«Норникель», один из мировых лидеров в производстве цветных металлов, разработал технологии, которые позволят ему изготавливать катодные материалы для литийионных аккумуляторов, а в перспективе в партнерстве с «Росатомом» замкнуть производственный цикл. Сейчас 75% литийионных аккумуляторов выпускаются в Китае. Forbes поговорил с топ-менеджерами металлургического гиганта и экспертами рынка, чтобы выяснить, насколько перспективны разработки «Норникеля»
В конце 2022 года «Норникель» приобрел специализированную электрохимическую лабораторию в Санкт-Петербурге, которая обладает уникальным по российским меркам технологическим оборудованием, позволяющим осуществлять весь цикл сборки и электрохимического тестирования батарейных аккумуляторов, и создал на ее базе батарейный технологический центр.
Telegram-канал Forbes.Russia
Канал о бизнесе, финансах, экономике и стиле жизни
Чем занимается батарейный центр
«Наш батарейный центр — самый современный в России на данный момент, — сказал журналистам, приглашенным посетить лабораторию, вице-президент «Норникеля» по инновациям Виталий Бусько. — Его создание знаменует большой этап для «Норникеля», компания [сможет работать] в быстрорастущем сегменте литийионных аккумуляторов». По его словам, в батарейном центре за последний год успешно завершен ряд исследований, позволивших получить на лабораторном уровне образцы катодных активных материалов, содержащих никель, кобальт, марганец и литий. Качество материалов подтверждено исследованиями в независимых лабораториях, в том числе китайскими научными институтами, отмечает он.
«Все, что здесь разрабатывается, — это полностью результаты собственных исследований компании, — говорит Бусько. — Но, конечно же, мы не находимся в отрыве от глобальных трендов в области батарейных материалов. Мы ведем тесное сотрудничество с китайскими научными центрами и экспертами, но порядка 90% того, что здесь в центре разрабатывается, — это наша собственная, российская, технология. Оборудование в лаборатории используется разное, в основном китайское, но есть и отдельные блоки оборудования от российских производителей, которые сейчас наращивают свои компетенции в данной сфере. «Норникель» инвестировал в разработку катодных активных материалов около $30 млн, по мере продвижения, конечно, цифры будут увеличиваться».
Создание аккумуляторов начинается с добычи и обогащения руд, содержащих ключевые металлы — никель, кобальт, марганец и литий. Полученные концентраты растворяются и очищаются, в результате чего получаются соли металлов. Сульфаты никеля, кобальта и марганца смешиваются в заданной пропорции и помещаются в реактор, где в контролируемых условиях происходит синтез прекурсора, промежуточного продукта для создания катодного материала. Сам же катодный материал получается после того, как изготовленный в реакторе прекурсор смешивается с гидроксидом лития и обжигается. Полученное вещество используется для изготовления катодов литийионных аккумуляторов. Такой аккумулятор состоит, кроме катода, еще из углеродного анода, сепаратора, отделяющего его от катода, а также из электролита и корпуса, в котором все это размещается.
Пока центр способен синтезировать только лабораторные объемы катодных материалов, говорит Бусько. «На данный момент мы прошли два этапа: от получения десятков граммов катодных материалов за синтез до десятка килограммов, — сообщает он. — Согласно мировым практикам, следующим этапом должно стать строительство пилотной установки для производства 10 т материала в год. Сейчас мы рассматриваем различные локации для потенциального размещения пилотной установки, строительство которой может занимать два-два с половиной года. Дальше идет этап строительства полноценного завода, который сможет производить до 10 000 т в год. В целом мы оцениваем потребность российского рынка в катодных активных материалах в 10 000 т к 2030 году, в то время как спрос на мировом рынке составит миллионы тонн».
Бусько сказал, что «Норникель» не планирует сам производить аккумуляторы, но отказался назвать потенциальных партнеров. Он сообщил лишь, что пока идет обсуждение различных вариантов реализации проекта по строительству производства катодных активных материалов для аккумуляторов. Предполагается, что в случае реализации проекта, катодные материалы будут использоваться на российских заводах по производству аккумуляторных ячеек. Произведенные аккумуляторы будут в первую очередь использоваться в электромобилях.
