1. Литий-ионные технологии для
Литий-ионные технологии для
энергетического и
энергетического и
транспортного сектора
транспортного сектора
чистая энергия на транспорте
и эффективное энергопотребление
2. Лиотех – крупнейший производитель
литий-ионных аккумуляторов (ЛИА)
Ключевые события
2010 апрель Подписано Соглашение
между РОСНАНО и
китайскими партнёрами о
создании производства
ЛИА в России.
2010 июль Начало строительства
завода Лиотех.
2011 март Здания завода Лиотех
принято к эксплуатации.
2011 июль Начат монтаж
производственного
оборудования
2011 декабрь Открытие завода Лиотех
2012 март Отгружены первые
аккумуляторы
3. Лиотех – крупнейший производитель
литий-ионных аккумуляторов (ЛИА)
Мощность производства ООО «Лиотех» более 1ГВт*ч
или примерно миллион аккумуляторов в год
Завод полностью соответствует нормам
технологической и экологической безопасности.
Вплоть до 2015 г. производственные мощности
компании достаточны для полного удовлетворения
спроса, включая замену традиционных аккумуляторов
(свинцово-кислотные, никель-кадмиевые).
План производства, МВт*ч
1500 1,376
1,152
1000
640
500
224
0
2012 2013 2014 2015
4. Мировой рынок ЛИА
Прогноз мирового рынка ЛИА, млрд долл. США
За последние 3 года мировой рынок ЛИА вырос на
50% до $15 млрд.
Электро- Потребительский Сетевые Прочие сегменты
транспорт сегмент Накопители
Энергии
Источник: прогноз J.P. Morgan
• Сегодня ЛИА востребованы в сегменте потребительской электроники. К 2020г.
новые сегменты электротранспорта (ЭТС) и сетевых накопителей для
электроэнергетики (СНЭ) станут играть главную роль.
• Основой быстрого роста новых рынков станут ужесточение требований к
экологичности автотранспорта и развитие альтернативных источников
энергии, прежде всего - в Европе, США, Японии и Китае.
5. Потребности в ЛИА экономики России:
расчеты по отраслям
№ Решения на основе ЛИА Всего, МВт*ч, Ожидаемый результат
до 2016 г.
1 ИБП для Телекома 1 900 Экономия до 1 млрд. руб./год за счет более длительного срока службы ИПБ на
ЛИА. + Надежная сотовая связь.
2 Сетевые накопители энергии 1 100 Экономия порядка 12 млрд. руб. в год.
Сокращение прироста установленной мощности электростанций на 3-5% за счет
снижения требуемого резерва мощности.
3 Электротранспорт 460 Экономия расходов на топливо составит 11 млрд. руб. /год.
При замене общественного транспорта , находящегося в муниципальной
собственности, на электробусы в городах с населением свыше 1 млн.
Полное отсутствие вредных выбросов в атмосферу.
4 Системы рекуперации энергии 420 Экономия расходов на электроэнергию 1,4 млрд. руб. /год для 5 крупнейших
на рельсовом транспорте метрополитенов и 1,2 млрд. руб. Повышение уровня безопасности пассажиров.
5 СОПТ для энергетических 375 Экономия 400 млн. руб./ год
компаний и РЖД Снижение вероятности системных аварий на 20% только на подстанциях ФСК
6 ИБП для ЦОД 230 Повышение надежности системы за счет более быстрого восстановления заряда
батарей более чем в 10 раз.
7 ИБП для объектов 200 Увеличение температурный диапазон эксплуатации до +/-30° С, время
транспортной инфраструктуры автономной работы - более чем в 3 раза; увеличение срока службы более чем в 4
раза; возможность дистанционного мониторинга.
8 ИБП для ВПК 125 Повышение боевых возможностей за счет использование бесшумных источников
энергии, снижение занимаемого объема до 3-х раз или снижение массы батарей
при той же емкости до 4-х раз.
9 ИБП для Медицины 90 ИБП на ЛИА получаются значительно компактнее, легче и надежнее.
Использование литий-ионных аккумуляторов в существующих ИБП позволит в
несколько раз увеличить их энергоемкость, а значит и время работы
ИТОГО 4 900 5
6. Какие задачи решает литий-ионная технология?
Решения на ЛИА находят применение в электротранспорте, рельсовом
транспорте, энергетике – в качестве резервных и аварийных источников
питания, накопителях энергии, СОПТ.
Технология решает следующие задачи:
• выравнивание графиков нагрузки в сети (накопление электроэнергии в
периоды наличия избыточной (дешевой) энергии и выдача в сеть в периоды
дефицита);
• повышения надежности сети, сглаживание колебаний мощности;
• отсрочка расширения мощности сети, снижение капитальных вложений;
• обеспечение бесперебойного питания особо важных объектов, собственных
нужд электростанций и подстанций;
• уменьшение износа оборудования генерирующих мощностей.
