Запущенное АвтоВАЗом производство электромобиля Lada e-Largus обострило конкуренцию между изготовителями батарей и других компонентов для электрокаров. В ближайшее время Россия может войти в десятку ведущих мировых производителей аккумуляторов для авто на электрическом ходу
АвтоВАЗ приступил к выпуску электромобиля Lada e-Largus. Рыночные перспективы этой модели пока туманны, главным образом из-за цены — от 2,99 млн рублей с учетом госсубсидии, что примерно в полтора раза больше, чем за машину такого же класса с традиционным двигателем. На первом этапе планируемые объемы ожидаются не слишком большими: по официальным заявлениям, от 200 до 2000 машин в 2025 году. Но в будущем ведущий российский завод намерен наращивать производство, прежде всего за счет углубления локализации.
У e-Largus предусмотрены две основные модификации: пятиместный пассажирский универсал и грузопассажирский фургон, которые имеют разные батареи и разную грузоподъемность. Архитектура силовой установки автомобиля предполагает размещение двух аккумуляторов суммарной емкостью 61 кВт⋅ч. Первая тяговая батарея емкостью 45,7 кВт⋅ч располагается под днищем (на том же месте, где у бензиновых машин находится топливный бак), а дополнительный аккумулятор на 15,3 кВт⋅ч — под капотом (на грузопассажирские версии его будут ставить за доплату).
Запас хода пассажирской модели e-Largus составляет 420 км, автономность коммерческих фургонов зависит от модификации. С одной тяговой батареей и максимальной грузоподъемностью 490 кг машина способна преодолеть на одном заряде до 320 км, с двумя аккумуляторами и максимальной грузоподъемностью 380 кг — до 400 км. Электромобиль можно зарядить на станциях быстрой зарядки менее чем за час, от обычной розетки — за 8–10 часов.
Аккумулятор, как известно, главный и самый дорогой элемент современных электромобилей: его стоимость в среднем составляет порядка 30% от цены всей машины. Поставщиком аккумуляторов для e-Largus выбран давний партнер АвтоВАЗа — компания «Системы автономной энергии» (САЭ), входящая в ГК «Итэлма», несмотря на то что на лидерство в данной сфере в России сегодня претендует другой игрок — «Рэнера», дочернее предприятие «Росатома». Обе компании активно наращивают компетенции в разработке батарей и планируют в ближайшие годы создать в стране предприятия полного цикла — от производства топливных ячеек до готовых накопителей энергии.
Российский рынок батарей для электрокаров в России быстро развивается. По данным консалтинговой компании KPMG, еще в 2020 году емкость аккумуляторов для транспорта и промышленных предприятий в стране оценивалась в 126 МВт⋅ч, но за четыре года эта цифра увеличилась в 40 раз — до 5 ГВт⋅ч.
Пока локомотивом роста спроса является развитие общественного транспорта на электрическом ходу. Только в одной Москве работает более 1500 электробусов, начинают появляться такие машины и в Санкт-Петербурге. Кроме того, запущены программы модернизации электротранспорта в Нижнем Новгороде, Ярославле, Курске, Краснодаре, Саратове, Уфе, Перми и других городах.
Растет и выпуск легковых авто. Помимо e-Largus покупателям предлагаются электромобили Evolute (выпускаются в Липецке), «Москвич 3е» (производится на столичном «Москвиче»), калининградский Amber (который, кстати, можно приобрести на маркетплейсе Wildberries). Пока объем продаж электрокаров российского производства невелик, порядка 2000 единиц в год (около 15% от всех продаваемых электромобилей в стране), но потенциал для роста есть — особенно если принять во внимание планы запустить производство отечественных машин на аккумуляторах.
Например, одним из самых амбициозных проектов является электромобиль «Атом» — начало продаж новой модели намечено на 2025 год в Москве, а декларируемый объем выпуска должен составить 25–30 тыс. штук ежегодно. А согласно Концепции по развитию производства и использования электрического автомобильного транспорта в РФ, к 2030 году каждый десятый выпускаемый автомобиль в стране должен быть электрическим.
