Как разработки РОСНАНО используются для создания электротранспорта

10 декабря 2019

Уже введены в эксплуатацию более 200 электробусов, электрические катамараны и шахтные электровозы

С каждым годом человечество наращивает потребление энергии. Социально-экономический рост, демонстрируемый в последнее десятилетие целым рядом стран, четко обозначил актуальную проблему — энергию нужно не только эффективно вырабатывать, но и накапливать для дальнейшего использования.

Во всем мире разработаны, уже внедрены и широко используются или еще только проходят испытания десятки различных систем хранения энергии, построенных на химических или даже механических принципах аккумулирования электроэнергии. По данным РОСНАНО, общий объем мирового рынка систем хранения электроэнергии к 2025 году достигнет $80 млрд. Российский рынок по оптимистичным прогнозам к этому моменту составит примерно 8 млрд долларов в год, но в более реалистичных оценках называются суммы в $2–3 млрд.

На самом деле системы аккумулирования давно уже стали привычными для простых людей, мы ими активно пользуемся в обычной жизни: это и аккумуляторы в автомобилях, и батареи в компьютерах, смартфонах, часах и во множестве других бытовых и профессиональных устройств. В различных отраслях промышленности системы аккумулирования также широко внедрены. К примеру, такое мощное сооружение, как гидроаккумулирующая электростанция, есть не что иное, как огромный накопитель энергии, который позволяет накапливать ее избыток в периоды низкого потребления и выдавать в сеть в часы пиковых нагрузок

Что делается в России в области накопителей энергии

Россия позже многих других государств приступила к созданию собственной национальной промышленности и формированию рынка в сфере накопления энергии. Тем не менее за последние годы в этом направлении сделан значительный шаг вперед, в том числе благодаря РОСНАНО: в инвестиционном портфеле компании энергетические проекты занимают весомую долю. Специалисты российской нанотехнологической компании считают, что к 2025 году объем отечественного рынка систем накопления энергии для электротранспорта достигнет 42,6 млрд рублей. Из них примерно 29,2 млрд рублей будет затрачено на разработку аккумуляторных устройств для электробусов и троллейбусов нового поколения.

Электробус

Уже сегодня более 200 электробусов и троллейбусов с удлиненным ходом, использующих транспортные аккумуляторы компании "Лиотех" (портфельная компания РОСНАНО), перевозят пассажиров по дорогам 17 российских и двух аргентинских городов. По словам главы РОСНАНО Анатолия Чубайса, российским передовиком по внедрению в эксплуатацию троллейбусов с увеличенным автономным ходом является Санкт-Петербург. "Санкт-Петербург стал лидером [в России] по троллейбусам с увеличенным [автономным] ходом. Первый тендер [на поставку электробусов с динамической подзарядкой] был объявлен здесь, он прошел успешно. Для нас это важно, так как наша проектная компания "Лиотех" является единственным производителем современных литий-ионных аккумуляторов в России", — сказал Чубайс. Санкт-Петербург действительно стал первым в России регионом, освоившим использование электробусов с динамической подзарядкой на сети общественного транспорта. Впервые такие машины появились на улицах города в декабре 2017 года. Сейчас троллейбусы с увеличенным автономным ходом используются на семи маршрутах, они позволили городскому перевозчику продлить троллейбусные линии в Приморском, Красносельском, Калининском, Выборгском, Невском и Красногвардейском районах. Перевозчик "Горэлектротранс" в ноябре 2018 года прибрел еще 10 электробусов с динамической подзарядкой и с бесплатным беспроводным интернетом за 204 млн рублей.

Где еще используются аккумуляторы "Лиотеха"

Городской транспорт — далеко не единственная область применения систем аккумулирования энергии. Крымская компания "Эльтавр" выпускает пассажирский электробус и легкий универсальный электрогрузовик, которые используют аккумуляторы "Лиотех". Техника предназначена для рекреационных зон, коммунальных служб и индустрии развлечений. Также недавно завершилось их тестирование в аэропорту Симферополя.

Водный транспорт

У "Лиотеха" есть свидетельство Российского морского регистра судоходства, что позволит использовать продукцию компании на судах разного класса — в качестве источников бесперебойного питания или тяговых батарей.

