В этом случае мы независимо от изменения литий-ионной или какой-либо иной технологий сможем предлагать потребителям соответствующие их потребностям продукты».

По оценке международной консалтинговой компании Bain&Co, которые приводит Д. Чегодайкин, мировой рынок систем хранения энергии будет расти чрезвычайно динамично: с $7 млрд в 2011 году до $80 млрд в 2020 году. «Так что если мы выберем верную стратегию, то есть фокус на системной интеграции, и не опоздаем с ее реализацией, у нас есть все шансы занять достойную нишу на этом рынке», - заключает он.

24.04.2013

Комментарии 0

Войдите или  зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Аналитика