В России есть несколько компаний, которые прорабатывают это направление, отмечает Бусько. «В настоящее время локация для строительства предприятия по производству катодных активных материалов еще не определена, но как один из вариантов рассматривается Мончегорск в Мурманской области, — говорит он. — Ориентир до 2030 года выбран неслучайно. Строительство такого рода завода — это длительный процесс. Если посчитать, сколько времени уйдет на проектирование, получение разрешений, строительство, пуско-наладку, то это как раз и займет три-четыре года, к этому добавится время на принятие инвестиционных решений».
Батарейный центр также занимается разработкой новых продуктов и технологий, в том числе никельсодержащих материалов для натрий-ионных аккумуляторов, добавляет Бусько. «Есть гипотеза, что натрий-ионные аккумуляторы способны лучше работать при низких температурах, поэтому у них хорошие перспективы развития в России с ее холодным климатом, — отмечает он. — Но у них есть и недостаток: их энергоемкость и ресурс ниже, чем у литийионных систем, поэтому ведутся дополнительные исследования для совершенствования технологии, чтобы, помимо применения в стационарных объектах, натрий-ионные аккумуляторы можно было бы установить в электромобилях. В катодных материалах для натрий-ионных аккумуляторов также содержится никель, и уже сейчас мы проводим исследования в этом направлении».
Батарейный центр ориентируется на улучшение таких параметров, как энергоемкость и стабильность катодного материала. «Условно, чтобы аккумулятор позволял электромобилю проезжать без подзарядки не 1000 км, а 2000 км и заряжаться за 15 минут, — поясняет Бусько. — На горизонте трех-пяти лет компания намерена заняться исследованиями катодных материалов для еще одного вида аккумуляторов — твердотельных, использующих твердый электролит».
Поворот в развитии
Создание специалистами «Норникеля» собственной технологии получения активных катодных материалов способствует укреплению научно-технической независимости батарейной отрасли нашей страны, отмечает независимый аналитик Леонид Хазанов. Наличие у российских компаний такой технологии является принципиальным условием для успешного развития в стране производства литийионных источников тока и использующих их электромобилей, электронной техники и стационарных аккумуляторных систем.
В мире не так уж много стран, имеющих свои наработки в данной cфере, напоминает Хазанов. «Скажем, немецкий концерн BASF умеет производить катодные активные материалы и как раз для них покупает металл у «Норникеля», — рассказывает эксперт. — Выход «Норникеля» в этот сегмент рынка — поворот в развитии компании. Сам батарейный технологический центр уникален для России, ничего похожего по уровню оснащения у нас, насколько я знаю, нет. Благодаря парку лабораторного оборудования и коллективу инженеров он может проводить полный цикл научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, начиная с цифрового моделирования материалов и заканчивая их тестированием в составе готовых аккумуляторов».
Сегодня абсолютным лидером по производству литийионных аккумуляторов с долей более 75% их мирового рынка является Китай, отмечает начальник управления аналитики по рынку ценных бумаг Альфа-банка Борис Красноженов. Доля США составляет около 6-7%, но в настоящий момент США активно развивают мощности по производству аккумуляторов, выстраивая цепочки поставок катодных, анодных и электролитных материалов, говорит он. «Россия же обладает полным спектром полезных ископаемых, необходимых для производства аккумуляторных батарей, — говорит Красноженов. — В рамках процесса энергоперехода спрос на такие батареи на внутреннем рынке будет расти. Поэтому создание полной цепочки производства аккумуляторных батарей, включая переработку добываемых металлов в сульфаты, достижение самообеспеченности по всем материалам и химическим элементам, используемым в процессе производства, а также строительство производственных мощностей, выпускающих конечную продукцию для автопрома и других отраслей, является важным элементом развития российской экономики. Кроме того, самообеспечение аккумуляторными батареями важно для государственной стратегической безопасности».