Катамаран

Два года подряд уникальный электрический катамаран проводит экспедицию "Эковолна". Судно, созданное АНО "Национальный центр инженерных конкурсов и соревнований", использует солнечные модули производства "Хевел" (компания, созданная с участием РОСНАНО), а также литий-ионные аккумуляторы "Лиотех" общей мощностью 70 кВт. Такая комбинация позволяет судну идти около 20 часов без подзарядки, в том числе даже ночью и в периоды низкой инсоляции. В прошлом году катамаран установил рекорд — самое продолжительное путешествие судна на солнечных батареях и аккумуляторах: судно прошло более 5000 километров.

Планируется, что в 2020 году в Санкт-Петербурге будет спущен на воду первый корабль на электрической тяге с использованием аккумуляторов "Лиотех".

Электровозы

В 2019 году АО "РОСНАНО", ОАО "Российские железные дороги" и АО "Трансмашхолдинг" подписали трехстороннее соглашение о создании экологически чистых маневровых локомотивов с использованием гибридного привода на базе литий-ионных аккумуляторных батарей "Лиотех" для работы на пассажирских вокзалах крупных городов. Использование гибридного привода на локомотивах позволит операторам подвижного состава уменьшить расходы топлива до 30%. Дизель-генератор (мощность 200 кВт) и литий-ионная батарея (мощность 240 кВт) могут работать как раздельно, так и совместно. Подписанный документ предусматривает возможность поставок для РЖД 131 локомотива в течение шести лет после приемки первой машины.

Электровоз

Прототип гибридного локомотива на аккумуляторах "Лиотех" был впервые представлен на Международном железнодорожном салоне "PRO//Движение.Экспо" — 2019.

Горно-шахтное оборудование

Шахтный электровоз, использующий аккумуляторы "Лиотех", уже эксплуатируется на одном из рудников компании "Алроса" в городе Мирный. Подобные электровозы предназначены для транспортировки угля и породы, тяжелой и высоковязкой нефти, доставки материалов, оборудования и совершения других операций в шахтах. Литий-ионную батарею суммарной энергоемкостью 70 кВт/час можно зарядить за 2–4 часа в зависимости от степени ее разряженности.

Также "Лиотех" подписал меморандум о сотрудничестве с "БелАЗ", в рамках которого новосибирская компания примет участие в создании тяговых батарей для карьерной и горнорудной техники. В частности, будут разработаны аккумуляторные троллейвозы и подземные погрузочно-доставочные машины для угольных разрезов, рудников и шахт. В подобном оборудовании, помимо "Алроса", заинтересованы другие горнодобывающие компании, в том числе "СДС Уголь", СУЭК и "Уралкалий".

Шахтный электровоз

Электропогрузчики

Еще с 2017 года "Лиотех" поставляет тяговые батареи для электропогрузчиков Гознака, а в 2019 году заключил с "КамАЗ" соглашение о партнерстве при разработке и производстве перспективных батарей для электротранспорта и напольной техники на основе литий-ионных аккумуляторов, в том числе для электробусов.

Согласно условиям соглашения "КамАЗ" получает эксклюзивные условия при закупке литий-ионных батарей у ООО "Лиотех-Инновации". В планах партнеров также разработка, тестирование и запуск в серийное производство энергоэффективных аккумуляторных ячеек, модулей и тяговых батарей, предназначенных для электробусов различных типов (с динамической, ночной, ультрабыстрой зарядкой) и других видов электрического транспорта.

Умные накопители

Новосибирская компания "Системы накопления энергии" (проект РОСНАНО) и ученые Новосибирского государственного технического университета НЭТИ в 2019 году завершили в двух селах Тувы наладку первых отечественных умных накопителей энергии большой мощности для солнечных электростанций, которые станут крупнейшими на территории стран СНГ. Такой накопитель не просто запасает энергию и отдает ее в сеть, но и сам решает, в какое время и в каком количестве это делать в зависимости от задач. Накопители большой мощности пока не производятся в России, их производят всего несколько компаний в мире. Российская разработка, по предварительным оценкам, будет существенно дешевле, чем у зарубежных производителей.

Кроме того, по данным разработчиков, отечественная система более умная: в отличие от аналогов, которые только накапливают и отдают энергию, разработка ученых НГТУ НЭТИ анализирует множество параметров, за счет чего может улучшать качество тока, а это значительно повышает срок службы. Следующее поколение накопителей на ячейках "Лиотех", испытания которых сейчас проходят в НГТУ НЭТИ, будет обладать элементами искусственного интеллекта, в частности анализировать уровень освещенности на солнечной станции, чтобы автоматически подбирать оптимальный режим работы.