чистая энергия на транспортеи эффективное энергопотребление

Литий-ионные технологии для энергетического и

транспортного сектора

Литий-ионные технологии для энергетического и

транспортного сектора

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

Лиотех – крупнейший производитель

литий-ионных аккумуляторов (ЛИА)

Мощность производства ООО «Лиотех» более 1ГВт*чили 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).

2012 2013 2014 20150

200400600800

1000120014001600

224

640

1,1521,376

План производства, МВт*ч

Мировой рынок ЛИА

Электро-транспорт

Потребительский сегмент

Сетевые Накопители Энергии

Прочие сегменты

Прогноз мирового рынка ЛИА, млрд долл. США

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.

За последние 3 года мировой рынок ЛИА вырос на 50% до $15 млрд.

Потребности в ЛИА экономики России: расчеты по отраслям

5

№ Решения на основе ЛИА Всего, МВт*ч, до 2016 г.

Ожидаемый результат

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 на рельсовом транспорте

420 Экономия расходов на электроэнергию 1,4 млрд. руб. /год для 5 крупнейших метрополитенов и 1,2 млрд. руб. Повышение уровня безопасности пассажиров.

5 СОПТ для энергетических компаний и РЖД

375 Экономия 400 млн. руб./ годСнижение 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 транспортной инфраструктуры

200 Увеличение температурный диапазон эксплуатации до +/-30° С, время 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

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.

Литий–ионный аккумулятор (Li) vs Свинцово-кислотный (Pb)

Плотность энергии

50

100

Pb Li

Квт*ч/кг

Время жизни

500

3000

Pb Li

Циклы

50

70

Pb Li

% используемой энергии

Энергоэффективность Рабочая температура

-40 +60-10 +300

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.

ПРЕИМУЩЕСТВА ЛИТИЯ И РЕШЕНИЙ НА ЛИА

Электротранспорт на базе ЛИА «Лиотех»

9

Показатели НефАЗ ЛиАЗ 6274 Тролза 52501

Число посадочных мест

25 21 21

Мощность двигателя 120 кВт 180 кВт 120 кВт

Энергоемкость 260 кВт*ч 269 кВт*ч 144 кВт*ч

Номинальное напряжение

384 В 384 В 480 В

Мах пробег от 1й зарядки

до 150 км до 150 км до 120 км

Максимальная скорость

75км/ч 80 км/ч 60 км/чЗамена общественного транспорта Москвы на электротранспорт

снизит вредные выбросы на 44%

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 SinaraHibridРазработан группой «Синара»

Трамвай с возможностью длительного автономного ходаСовместная разработка ОАО «Уралтрансмаш» и ЗАО «Автоматизированные системы и комплексы»

10

11

Сетевые накопители энергии

• Активно-адаптивные сети Smart Grid• Сглаживание пиков потребления• Резервное электроснабжение• Возобновляемые источники энергии и малая генерация

Промышленные ИБП и ИБП для телекоммуникаций

Решения на ЛИА: СНЭ, ИБП для ЦОД и медицины, СОПТ для объектов ФСК, ЭПУ для базовых станций сотовой связи

• 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.

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

ОТРАСЛЬ АКТУАЛЬНОСТЬ СТАДИЯ РЕАЛИЗАЦИИ ОБЪЕКТ ПИЛОТНОЙ ПРОГРАМЫ

ГЕНЕРАЦИЯЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

НА АЭС

Повышение уровня энергобезопасности объектов АЭС и сетевой инфраструктуры

Выравнивание нагрузки за счет ночного накопления энергии

РазработкаДОРОЖНОЙ КАРТЫ с ГК «РОСАТОМ» (ОАО «ТВЭЛ»).В планах:• завод по производству

катодно-анодного материала для ЛИА;

• строительство Центра тестирования и сертификации ЛИА

Пилотный накопитель

энергии/ИБП на ЛИА для АЭС

РЕЗУЛЬТАТЫПРОЕКТА

- Накопитель энергии/ИБП 50 – 200 MВт*ч существенно повышает надежность АЭС и сетевой инфраструктуры;экономия от 0,5 до 2 млрд. руб./год на выравнивающей генерации.

- Рост доверия к атомной энергетике и проектам Росатом на мировом рынке.

- Запущены новые производства с высокотехнологичными рабочими местами;

Пилотный проектНакопитель энергии/ ИБП для АЭС

Актуальность:• Отсутствие централизованного энергоснабжения• Отключение и перебои в энергоснабжении• Недостаточность доступной мощности• Накопление энергии от альтернативных источников

Домашние накопители энергии с применением литий-ионных аккумуляторных батарей

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

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).

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:

15

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.

Предложения для законодательной и исполнительной власти

16

« 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

Самостоятельный потребитель – человек будущего?

СПАСИБОЗа внимание

23.11.2012