Грозит ли миру кризис из-за дефицита литий-ионных аккумуляторов

Мир постепенно переходит на аккумуляторный электротранспорт, что требует изменения энергетической инфраструктуры и миллионов тяговых литий-ионных аккумуляторов. Кроме того, последние десятилетия значительно возросло производство электроэнергии от солнца и ветра, которое требует емких, долговечных и практичных накопителей энергии. В итоге, производство литий-ионных аккумуляторов должно удовлетворять не только рынки электромобилей, коммерческого и промышленного электротранспорта, но и обеспечивать сферу «зеленой» энергетики.

Возникает вопрос: хватит ли на всех потребителей запасов сырья для производства литиевых аккумуляторов, а также мощностей по его добыче? Уже сейчас многие производители испытывают проблемы с цепочкой поставок. Иными словами, мир сталкивается с нехваткой ключевого сырья: лития, кобальта, никеля.

Проблему решают следующими способами:

поиск и освоение новых месторождений;
разработка новых химических составов для активных электродных материалов;
создание альтернативных, нелитиевых аккумуляторных технологий;
разработка методов вторичного использования отслуживших литий-ионных элементов или их переработки.

нехватка ключевого сырья: лития, кобальта, никеля

Где возможны альтернативы Li-ion технологии

В условиях дефицита сырья важно выделить отрасли, которые наиболее выиграют от высокой плотности энергии литиевых аккумуляторов. Это, прежде всего, отрасли электротранспорта и портативной электроники. Именно они получают больше преимуществ от легких, компактных источников питания. В случае со стационарным хранением электроэнергии можно рассматривать альтернативные аккумуляторные технологии, предлагающие меньшую удельную и объемную плотность энергии.

Сегодня доля литий-ионных батарей в «зеленой» энергетике составляет около 90%. Однако ветряные или солнечные электростанции могут занимать тысячи гектаров, поэтому совсем не требуют высокой плотности энергии. Им больше важны такие качества, как долговечность, безопасность, неприхотливость в обслуживании. Например, в коммунальной западной энергетике уже начинают применять проточные ванадиевые аккумуляторы (VRFB) со сроком службы 20 лет. Ученые возлагают большие надежды на кислородно-ионную аккумуляторную технологию, которая пока находится в стадии создания прототипов.

Потребности аккумуляторного транспорта

Удовлетворение спроса на литий-ионные батареи для электрических транспортных средств будет непростой задачей. Глобальный спрос в этой отрасли достигнет 9 300 ГВт·ч к 2030 году, что на 1600% больше, чем в 2020 году. При этом, по прогнозам Boston Consulting Group, предложение лития критически отстанет от спроса к 2035 году, что приведет к ежегодному дефициту предложения в размере 1,1 миллиона тонн. Дефицит поставок и рост стоимости сырья создадут препятствия для электрификации транспорта.

Чтобы избежать лития дефицита в переходный период потребуются новые химические технологии производства аккумуляторов. Только они помогут снизить нагрузку на цепочку поставок аккумуляторных элементов для тяговых батарей.

Выводы

Электрификация транспорта и «зеленые» электростанции потребуют все больше литий-ионных аккумуляторов. В результате бешеный спрос на аккумуляторные батареи будет неизбежен и вероятны проблемы с цепочками поставок. Инновационные нелитиевые технологии способны снизить потребности «зеленой» энергетики, что уменьшит общий спрос на литий и поможет развивать сферу электротранспорта.

Материалы сайта не подлежат использованию кем-либо, в какой бы-то ни было форме, включая воспроизведение, распространение, переработку, не иначе как с письменного разрешения редакции Forklift.Blog.

Темы этой статьи:

Тяговые АКБ

Литий-ионные АКБ

Автор статьи: Энергинский К.А.
Специалист по аккумуляторной технологии
Автор-эксперт в области литий-ионных аккумуляторов

Опубликовано: 17 июня 2023