Европа совсем отстала?

Уже писал как-то про строящиеся батарейные фабрики в Европе. Сегодня хотел взглянуть на это ещё раз, так как вышел вот этот великолепный доклад от Batteries Europe, который поддерживается Европейской комиссией. Там много картинок, много букафф, и много информации. Некоторые мои читатели оценят :-)))

Строящаяся гигафабрика Northvolt
Строящаяся гигафабрика Northvolt

Догнать и перегнать

Следующие десять лет станут настоящим прорывом в разработке и производстве батарей. В данный момент Азия — абсолютный лидер, но Европа пытается не отстать в этой технологической гонке.

К концу 2030 года целых 25 новых заводов начнут поставлять на рынок аккумуляторы европейского производства. 22 из них уже получили отметку на карте, а 10 проектов уже реализуются или строятся. Таким образом, уже в 2022 году общая производственная мощность достигнет 307 ГВт*ч в год против «жалких» 27 ГВт*ч в 2020 году. Это все еще мало по сравнению с производством в Китае, Корее и Японии, на которые сегодня приходится 90 % мирового производства аккумуляторов (450 ГВт*ч в год).  Но со всеми запланированными проектами производство в Европе достигнет 500 ГВт*ч к 2030 году и, вероятно, будет составлять 16 % от мирового производства (как ожидается около 2600 ГВт*ч). 

Это, примерно, столько аккумуляторов, сколько Европа будет потреблять в 2030 году: 

Потребление аккумуляторов по годам
Потребление аккумуляторов по годам

Один из новых заводов называется Northvolt Ett и расположен он к югу от полярного круга на севере Швеции. Строительство началось в 2018 году, а производство здесь планируется начать уже в этом году, а максимальная мощность составит 40 ГВт*ч в год.

Строительство также идет полным ходом недалеко от Берлина, где уже Tesla строит свою гигафабрику. Здесь будет производится вся цепочка от ячеек до аккумуляторных блоков (battery packs), и даже самих электромобилей. Производство также начнется в этом году, а план — 40 ГВт*ч в год и около полумиллиона электромобилей.

Картинка нарисованная на основе данных из доклада
Картинка нарисованная на основе данных из доклада

Гигафабрики и рабочие места  

В вышеупомянутом докладе Batteries Europe основное внимание уделяется Европе и возможностям развития новых технологий и новых рабочих мест в сфере высоких технологий в ближайшие годы.  Чтобы подчеркнуть необходимость как в аккумуляторах, так и в рабочих местах, заявлено, что использование аккумуляторов может сократить глобальные выбросы парниковых газов на 30% к 2030 году и уже на одной территории Европы достигнуть оборота около €250 млрд в год к 2025 году.  

На европейском уровне, в первую очередь, внедрение электромобилей должно обеспечить потребление аккумуляторов, и именно здесь возникает связь с рабочими местами. Проблема в том, что в производстве электромобилей нужно гораздо меньше рабочих мест, чем в производстве обычных автомобилей с ДВС.  Для сравнения, для сборки одного типичного бензинового автомобиля требуется около 6,2 человеко-часов, гибридные автомобили с установленными электродвигателями и ДВС требуют больше труда — около 9,2 человеко-часов. Но полностью электрический автомобиль сокращает это до 3,7 часов — он проще, и больше операций может быть автоматизировано. 

Так что на карту поставлены 13,8 миллиона прямых или косвенных рабочих мест в европейской автомобильной промышленности, а это около 6,1% всех рабочих мест в Европе.  

