Круглый стол "Системы накопления энергии: потенциал развития отечественной научно-производственной базы"

24 апреля в рамках деловой программы выставки RENWEX-2025 прошел круглый стол "Системы накопления энергии: потенциал развития отечественной научно-производственной базы", на котором шла речь о переводе транспорта на электрическую тягу, о применении аккумуляторов и суперконденсаторов в электроэнергетике, причем не только в "зеленой", но и во вполне традиционной, и о технологическом суверенитете в производстве накопителей.

Модератором мероприятия выступил заместитель начальника Департамента машиностроения для топливно-энергетического комплекса Министерства промышленности и торговли РФ Федор Каменев. Во вступительном слове он отметил, что еще 10-15 лет тому назад разработки в области создания аккумуляторов велись в нашей стране компаниями в основном в инициативном порядке, из собственных средств. Сейчас же Минпромторг оказывает данному направлению всестороннюю поддержку. Развитие отечественного производства накопителей энергии включено в комплексную программу развития топливно-энергетического комплекса России до 2050 г.

Александра Большакова, амбассадор "Росатома", рассказала о развитии компании "Ренэра", входящей в состав данной корпорации. "Ренэра" является сейчас крупнейшим производителем литий-ионных аккумуляторов в России. В числе основных направлений деятельности компании - производство тяговых аккумуляторов, а также накопителей для нужд энергетики. Оригинальные технические решения защищены 63 российскими патентами. Помимо совершенствования литий-ионных аккумуляторов, "Ренэра" активно занимается разработкой так называемых пост-литиевых технологий (т.е. созданием устройств хранения электроэнергии с высокой удельной емкостью, в которых литий не используется). При этом "Ренэра" основную ставку делает на натрий-ионные аккумуляторы.

Большое внимание уделяется безопасности литиевых аккумуляторов. Помимо того, что "Ренэра" проектирует их в соответствии с международными стандартами пожарной безопасности, сейчас разрабатывается система пожаротушения, основанная на принципе микрокапсулирования, которая будет встраиваться в каждую ячейку аккумуляторной батареи.

Далее модератор представил созданную при участии госкорпорации "Роснано" компанию Amperion, которая была первопроходцем в деле производства литиевых аккумуляторов в нашей стране (ранее эта компания носила другое название). Об истории и новых разработках этой компании рассказала ее представитель Полина Мишустина. Началось все в 2013 г. с производства аккумуляторов для троллейбусов с увеличенным автономным ходом. В 2019 г. впервые в России аккумулятором данной компании был оснащен шахтовый электровоз. А в 2021-2022 гг. взяты космические высоты - тягач на космодроме "Байконур" был оснащен отечественными аккумуляторами. Из недавних проектов следует отметить оснащение в 2024 г. трех маневровых локомотивов РЖД аккумуляторными батареями производства Amperion. Эти локомотивы, питающиеся от аккумуляторов, уже успели себя зарекомендовать с лучшей стороны.

Будущее, по мнению Полины Мишустиной, принадлежит новым технологическим решениям при производстве накопителей энергии, совершенствованию систем контроля и управления, цифровым моделям жизненного цикла и продвинутым технологиям переработки изношенных аккумуляторов. Касаясь темы того, что придет на смену литий-ионных аккумуляторов, спикер отметила как перспективные направления натрий-ионные и калий-ионные аккумуляторы. Но это все будущее, а сейчас Amperion делает ставку на развитие производства аккумуляторов для источников бесперебойного питания и сетевых накопителей.

Доклад руководителя проекта, первого заместителя генерального директора Центра управления проектами Чебоксарского электроаппаратного завода (АО "ЧЭАЗ") Юлии Каплун был посвящен использованию накопителей большой емкости для повышения надежности электрических сетей, улучшению качества электроэнергии и снижению затрат на новые технологические присоединения.

В ЧЭАЗ разработано готовое решение, позволяющее накапливать энергию при ее малом потреблении в сети с последующей отдачей в сеть на пиках потребления. Кроме этого, накопитель может применяться для отдачи энергии электромобилю при быстрой зарядке в местах, где нет электрических сетей, рассчитанных на такую большую пиковую мощность. В аварийном режиме накопитель обеспечивает работу сети в изолированном режиме, давая опорное напряжение и задавая частоту - этим он отличается от большинства отечественных и зарубежных аналогов, решающих только задачу подачи резервного электропитания. Накопитель рассчитан на подключение к трехфазной сети переменного тока напряжением 400 В.

Повышению надежности и качества энергоснабжения был также посвящен доклад генерального директора ООО "Лаборатория преобразовательной техники" (ГК "Системотехника") Владимира Реброва. Современной тенденцией является установка на сетях среднего напряжения (6-35 кВ) накопителей энергии, позволяющих компенсировать кратковременные (длительностью 1-3 с) перерывы в энергоснабжении. Данное решение позволяет повысить надежность энергоснабжения. Отличительной особенностью таких накопителей является переходной процесс не более 5 мс без токовой паузы и смещения угла напряжения.

В ГК "Системотехника" разработана технология "ММС-ПТ", позволяющая создавать накопители на напряжение до 35 кВ мощностью до 30 МВА на основе суперконденсаторов. В такой установке не используются трансформаторы, хотя напряжение на суперконденсаторе не превышает 5,5 В! Для преобразования напряжения используются специальные схемы на IGBT-транзисторах. А подключение резервного питания осуществляется быстродействующим тиристорным переключателем.

Директор по развитию АО "СпецАвтоИнжиниринг", руководитель проекта ArgoElectro Снежана Трантина рассказала о новых разработках в области коммерческого электротранспорта.

Сейчас проходят опытные испытания новой платформы AgroElectro. На ее основе можно создавать компактные электромобили для грузовых перевозок в городе. Имеются два варианта платформы - с аккумуляторами российского производства, запас хода у него составляет 140 км, а также с импортными, которые позволяют проехать от одной зарядки уже 300 км. Для города дистанция в 140 км вполне приемлема, зато такой электромобиль будет стоить намного дешевле того, в котором применяются импортные аккумуляторы.

Тем не менее, "СпецАвтоИнжиниринг" все же делает ставку именно на российские аккумуляторы. Компания сотрудничает с "Ренэрой" в деле создания принципиально новых аккумуляторных модулей российского производства, которые обеспечат электромобилям большую дальность хода от одной зарядки. Создаваемые модули будут иметь встроенную интеллектуальную систему управления, а также инновационное решение для отвода тепла.

Выступления экспертов на круглом столе показали, что в России есть потенциал, позволяющий разрабатывать и производить литий-ионные аккумуляторы. Возможно, их удельная емкость уступает зарубежным аналогам, тем не менее, они пригодны для стационарных накопителей, используемых для повышения качества и надежности энергоснабжения. Кроме этого, масса и размеры аккумуляторов не так критичны, если идет речь о локомотивах на железной дороге с питанием от аккумуляторов. Есть и понимание перспектив, что на смену литий-ионным придут натрий-ионные аккумуляторы. Осталось только за совершенствованием существующих технологий не пропустить эту смену технологий накопления энергии. Тогда вполне можно замахнуться и на технологическое лидерство.

По материалам:

https://www.elec.ru/publications/peredacha-raspredelenie-i-nakoplenie-elektroenergi/8780/