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 19, 18:20
Ведьмы в кино: ТОП-10Надо быть смелой женщиной, чтобы не бояться сыграть Бабу Ягу, но если присмотреться — настоящи https://blog.t30p.ru/post.aspx?id=9466a31a-1a68-472f-84c3-f9e801a4b7f6

Twitter января 19, 18:00
Квартирные маклеры Не пятница, но этот пост частично - для потрындеть. Хотя только частично.Объясните мне, неразумн https://blog.t30p.ru/post.aspx?id=a92b6c86-3ce1-4c1a-88aa-e9fd0d9e08cf

Twitter января 19, 17:40
Моё отношение к квантовой космологииМеня попрекнули, что я часто ругаю квантовых космологов – и выгляжу на их сияющ https://blog.t30p.ru/post.aspx?id=84cac934-cfa4-482f-908b-41ebd277e67e

Twitter января 19, 17:20
Про женщину, которая в 40 реально выглядела на 25Речь о французской актрисе Изабель Аджани, друзья! Кадр из филь https://blog.t30p.ru/post.aspx?id=1ad3df32-711a-42cd-bd0d-7b99c1be9ff7

Twitter января 19, 17:01
[2$] Го на шоу Navalny Live https://ift.tt/35USWgW

Twitter января 19, 17:01
[1$] Правительство США сошло с ума. Пелоси и Клинтон считают что Трамп обсуждал с Путины штурм Капитолия https://ift.tt/35UbfTy

Twitter января 19, 17:00
Каково жить в стране, где каждый хочет тебя обмануть?Каждое утро я стабильно просыпаюсь от телефонного звонка и пос https://blog.t30p.ru/post.aspx?id=fdff2d44-572a-4125-8231-0a2f9f9cda9b

Twitter января 19, 16:50
RT @alburov: Мы нашли во дворце Путина очень загадочное помещение. На плане это помещение обозначено как "кальянная", но в нем есть сцена с…

Twitter января 19, 16:40
Скрывайте же себе сокровище на РФФИ, идеже ни червь, ни тля тлитВ 2017 в статье «Пять крестов на могилу теоло https://blog.t30p.ru/post.aspx?id=e8daeea7-c655-410f-8154-036856f13177

Twitter января 19, 16:20
Мир 1690 года - по версии капитана Королевского флота Джона Вуда. Украина имеется, России нет. есть, проклятая, мос https://blog.t30p.ru/post.aspx?id=e26242b0-8ef9-4879-b294-909d3aa94344

Twitter января 19, 16:08
RT @bespokoyna: у меня одна (1!) сексуальная фантазия https://twitter.com/bespokoyna/status/1351248046445703174/photo/1

Twitter января 19, 16:08
@bespokoyna Поздравляю, Вы попали в топ твиттера с 1423 ретвитами и 3 ответами на 2е место http://www.t30p.ru/t https://twitter.com/bespokoyna/status/1351248046445703174

Twitter января 19, 16:01
Громкие крики из Матросской Тишины ! https://ift.tt/2LLJeGS

Twitter января 19, 16:00
Судя по всему, пандемии хана.Если даже чиновники приняли решение сворачивать коечный фонд.Ободряющая новость поступ https://blog.t30p.ru/post.aspx?id=2e33052c-b50a-43bd-a457-c703b44b4cb4

Twitter января 19, 15:40
Freedom perimeter Летом в Джорддтауне не было солдат, но были заколоченныевитрины. Сейчас наоборот, по парку вдоль https://blog.t30p.ru/post.aspx?id=692b799d-f84d-4817-82eb-c88d9e055c70

Twitter января 19, 15:27
RT @BorisPrimorye: Странная мимика у пациента. Без шуток. Что это? https://twitter.com/BorisPrimorye/status/1351426057585377280/video/1

Twitter января 19, 15:27
RT @Zhirinovskiy: Сегодня выступлю насчёт ситуации с Алексеем Навальным в Государственной думе. У нас будет политическая десятиминутка, про…

Twitter января 19, 15:26
RT @IlyaYashin: Минск сейчас. Спасибо, ребята! https://twitter.com/IlyaYashin/status/1351209135690436611/photo/1

Twitter января 19, 15:25
RT @SteinbahElen: А вам нравится страна,в которой вы живёте?

Twitter января 19, 15:25
@SteinbahElen Поздравляю, Вы попали в топ твиттера с 43 ретвитами и 188 ответами на 2е место http://www.t30p.ru/t https://twitter.com/SteinbahElen/status/1351209303353524226

follow me

Реклама