Рынок аккумуляторов и накопителей энергии продолжает расти глобально со среднегодовым темпом в десятки процентов до 2030 года и далее, говорит партнер консалтинговой компании «Пиэфф» Григорий Сидоров. «Основные факторы роста — развитие пассажирского, коммерческого и промышленного электротранспорта, а также развитие возобновляемой энергетики, — отмечает он. — Многие автопроизводители заявили о полном переходе на производство электромобилей на горизонте после 2030 года. Россия не будет исключением с точки зрения развития транспорта и энергетики накопителей, хотя и стартует с низкой базы».
Пока основным сырьем для производства накопителей является литий. Более половины мировых запасов лития находится в Чили, Австралии, Боливии и Аргентине, рассуждает Сидоров. При этом, отмечает он, объем запасов ограничен: оценочно запасы лития составляют около 100 млн т. «Недаром производители автомобилей (глобальные и хорошо известные бренды) и аккумуляторов для электромобилей стремятся обеспечить себе доступ к критически важному сырью и успешно конкурировать на рынке, — говорит Сидоров. — Производители автомобилей и аккумуляторов делают это, заключая прямые соглашения о закупке сырья с горнодобывающими компаниями, создавая с ними совместные предприятия и инвестируя в месторождения». В России производство накопителей пока находится на низком уровне, что в долгосрочной перспективе может нести риски, связанные со снижением суверенитета в транспортной и энергетической отраслях, продолжает Сидоров. При этом в России есть месторождения лития, которые были разведаны еще в прошлом веке, напоминает он.
Синергия с «Росатомом»
«Норникель», помимо работы над углубленной переработкой металлов в сульфаты, запустил в прошлом году совместный проект с «Росатомом» по производству карбоната и гидроксита лития на Колмозерском месторождении в Мурманской области — «Полярный литий». Ожидается, что их совместное предприятие сможет выпускать до 45 000 т литиевых продуктов в 2029 году, напоминает Красноженов. А «Росатом», говорит он, строит в Калининградской области фабрику по производству литийионных автомобильных аккумуляторов мощностью 4 Гвт/ч в год. «Для нее потребуется порядка 3200 т карбоната лития, — отмечает Красноженов. — Таким образом, СП «Норникеля» и «Росатома» может в будущем даже рассматривать экспорт карбоната лития».
Подход «Норникеля» и «Росатома», которые планируют в партнерстве развивать добычу лития на базе Колмозерского месторождения, выглядит логичным, считает Сидоров из «Пиэфф». «Здесь «Норникель» может использовать свои компетенции в области добычи полезных ископаемых, а «Росатом» — технологии производства энергоячеек для сборки аккумуляторов, а также свое присутствие на ряде внешних рынков для продажи конечной продукции дружественным странам, прежде всего накопителей для энергетического и промышленного секторов», — говорит он.
После истории со взрывами пейджеров в Ливане, когда взрывчатка могла находиться в аккумуляторах, надежность любого аккумулятора на планете находится под вопросом, отмечает главный стратег инвестиционной компании «Вектор Икс» Максим Худалов. «В условиях геополитической напряженности России необходимы гарантии, что в аккумуляторах не используются взрывчатые вещества, а для этого необходимо наладить собственное производство безопасных аккумуляторов, — говорит он. — Таким образом, спрос на продукцию «Норникеля» может резко увеличиться. И тут очень удачно может сложиться сотрудничество с «Росатомом», поскольку у «Норникеля» есть необходимые компетенции для производства катодных материалов, а «Росатом» обладает необходимыми финансовыми ресурсами и опытом в производстве самих аккумуляторов».
На сегодня сложилась неоднозначная ситуация: с одной стороны, в России растет спрос на литийионные аккумуляторы и, соответственно, востребованы литий и иные катодные материалы, с другой же — их производство зависит от ввоза сырья, отмечает Хазанов. «Реализация «Норникелем» и «Росатомом» проекта освоения Колмозерского месторождения позволит снять национальную индустрию с «литиевой иглы», — указывает он.
Forbes направил запрос о комментарии в «Росатом».