В России существует порядка двух десятков предприятий, выпускающих накопители энергии. Например, липецкое ПАО «Энергия», которое занимается производством аккумуляторов для бытовой, медицинской и радиотехники, а также для гражданских авиации и флота. В области изготовления батарей для автомобильного транспорта лидирующие позиции удалось занять компании САЭ, которая была создана в Санкт-Петербурге в 2020 году и позже вошла в ГК «Итэлма». Ассортиментный портфель САЭ включает в себя литий-ионные тяговые батареи, суперконденсаторные системы рекуперации и силовые преобразователи, системы управления. Выбор АвтоВАЗом именно этой компании для закупок аккумуляторов на e-Largus объясняется просто: «Итэлма» — давний надежный партнер ведущего российского автопроизводителя, она поставляет в Тольятти множество автокомпонентов и не подвела российского автогиганта при необходимости срочного импортозамещения запчастей.
САЭ удалось поймать волну спроса — прежде всего со стороны предприятий, специализирующихся на выпуске общественного электрического транспорта. Сейчас компания поставляет тяговые батареи для столичных электробусов, электромобилей Evolute в Липецке, электрических автобусов «ГАЗель е-City», троллейбусов. «В основном САЭ делает аккумуляторы для электрического общественного транспорта, но мы активно сотрудничаем и с изготовителями электромобилей, — рассказывает Антон Мухин, генеральный директор компании “Системы автономной энергии”. — Среди наших постоянных заказчиков такие крупные автопроизводители, как “Синара”, Трансмашхолдинг, УТТЗ, “Моторинвест”, КамАЗ, ГАЗ, АвтоВАЗ».
В САЭ признают, что базовый компонент для накопителей — литий-железо-фосфатные (LiFePO) и литий-никель-марганец-кобальт-оксидные (NMC) топливные ячейки — предприятие пока закупает за границей, в Китае. Но уже в ближайшем будущем компания в сотрудничестве с российскими учеными планирует наладить выпуск собственных аккумуляторных ячеек. «Задача локализации стоит для нас максимально остро, и мы сейчас активно работаем над этим проектом, — подчеркивает Антон Мухин. — Благодаря сотрудничеству с ФТИ имени А. Ф. Иоффе и с зарубежными партнерами у нас есть все ключевые компетенции для создания данного производства».
Но зато вся «надстройка» над топливными ячейками и упаковка их в полноценный, пригодный для использования накопитель в САЭ уже выполняется своими силами. Речь идет, в частности, о таком элементе, как система управления батареей (Battery Management System, BMS). Она контролирует состояние аккумулятора, защищая его от перегрузок, и обеспечивает взаимодействие нескольких батарей в единой системе. Инженеры САЭ разработали собственный блок BMS, включая корпус и начинку, а также необходимое программное обеспечение — кстати, оно вошло в Единый реестр российских программ для электронных систем.
Еще одна инженерная гордость САЭ — особая система охлаждения батареи. Нагрев и охлаждение — это то, от чего зависит длительность работы ячеек: специалисты знают, что при изменении температурного режима на 10 градусов (неважно, в плюс или в минус) срок службы батареи уменьшается в два-три раза. «Наша запатентованная система термостатирования позволяет эксплуатировать транспортные средства даже при экстремальных температурах, — отмечает Антон Мухин. — Уникальность несущего экструдированного теплообменника в том, что это одновременно и корпус самой батареи, и универсальный проводник, который создает оптимальную температуру. Система может работать на основе воздушного и жидкостного охлаждения; воздушный поток изолирован так, что внутреннее пространство батареи защищено от погодных условий и пыли. И все это без существенного увеличения размеров корпуса. Применяемая технология позволила существенно снизить массу аккумуляторов: например, блок на 73,5 киловатт-часа весит всего 385 килограммов».
Подумали в САЭ и о другой проблеме современных батарей — их горючести. «Мы покрываем корпус батареи специальными композитными материалами, выдерживающими температуру горения более 1000 градусов по Цельсию, — продолжает Антон Мухин. — Дополнительную безопасность дает применение аэрогеля в качестве изолятора».