Твердотельные электролиты  

Итак, какие же батареи будут производиться на всех этих новых заводах? Для начала, конечно, это будет традиционная литий-ионная технология, которая постоянно оптимизируется.  Этот тип батареи известен давно, и основные свойства - это жидкий электролит и анод, состоящий из чистого графита. Катод содержит различные элементы, такие как литий, фосфор, марганец, кобальт и никель. Число, на которое следует обратить особое внимание, - это плотность энергии, которая измеряется в Вт*ч / кг. Сейчас в лучших аккумуляторах он составляет около 250 Вт*ч / кг.  Очевидно, производители работают на увеличением этого числа :-))))

Первый серьезный прорыв, который намечается в литий-ионных батареях,  — это замена электролита с жидкого на твёрдый. Об этой технологии я уже писал вот здесь. Это также будет означать, что графитовый анод можно будет заменить на металлический литиевый анод гораздо меньшего размера, что снизит его вес примерно в 6 раз. Задача заключаться в том, чтобы найти твердый электролит, который был бы механически стабильным и предотвращал бы деградацию электродов.  Учёные работают над электролитами с соединениями серы, которые по проводимости близки к литию. Но проблема здесь в том, что они часто нестабильны во время зарядки и разрядки, и существует риск образования серной кислоты при контакте с водой.  

Обычный и твёрдотельный аккумуляторы
Обычный и твёрдотельный аккумуляторы

Первые коммерческие батареи с твердым электролитом, также называемые твердотельными батареями, вот-вот выйдут на рынок, но, начала серийного производства ячеек для электромобилей ожидается примерно в 2027 году. К тому времени мы можем ожидать, что плотность энергии составит около 400 Вт*ч / кг, а долговечность составит около 800 перезарядов. К 2030 году ожидается уровень плотности энергии в районе 500 Вт*ч / кг.  Другими словами, электромобиль с батареей того же физического размера, что и сегодня, сможет проехать вдвое больше на одной зарядке.

Quantumscape и Toyota 

Американская компания Quantumscape уже опубликовала данные о своих твердотельных ячейках. Они достигли 800 циклов зарядки/разрядки, чего должно хватить на 400.000 км пробега.  Расчеты показывают, что их прототип батареи имеет плотность энергии от 350 до 500 Вт*ч / кг. Кроме того, эти типы аккумуляторов могут заряжаться намного быстрее, чем сегодняшние.  

Японская Toyota также давно присматривается к твердотельным технологиям и несколько лет назад обещала, что электромобили с её твердотельными батареями будут использоваться на Олимпийских играх в Токио летом 2020 года. Пока у Тойоты нет готового продукта, но и Игры отложили до 2021 года. Интересно, успеет ли Тойота?  

Светлое электрическое будущее

Но в ещё более далёком электрическом будущем (20-30 лет) нам обещают металл воздушные аккумуляторы. Хотя этот тип батарей уже доступен сегодня (например, для слуховых аппаратов), а плотность энергии в них теоретически может достигать почти такого же уровня, как у бензина, проблема в том, что их пока нельзя зарядить. 

В стационарных приложениях также думают над использованием проточных аккумуляторов . В проточном аккумуляторе жидкий электролит прокачивается через ядро при помощи насосов.

Принципиально электролит такой батареи представляет собой раствор  металлических солей, способный переносить положительный и отрицательный  заряды. В процессе прокачки электролита через разделенный мембраной  резервуар, положительный и отрицательный электрод обеспечивают ионный  обмен с электролитом и генерацию электричества в ходе окислительно-восстановительных реакций.

Эти аккумуляторы быстро дешевеют, и кроме этого, их легко перерабатывать. Для электромобилей они не подойдут, так как плотность энергии у них относительно низкая.

Ещё статьи про аккумуляторы

blog comments powered by Disqus

Добавить комментарий




 

Промо в Твиттере

Twitter января 16, 00:00
Мне так несказанно стыдноЯна, здравствуйте!Пишу вам это письмо, заливаясь слезами. Мне так несказанно стыдно, за та https://blog.t30p.ru/post.aspx?id=031d5e58-fd74-4843-8f71-7916571c7e08

Twitter января 15, 23:28
RT @DarkForce_44: Внимание щенки вороны https://twitter.com/DarkForce_44/status/1350047944242769921/photo/1

Twitter января 15, 23:28
@DarkForce_44 Поздравляю, Вы попали в топ твиттера с 446 ретвитами и 2 ответами на 1е место http://www.t30p.ru/t https://twitter.com/DarkForce_44/status/1350047944242769921

Twitter января 15, 23:01
Российский медик по приказу начальства прошел 27 километров по морозу и погиб https://ift.tt/3bW08xl