7. Литий–ионный аккумулятор (Li) vs
Свинцово-кислотный (Pb)
Плотность энергии Время жизни
Квт*ч/кг Циклы
100 3000
50
500
Pb Li Pb Li
Энергоэффективность Рабочая температура
% используемой энергии
70
50
-40 -10 0 +30 +60
Pb Li
8. ПРЕИМУЩЕСТВА ЛИТИЯ И РЕШЕНИЙ НА ЛИА
Преимущества самого ЛИТИЯ:
• обладает самым маленьким электрохимическим эквивалентом (отношением массы к заряду
иона) и одновременно наивысшим отрицательным потенциалом по сравнению с любыми
другими металлами (-3,045 В относительно стандартного водородного электрода),
• обладает свойством проникать в кристаллическую решетку с образованием обратимой
химической связи
Экология, безопасность, утилизация ЛИА:
• ЛИА герметичен, не выделяет водорода либо паров электролита ;
• Отсутствие выделений вредных и опасных газов даже при нештатной работе системы;
• Накопитель энергии на базе ЛИА не требует для размещения специального помещения, не
требуется система вентиляции;
• ЛИА относятся к III классу опасности - умеренно опасные отходы. СКА – II (высокоопасные); что
существенно снижает расходы на утилизацию и обеспечивает возможность рециклинга.
Экономика ЛИА:
• Плотность энергии до 90 Вт*ч/кг (СКА - 20-40 Вт*ч/кг). аккумуляторы ЛИА в 2,5 раза легче
СКА, занимают в 1,5 раза меньшую площадь.
• Выше срок службы системы. Срок эксплуатации ЛИА составляет 20 лет, СКА при заявленном
сроке эксплуатации в 15 лет, требуют замены уже через 2-5 лет.
• Неизменные характеристики при широком температурном диапазоне эксплуатации: 0 до +40 С
(для СКА характерно двукратное снижение срока службы при увеличении температуры на
каждые 10С от 20 С).
• ЛИА характеризуется низким внутренним сопротивлением и высоким КПД, что снижает
требования к кондиционированию помещений.
9. Электротранспорт
на базе ЛИА «Лиотех»
Показатели НефАЗ ЛиАЗ 6274 Тролза 52501
Число посадочных 25 21 21
мест
Мощность двигателя 120 кВт 180 кВт 120 кВт
Энергоемкость 260 кВт*ч 269 кВт*ч 144 кВт*ч
Номинальное 384 В 384 В 480 В
напряжение
Мах пробег от 1й до 150 км до 150 км до 120 км
зарядки
Замена общественного транспорта Москвы на электротранспорт
Максимальная 75км/ч 80 км/ч 60 км/ч
скорость снизит вредные выбросы на 44% 9
10. Реализуемые проекты
Электротранспорт на базе ЛИА
«Лиотех»
Троллейбус с увеличенным
автономным ходом (до 60 км).
Совместная разработка НПФ «АРС ТЕРМ» и
ООО «Сибирский троллейбус».
Маневровый тепловоз с гибридной
силовой установкой ТЭМ 9Н SinaraHibrid
Разработан группой «Синара»
Трамвай с возможностью
длительного автономного хода
Совместная разработка ОАО
«Уралтрансмаш» и ЗАО «Автоматизированные
системы и комплексы» 10
11. Решения на ЛИА: СНЭ, ИБП для ЦОД и
медицины, СОПТ для объектов ФСК, ЭПУ для базовых
станций сотовой связи
Сетевые накопители энергии
• Активно-адаптивные сети Smart Grid
• Сглаживание пиков потребления
• Резервное электроснабжение
• Возобновляемые источники энергии и малая генерация
НЭ необходимы для устранения дефицита мощности и электроэнергии в регионах с большой
неравномерностью графика нагрузки и/или лишенных собственной генерации. К примеру, резерв
Московской энергосистемы при дневном спаде потребления - не менее 0,7 ГВт; резерв между дневным и
ночным потреблением - не менее 4ГВт
Промышленные ИБП и ИБП для телекоммуникаций
• Промышленные ИБП. Высокая надежность электропитания
производственных процессов – экономия 3-5 млрд. руб./год
• ИБП для медицины. Надежное электропитание критически
важно для палат интенсивной терапии, роддомов и др.
• ИБП для сотовой связи. Новый уровень надежности и возможность
длительной автономной работы станций сотовой связи.
11
12. Пилотный проект
Накопитель энергии/ ИБП для АЭС
ОТРАСЛЬ АКТУАЛЬНОСТЬ СТАДИЯ РЕАЛИЗАЦИИ ОБЪЕКТ ПИЛОТНОЙ
ПРОГРАМЫ
Повышение уровня
энергобезопасности Разработка
объектов АЭС и сетевой ДОРОЖНОЙ КАРТЫ Пилотный
с ГК «РОСАТОМ»
ГЕНЕРАЦИЯ инфраструктуры (ОАО «ТВЭЛ»).
