Современная электроника №8/2018

РЫНОК 19 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 8 2018 литий-ионные аккумуляторы именно такие) существуют также химическая и пожарная опасности. Литий весьма химически активен, и электролиты на его основе, особенно жидкие, представ- ляют определённую угрозу для людей. Варианты с твёрдыми электродами, например литий-железо-фосфатные аккумуляторы, уже намного безопаснее. Рассмотрев проблемы аккумулятор- ных батарей как конечных изделий, следует перейти к сырьевому вопросу. В публикации [3], говоря о литии, его применении (которое не сводится к аккумуляторам), добыче и переработ- ке, касательно автопрома автор заме- чает: «Быстрое развитие производства электромобилей в самые ближайшие годы может вызвать резкое повыше- ние спроса на литий, являющийся главным компонентом литий-ионных аккумуляторов. Чтобы производить 500 000 автомобилей в год, TeslaMotors придётся скупать весь литий в мире, заявил… генеральный директор компа- нии Илон Маск». Рассматривая вопрос о ресурсах лития в России автор сухо констатирует, что «в настоящее время добыча лития из собственных место- рождений в России не ведётся». При этом осознание важности обладания техно- логиями производства современных аккумуляторов у руководства страны имеется, однако успехи в данной обла- сти пока невелики. Остаётся надеять- ся, что имеющиеся наработки и кадры будут сохранены и в скором будущем ситуация изменится в лучшуюсторону. Публикация [4] со ссылкой на пресс- службу НИТУ «МИСиС» сообщает о раз- работке нового способа получения лития из имеющихся в России место- рождений. Здесь можно только пожелать, что- бы данные начинания увенчались успе- хом, причём так, чтобы в России был полный цикл: добыча сырья – перера- ботка – производство аккумуляторов. Ведь если получится добывать лити- евые концентраты из собственного сырья, появится возможность прода- вать концентрат западным и восточ- ным партнёрам. Завершая тему сырья для производ- ства аккумуляторов, следует сказать, что на данный момент технологии повтор- ного использования лития из отрабо- танных аккумуляторов, во всяком слу- чае, пригодной для промышленной эксплуатации, не существует. Более того, аккумулятор после использова- ния нужно утилизировать и перерабо- тать химически активные компоненты в безопасные для хранения. Если свинцо- вые аккумуляторы сегодня могут быть переработаны чуть ли не полностью, то с литиевыми пока всё обстоит иначе, поэтому рост добычи лития будет силь- но зависеть от роста числа производи- мых аккумуляторов, во всяком случае, до внедрения технологий вторичной переработки, если таковые появятся. Однако на этом трудности аккумуля- торных автомобилей не заканчивают- ся. Как уже говорилось ранее, аккумуля- торы необходимо регулярно заряжать, что без специальной инфраструктуры может представлять определённые трудности для большинства домохо- зяйств. Кроме того, здесь уже начина- ется область электросетей. Электричество – очень удобный вид энергии, и оно используется самым широчайшим образом, однако у него есть один очень существенный недоста- ток: если электрическая энергия про- изведена, она должна быть сразу же потреблена, поэтому задача баланси- ровки нагрузки электросети (обеспе- чения равномерного или мало меняю- щегося во времени потребления) была и остаётся актуальной. Достаточно широко распростране- ны счётчики зонного учёта, которые считают объём потреблённой энергии в разное время суток. В часы пиковых нагрузок на сеть электричество стоит дороже, в часымалых нагрузок, напри- мер ночью, – дешевле. Таким образом поставщики энергии стимулируют потребителей распределять нагрузку на сеть, тем самым снижая неравномер- ность нагрузки. Чем меньше неравно- мерность, тем легче оптимально исполь- зовать имеющиеся генерирующие мощности и тем меньше вероятность возникновения ситуации перегрузки сети с последующим её отключением. В Европе, кроме электротранспорта, уже довольно давно и основательно вхо- дит в моду возобновляемая энергетика, которая чаще всего представлена ветро- генераторами и солнечными батарея- ми. Если в случае классической энер- гетики проблема балансировки – это преимущественно вопрос потребления (маленькие электростанции, например на газе, могут относительно быстро реа- гировать на нагрузку), то в случае с сол- нечными батареями и тем более ветря- ками проблема сильно усложняется, т.к. энергия генерируется не постоянно. Собственно, поэтому коэффициент использования установленной мощно- сти у ветроэлектростанций такой низ- кий: потребляется очень малая часть энергии, они могли бы произвести намного больше. В Германии суммар- ная установленная мощность ветроэ- лектростанций достигла уже 50 ГВт, но из-за низкого коэффициента исполь- зования мощности возможности рас- крыты не полностью. Аккумуляторы являются устройства- ми, накапливающими электрическую энергию. Если автомобилей с аккуму- ляторами станет много, то возможна проблема ухудшения балансировки нагрузки. Как уже отмечалось ранее, для быстрого, даже относительно, заря- да нужна большая мощность. Пока элек- тромобилей мало, это не является про- блемой, но когда их станет много и каж- дому понадобится «зарядка» в десятки киловатт (при неправильном исполь- зовании), они будут вполне в состоя- нии привести к перегрузке сети в целом регионе. Однако, кроме таких потенциаль- ных проблем, существуют и возможно- сти, напротив, улучшать работу сети в целом. Если не требуется зарядить авто- мобиль прямо сейчас, а достаточно того, чтобы он был готов, например, к 7:00 утра, то нет никаких проблем в том, чтобы зарядка осуществлялась как раз тогда, когда другие потребители отклю- чены, тем самым существенно помогая балансировке нагрузки сети. Здесь соединяются несколько, каза- лось бы, разных тем: электротранспорт, энергетика (в т.ч. «зелёная»), электро- ника и компоненты для неё, а также их связи с экономикой и политикой. Итак, имеется несколько проблем: невозможность повторного использо- вания лития из аккумуляторов, высокая стоимость как самих аккумуляторов, так и необходимость их утилизации, малый коэффициент использования мощности в альтернативной энерге- тике, проблема балансировки нагрузки. В статье [5] показанодиниз подходов, при помощи которого сделана попыт- ка решить несколько техническихи эко- номических проблем. Авторначинает с тезиса о том, что количество автомоби- лей с накопителем на аккумуляторных батареях имеет в данный момент экс- поненциальный рост и в связи с этим в будущем встанет проблема утилизации большого количества аккумуляторных батарей. Это, в свою очередь, ухудшает (увеличивает) цену эксплуатации элек- тромобилей. Внекоторых случаях себе- стоимость утилизацииодного комплекта