шевченко.литех оп-ноябрь 2012
TRANSCRIPT
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