МАЙБУТНЄ ЗА БАТАРЕЯМИ-НАКОПИЧУВАЧАМИ ЕНЕРГІЇ: СВІТОВІ ПЕРСПЕКТИВИ

11 ЖОВ 2021


Європейські виклики та перспективи акумуляторної індустрії

До 2030 року світовий попит на батареї-накопичувачі енергії збільшиться в десять разів у порівнянні з 2020 роком. Це зумовлено потребою електромобільності, яка зростає з кожним роком. Довгий час вважалося, що головним каталізатором електромобільності буде неминуче вичерпання нафтових ресурсів. Насправді ж головною рушійною силою цього переходу є глобальне потепління.

Пропонуємо вашій увазі огляд, опублікований на медіаресурсі Enerdata. У ньому аналізуються основні драйвери світового ринку накопичувачів енергії.

Огляд і перспективи світового ринку акумуляторів

Перехід до електромобільності

Транспортний сектор є одним з основних чинників зміни клімату: в ЄС на нього припадає понад 25 % викидів парникових газів (ПГ), три чверті яких припадає на автомобільний транспорт. Це також єдиний сектор, викиди якого продовжують зростати.

Кількість електромобілів (EV) на дорогах у всьому світі збільшиться з 50 мільйонів у 2025 році і до 135 мільйонів у 2030 році. Сьогодні Китаю належить майже половина (47 %) всіх наявних електромобілів. До 2030 року тут сконцентрується більша частина загального попиту на батареї, а Європейський союз (ЄС) стане другим за величиною ринком у світі. Крім того, економічна криза, пов'язана з пандемією COVID-19, прискорює процес електрифікації автопарку, особливо в Європі.

Інші види транспорту – автобуси, вантажівки, кораблі та літаки – також  сприяють попиту на акумулятори, хоча і помірніше. Практично весь поточний парк електробусів зосереджений в Китаї. Однак для декарбонізації автобусів і вантажівок є більше можливостей, ніж електрифікація – наприклад біогаз та водень. Проте на даному етапі це лише віддалена перспектива.

Зберігання електроенергії

У всьому світі глобальна місткість накопичувачів у 2019 році склала близько 200 ГВт-год. Цього вистачить всього на кілька секунд глобальних потреб. Сьогодні 90 % зберігання здійснюється з використанням технології гідроакумулювання, але потенціал зростання цієї технології обмежений через відсутність відповідних місць і витрат на неї.

Використання акумуляторних батарей неухильно зростало в останні кілька років. Такий тренд демонструватиме експоненціальне зростання протягом наступного десятиліття шляхом вироблення електроенергії з варіабельних відновлюваних джерел енергії, в першу чергу фотоелектричних сонячних і вітряних. Акумуляторні батареї також можуть в кінцевому підсумку замінити більшу частину виробничих потужностей пікових електростанцій, які використовуються для балансування в режимі реального часу. Такі проекти мають високі виробничі витрати, оскільки вони використовуються лише кілька разів на рік.

Сьогодні акумуляторні батареї засновані зокрема на літій-іонних акумуляторах, але в середньостроковій і довгостроковій перспективах можуть бути більш придатними інші технології. Наприклад, натрієво-сірчані або проточні батареї можуть забезпечити кращу продуктивність при більш тривалому зберіганні.

Світова акумуляторна промисловість

В центрі світової акумуляторної індустрії наразі знаходиться Азія :

 Безумовний лідер в політиці зі зберігання енергії протягом багатьох років – Японія.

У Південній Кореї основний імпульс для розвитку дала стратегія «зеленого» зростання 2009 року, яка значно посилила фінансування низьковуглецевих технологій. Південна Корея вирішила зосередитися на літієвих батареях і націлена на задоволення 30 % світового попиту на батареї до 2022 року.

У Китаї розвиток електромобілів призвів до розвитку технологій зберігання електроенергії. Заходи з підтримки розвитку внутрішнього ринку електромобілів привели до того, що Китай став першим ринком електромобілів у світі (47 % електромобілів – 7,2 мільйона автомобілів – у 2019 році). Крім того, зберігання енергії включено в дев’ять ключових технологій, визначених центральним урядом у його Стратегічному плані дій з розвитку енергетики на 2014-2020 роки.

Японія та Південна Корея контролюють майже дві третини міжнародних патентів на літій-іонну технологію ( з 2014 по 2018 рік). Азійські країни зіграли важливу роль у патентуванні проривних технологій, таких як твердотільні батареї, які вважаються  революцією в галузі.

Китай став лідером у світовій акумуляторній індустрії у всіх сегментах виробничо-збутового ланцюжка, від видобутку руди до продуктів переробки, акумуляторних блоків і компонентів. Наприклад, китайська промисловість виробила 83 % анодів і 61 % катодів у всьому світі в 2019 році. Це два ключові компоненти, на які припадає майже чверть середньої вартості виробництва літій-іонної батареї. Популярність Китаю у світовій індустрії акумуляторів збережеться й надалі.

Тим часом інтерес США до батарей проявився пізно. Країна чекала масштабної інвестиційної програми в технології зберігання енергії до 2009 року. Однак в середині 2010-х років відбулося реальне розширення місткостей зберігання з використанням літій-іонних акумуляторів з прийняттям додаткових заходів на державному рівні.

Типи батарей та їх геополітичні проблеми

Літій-іонні батареї лежать в основі нової геополітики щодо сировини. Деякі мінерали для акумуляторів, такі як літій, кобальт та природний графіт, були класифіковані ЄС як найважливіша сировина. Промислові гравці регулярно висловлюють побоювання, що світова пропозиція виявиться недостатньою для задоволення попиту. Літій-іонні батареї включають кілька типів батарей (LCO, LMO, LFP, NCA, NMC). Акумулятори NMC  продаються найбільше завдяки їхньому успіху на автомобільному ринку. У період з 2010 по 2019 роки середня ціна акумуляторної батареї електромобіля знизилася на 87 %. Ще одна область розвитку виробників акумуляторів – зниження споживання критично важливих мінералів, зокрема кобальту.

Патентування твердотільних батарей в останні роки активізувалося. Стверджується, що ця технологія четвертого покоління забезпечує значно кращу продуктивність, ніж літій-іонна батарея для використання в автомобілях. Технології п'ятого покоління включають натрієво-іонні, літій-сірчані, літій-повітряні та проточні батареї.

Малюнок 1: Стратегічний видобуток руди для виробництва акумуляторів

Джерело: Кассіні

Малюнок 2: Заводи з виробництва акумуляторів на світовому рівні