Twitter января 15, 23:00
Киногородок в Подмосковье[more]Вот представьте: вы вроде только отъехали от Москвы и вдруг оказались… в Уральске. С https://blog.t30p.ru/post.aspx?id=ace2a9d1-dbf8-4815-8832-795510a9423d

Twitter января 15, 22:47
@nE_n_kAi Поздравляю, Вы попали в топ твиттера с 183 ретвитами и 2 ответами на 5е место http://www.t30p.ru/t https://twitter.com/nE_n_kAi/status/1350030497095835649

Twitter января 15, 22:47
RT @nE_n_kAi: СЕМЬЯ КАМНЕЙ ПАПА КАМЕНЬ МАМА КАМЕНЬ СЫН КАМЕНЬ ДОЧЬ КАМЕНЬ https://twitter.com/nE_n_kAi/status/1350030497095835649/photo/1

Twitter января 15, 22:26
RT @SobolLubov: Вышла из главного следственного управления СК. По уголовному делу против меня назначена судебно-медицинская экспертиза Субб…

Twitter января 15, 22:00
Для Навального нет альтернативы возвращениюВозвращение Алексея Навального в Россию – принципиальное политическое ре https://blog.t30p.ru/post.aspx?id=51c711e1-9588-41d3-a7ad-5b3fd014852b

Twitter января 15, 21:00
«Глубже!». Начали за здравие и не поняли, как закончитьКажется, я установил личный рекорд по числу стираний предисл https://blog.t30p.ru/post.aspx?id=07414659-7774-4d9f-948b-14e20c666298

Twitter января 15, 20:01
Алиэкспресс: коты, кошки и котята https://ift.tt/2LBRgC3

Twitter января 15, 20:00
Скудные развлечения карантинаНаш кружок продолжает тренироваться даже во время карантина, только в зуме. Сделали бе https://blog.t30p.ru/post.aspx?id=60c5f636-4621-4f0a-9a1d-e3d34d4bb534

Twitter января 15, 19:40
Другое "Обыкновенное чудо"[more]Кто сыграл Медведя в «Обыкновенном чуде? Большинство сразу скажут – Александр Абдул https://blog.t30p.ru/post.aspx?id=76285457-8656-4417-8089-fdb660361668

Twitter января 15, 19:20
«Покровские ворота» - фильм о мужском климаксебыло около 50 лет, поэтому в этом фильме каждому неприкаянному немоло https://blog.t30p.ru/post.aspx?id=ea2c1434-933e-42f7-a2d3-f6d3109f47dd

Twitter января 15, 19:01
Что сегодня говорят о русских бывшие враги «шурави» в Афганистане? https://ift.tt/39CSxke

Twitter января 15, 19:00
Прощай Xiaomi? Трамп внес эту компанию в черный списокПосле введения американских санкций китайская Huawei медленно https://blog.t30p.ru/post.aspx?id=5aad2c3c-1f7f-407c-b2b0-410b7c350f69

Twitter января 15, 18:40
Снова про царское образование, пропаганду и монографии. 2. решение вопроса.продолжение к https://alan-a-skaz.livejo https://blog.t30p.ru/post.aspx?id=dda70f9b-e961-404e-92a1-b68694b974b2

Twitter января 15, 18:20
Перспективы разблокирования ж/д линий в ЗакавказьеПочитал документы, которые родились во время позавчерашней встреч https://blog.t30p.ru/post.aspx?id=8dc02700-3894-4bc3-a941-1caaa93ce79f

Twitter января 15, 18:00
К выходу на сцену готовится вакцина Johnson&Johnson («родственник» ГамКовидВакЛайт)Не считая новостей о прогрессе в https://blog.t30p.ru/post.aspx?id=aad1bb4e-5ea1-4429-8804-4a8c17e47469

Twitter января 15, 17:40
Mad Men Мне очень надо было найти большой сериал на замену « Бюролегенд» – похожее крутое качественное смотрилово. https://blog.t30p.ru/post.aspx?id=46fe8109-2c41-47e0-8e61-5fb1ad8f361b

follow me

Реклама