Представители предприятия рассказали «Моноклю», что в 2024 году компания планирует произвести батарей суммарной емкостью более 100 МВт⋅ч. Причем САЭ наращивает производство не только аккумуляторов, но и других ключевых компонентов электромобилей. «Речь идет о силовой электронике: тяговые инверторы, частотные преобразователи, зарядные устройства. По сути, мы уже сегодня предлагаем комплексное решение, состоящее из батареи и всей силовой электроники», — поясняет Антон Мухин.
Однако скоро у САЭ появится сильный конкурент — компания «Рэнера», которая в ближайшие пару лет собирается открыть два завода по выпуску накопителей энергии для электрического транспорта. «В 2026 году начнут действовать гигафабрики “Росатома” — в городе Немане Калининградской области и в Новой Москве, где мы планируем серийно изготавливать батареи по полному циклу — от химии (производства электродов, смешения катодных и анодных химических масс) до готового продукта. Суммарная годовая мощность фабрик составит около восьми гигаватт-часов. Батарей такой емкости хватит для выпуска примерно 100 тысяч электромобилей», — рассказывает Анастасия Михайлова, генеральный директор ООО «Рэнера».
Протяженность производственных линий одной гигафабрики будет достигать 2,5 км; предполагается задействовать около 150 единиц высокотехнологичного оборудования и обеспечить высокую автоматизацию процессов (около 90%), что позволит делать одну ячейку в секунду. Плотность энергии производимых ячеек составит порядка 260 Вт⋅ч на килограмм — это показатель на уровне лучших мировых стандартов.
Две гигафабрики «Росатома» заработают в 2026 году в Калининграде и Новой Москве. На них будут изготавливаться по полному циклу батареи суммарной годовой мощностью около 8 ГВт⋅ч, этого хватит для выпуска примерно 100 тыс. электромобилей
«На данный момент заводов полного цикла (от уровня элементной базы — ячеек), которые выпускали бы батареи, в нашей стране нет. На первом этапе развития новой отрасли, что логично, появились компании, организовавшие сборочные площадки, где делают батареи с малой долей локализации из китайских ячеек. У “Росатома” принципиально другая задача — обеспечить в России возможность серийного производства элементной базы — ячеек, выстроить цепочку сквозной кооперации всех предприятий отрасли для локализации батарейных комплектующих», — подчеркивает Анастасия Михайлова.
Примечательно, что с показателем выпуска в 8 ГВт⋅ч российское предприятие может войти в первую десятку мировых производителей батарей для электрокаров. По данным Clean Technica, только за последний год рост мирового рынка аккумуляторов для электромобилей составил примерно 40%: в 2023-м их было выпущено на 712 ГВт⋅ч (в 2022-м — на 507 ГВт⋅ч). С большим отрывом на этом рынке лидирует китайская компания CATL, которая в прошлом году изготовила батарей для электрокаров на 242,7 ГВт⋅ч. Девятое место держит китайская же Envision AESC Group с 8,3 ГВт⋅ч, а замыкает десятку Sunwoda Electronic с показателем 6,9 ГВт⋅ч (см. график). «Чем раньше мы начнем выпускать аккумуляторы, тем быстрее научимся делать их качественно и эффективно, — комментирует Владимир Млынчик, инженер, основатель компании — производителя накопителей электроэнергии VOLTS. — Отличный пример в этом деле — КНР. Мы с командой побывали там и посетили множество компаний, которые уже тридцать лет занимаются производством батарей, — у них есть чему поучиться. В большинстве своем это стандартные гигафабрики на 30 гигаватт-часов в год, которые изготавливают накопители по собственной технологии. Десять лет назад Китай начал активно вкладываться в производство, а сейчас — в науку и исследование этой отрасли».
Всего в России в ближайшие шесть лет планируется запустить порядка 25 площадок для создания батарей, применяемых в сфере транспорта и в других отраслях. Об этом говорит принятая правительством РФ в марте прошлого года дорожная карта по развитию высокотехнологичных систем накопления энергии. Согласно официальным заявлениям, на финансирование данного направления до 2030 года выделено 127 млрд рублей, из них 76% (около 96,5 млрд) — за счет средств бизнеса.