накопитель
ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В планах: энергии/ИБП на
НА АЭС Выравнивание нагрузки • завод по производству ЛИА для АЭС
за счет ночного катодно-анодного
накопления энергии материала для ЛИА;
• строительство Центра
тестирования и
сертификации ЛИА
- Накопитель энергии/ИБП 50 – 200 MВт*ч существенно повышает
надежность АЭС и сетевой инфраструктуры;
РЕЗУЛЬТАТЫ экономия от 0,5 до 2 млрд. руб./год на выравнивающей генерации.
ПРОЕКТА - Рост доверия к атомной энергетике и проектам Росатом на мировом
рынке.
- Запущены новые производства с высокотехнологичными рабочими
местами;
13. Домашние накопители энергии с применением
литий-ионных аккумуляторных батарей
Актуальность:
• Отсутствие централизованного энергоснабжения
• Отключение и перебои в энергоснабжении
• Недостаточность доступной мощности
• Накопление энергии от альтернативных источников
Домашний накопитель электроэнергии на ЛИА - это:
• Источник резервного питания при отключении
основной сети;
• Автономный источник питания совместно с бензо-
/дизель-/газогенератором;
• Накопитель энергии в системе с ВИЭ.
• Система имеет идеальные характеристики электричества, что благоприятно влияет
на работу домашней электротехники;
• Экономия электроэнергии при работе в 2-х тарифном режиме: накопление
электричества ночью по низкому тарифу, расход – днём;
• Работа по принципу "поставил и забыл" (минимальное обслуживание);
• Система абсолютно автоматизирована, бесперебойна и независима от внешней
сети;
• Применяется в концепции «Умный дом»
14. Предложения для
законодательной и
исполнительной власти:
Компания Лиотех, совместно с партнёрами, имеющими высокие компетенции в
электротехнике, силовой электронике, автомобилестроении создает уникальные технологические
решения с использованием литий-ионных аккумуляторов.
Эти решения:
• позволяют повысить надежность и эффективность электроснабжения,
• являются неотъемлемым и ключевым элементом архитектуры «умных сетей»,
• создают условия для реализации прав и повышения независимости потребителя как субъекта
услуги предоставления электроэнергии .
Для реализации намеченного предлагаем:
Электротранспорт:
• Государственный заказ на создание электротранспорта с автономным ходом
(электробусы, троллейбусы с длительным автономным ходом), включение разработок для
ЭТС в планы НИОКР профильных Министерств;
• Субсидирование закупок электротранспорта региональным и муниципальным заказчиком;
• Учет мероприятий по замещению транспортных средств, оснащенных ДВС, транспортными
средствами с электрическими двигателями, в Перечне целевых показателей в области
энергосбережения и повышения энергоэффективности (ПП РФ от 31 декабря 2009 года №
1225).
14
15. Предложения для законодательной и
исполнительной власти
Энергетика:
• Снятие ограничений на применение решений на ЛИА (СОПТ, ИБП, СНЭ) в технических и
нормативных документах, отраслевых стандартах атомной генерации, энергетике (сети -
ФСК, МРСК), нефтепереработке, медицине; водоочистке; изменение требований Ростехнадзора;
• Создание законодательной базы подключения СНЭ к распределительным сетям ;
• Предусмотреть наличие решений на базе ЛИА при реализации мероприятий Дорожной карты
«Повышение доступности энергетической инфраструктуры» (утверждена Распоряжение
Правительства РФ от 30 июня 2012 года №1144-р);
• Включить решения на базе ЛИА в инвестиционные и стратегические документы, программы и
планы НИОКР ГК «Росатом», ФСК, МРСК, федеральных профильных Министерств.
15
16. Самостоятельный потребитель –
человек будущего?
« Независимость означает в первую очередь наличие у потребителя собственных источников
альтернативной генерации, начиная с солнечной. Кроме того, у него должна быть возможность
хранения электроэнергии. Например, ночью можно закачать энергию по дешевому тарифу, а
днем использовать. В таком случае потребитель, по сути, становится независимым от
энергосистемы. Он будет сам решать не только когда потреблять, а еще и вырабатывать или не
вырабатывать. А если вырабатывать — отдавать в сеть или не отдавать! И это потребует
масштабного переосмысления всей системы диспетчеризации единой энергосистемы страны!
С моей точки зрения, в первую очередь это будет применяться не в промышленности и не в
домохозяйствах, а в малом бизнесе. Если у меня есть ресторан и я купил литий-ионные батареи, я
как минимум буду меньше платить за сети. Потому что не буду нуждаться в такой большой
мощности для присоединения. Плюс экономия на текущем потреблении». А.Б. Чубайс
16