Отечественные предприятия собираются не только наращивать производство накопителей энергии, но и проводить научные исследования в этой области. Например, в «Рэнере» к 2030 году планируют начать выпуск так называемых твердотельных аккумуляторов. Дело в том, что в современных литий-ионных батареях используется электролит, который находится в состоянии геля. Это вещество эффективнее всего работает при +25 градусах Цельсия. При более низких температурах такие накопители теряют часть своей емкости, а в мороз (ниже −30 градусов) электромобиль и вовсе не заведется. Страшен и перегрев: при +50 градусах и выше элемент питания может выйти из строя. В твердотельных же аккумуляторах электролит твердый, и его температурный рабочий диапазон существенно шире. Это позволяет не бояться зимней эксплуатации и ускорить время зарядки без опасения перегрева.
«В 2023 году в Москве открылся Центр химических источников тока, в котором разрабатывают новые химические составы аккумуляторов, — рассказывает Анастасия Михайлова. — Совершенствуются литиевые технологии, одновременно идет работа по альтернативным и постлитиевым электрохимическим системам. Основным направлением является переход на полутвердотельные и твердотельные системы, которые многократно повысят безопасность конечных продуктов. Ведутся также исследования по натрий-ионной тематике, которая стала очень популярна на азиатском рынке из-за высокой волатильности цены на литий и его ограниченных запасов в мире. Стоит отметить и перспективную литий-серную систему, которая может изменить нашу точку зрения на привычные характеристики накопителей электроэнергии».
По словам Анастасии Михайловой, в 2026 году на территории гигафабрики в Новой Москве откроется новая площадка R&D-центра компании. «Кроме научных лабораторий здесь появятся полноценные опытно-промышленные линии, которые позволят не только испытывать и совершенствовать новые производственные технологии в сжатые сроки, но и выпускать опытную продукцию в разных форм-факторах и на основе различных электрохимических систем», — обещает топ-менеджер «Рэнеры».
А недавно ученые из Национального исследовательского ядерного университета МИФИ заявили, что разрабатывают накопители энергии нового типа на сверхпроводниках — по своим свойствам (соотношению плотности энергии к массе) они должны кратно превосходить обычные аккумуляторы. Но все же специалисты пока предлагают ориентироваться на традиционные технологии. «Электрокары в России становятся все более популярными; кроме того, перспективным является переход коммунальной, уборочной и горно-шахтной техники на электропривод. В связи с этим одной из главных задач должно стать налаживание производства ключевых компонентов для этих автомобилей внутри страны, — комментирует Артем Березин, руководитель отдела обучения компании “Автоприбор” (производство автокомпонентов). — Магистральным направлением является создание тяговой батареи из литий-ионных ячеек, их сборка в модули, от которых зависит не только пробег, но и надежность эксплуатации. Кроме того, выпуск синхронных и асинхронных тяговых электродвигателей, модулей пассивной балансировки и управления батареей, разного рода контроллеров станет важным шагом на пути к полному переходу на электротранспорт».
«Стратегия создания масштабных заводов должна снизить себестоимость и повысить конкурентоспособность российских аккумуляторов на внутреннем и внешнем рынках, — продолжает Владислав Мазов, генеральный директор сети зарядных станций для электромобилей Artis. — Однако в России нужно развивать производство не только накопителей, но и зарядной инфраструктуры. Большинство станций для заряда электромобилей уже выпускаются отечественными компаниями (SAGA Electro, E-PROM и другие), их количество и качество растет с каждым годом. Стратегия развития автомобильной промышленности РФ предполагает, что к 2030 году на территории страны будет работать порядка 150 тысяч таких станций, что требует развернутой сети производства и обслуживания».
«Перспективы изготовления батарей для электрокаров в России неплохие. Технологии постепенно совершенствуются, емкость на килограмм веса увеличивается, а масса батарей снижается, — отмечает Андрей Ольховский, генеральный директор ГК “Автодом”. — Машины соревнуются в дальности езды на одной зарядке, а значит, им нужен максимально легкий кузов и хорошая аэродинамика. Необходимо спроектировать кузов из композитных материалов. Всем известен карбон, но он довольно дорогой и трудоемкий в производстве; есть другие материалы — можно сделать ставку на них. И если мы хотим иметь современную автомобильную отрасль, такую работу следует начинать уже сейчас».