На американском рынке грядут перемены в области аккумуляторных технологий. На этой неделе компания Ford объявила о планах по строительству нового предприятия в Мичигане. Завод будет специализироваться на выпуске литий-железо-фосфатных (LFP) аккумуляторов для электромобилей марки. Проект оценивается в $3,5 миллиарда и должен запустить производство в 2026 году, став первым подобным объектом в США, производящим именно эти типы батарей.
«Это очень важное событие», — заявила губернатор Мичигана Гретхен Уитмер на пресс-конференции, посвященной презентации проекта. По словам исполнительного председателя Ford Билла Форда, расширение ассортимента аккумуляторов позволит компании «быстрее наращивать выпуск электрокаров и, в конечном итоге, сделать их более доступными» для потребителей.
LFP-аккумуляторы, также известные как литий-железо-фосфатные, представляют собой более бюджетную альтернативу батареям с высоким содержанием никеля и кобальта, которые доминируют сегодня в США и Европе. В то время как в Китае эта технология набрала значительную популярность, запуск завода Ford, который реализуется в партнерстве с китайским гигантом CATL, является знаковым моментом для Запада. Благодаря снижению затрат, увеличению скорости зарядки и увеличению срока службы, LFP-батареи способны значительно расширить выбор электромобилей для водителей.
В основе всех литий-ионных аккумуляторов лежит литий, отвечающий за накопление заряда в катоде. Однако литий выполняет эту функцию не в одиночку — его поддерживают другие материалы в составе катода.
Самый распространенный сегодня тип катода, используемый в транспортных средствах, включает литий, никель, марганец и кобальт. Некоторые автопроизводители, например Tesla, применяют другую химическую формулу катода, основанную на никеле, кобальте и алюминии. Оба этих типа катодов стали популярными во многом благодаря высокой плотности энергии, что позволяет создавать более компактные и легкие батареи при одинаковой емкости.
Хотя эти две химии долгое время считались стандартом для EV-аккумуляторов, литий-железо-фосфатные, как более старая технология, переживают ренессанс за последние несколько лет, что обусловлено, в частности, бурным ростом рынка в Китае.
Эти батареи на основе железа сегодня примерно на 20% дешевле других литий-ионных аналогов той же емкости. Отчасти это объясняется тем, что LFP не содержат кобальта и никеля — дорогих металлов, цены на которые сильно колебались в последние годы. Кроме того, производители стремятся сокращать долю кобальта из-за того, что добыча этого металла часто связана с крайне тяжелыми условиями труда.
Отказ от кобальта и никеля может помочь автопроизводителям сократить расходы, и некоторые из них уже начали переводить на другую химию батареи, поставляемые на рынок США. Tesla, например, сегодня импортирует LFP-элементы из Китая для некоторых версий Model 3. Ford ранее анонсировал, что начнет использовать эту технологию в Mach-E в 2023 году, а в F-150 Lightning — в 2024 году.
Благодаря анонсированному заводу Ford станет первым автопроизводителем, который начнет выпускать LFP-батареи на территории США. Новое предприятие, использующее технологии CATL, может послужить катализатором для более широкого развертывания LFP-производства в Америке. «Это поворотный момент для производственного ландшафта Северной Америки», — отмечает Эвелина Стоику, аналитик по аккумуляторным технологиям в BloombergNEF, исследовательской фирме, специализирующейся на энергетике.
Примерно в то же время, что и завод Ford, могут быть запущены и несколько других небольших объектов по производству LFP.
В октябре 2022 года правительство США объявило о почти $200-миллионном инвестировании для поддержки компании ICL-IP America в строительстве завода в Миссури. Предприятие будет производить исходные материалы для LFP-катодов, которые затем пойдут на сборку батарей. Запуск производства ожидается в 2025 году.
Тем временем компания American Battery Factory из Юты планирует построить производственную площадку для LFP-аккумуляторов в Тусоне, штат Аризона. Ожидаемая стоимость этого объекта составит около $1,2 миллиарда, а запуск намечен на 2026 год.
Хотя рост доступности альтернативных химических составов батарей может существенно расширить возможности автопроизводителей и водителей, LFP, вероятно, не заменит полностью другие технологии. «Это не панацея для аккумуляторов», — считает Стоику.
Батареи LFP дешевле других типов и могут иметь больший срок службы, однако они, как правило, тяжелее и габаритнее. Это может стать проблемой для автомобилей: чем тяжелее батарея, тем больше энергии расходуется на ее перемещение, что снижает запас хода. Кроме того, более крупные батареи могут отнимать полезное пространство для сидений или багажа.
Клиенты в США и Европе, как правило, предпочитают более крупные автомобили с большим запасом хода. Это требует размещения максимального количества энергии в ограниченном пространстве, поэтому, по мнению Стоику, LFP вряд ли доминируют на Западе так, как они доминировали в Китае.
Рост доли LFP, вероятно, стабилизируется после текущего года, достигнув примерно 40% мирового рынка аккумуляторов для электромобилей, прогнозирует Стоику. Заглядывая в перспективы, мы, вероятно, скоро увидим новые, более совершенные химические составы.
Добавление марганца в железосодержащие батареи может повысить их эффективность при сохранении невысокой стоимости. Автопроизводители могут полностью отказаться от литий-ионных систем в пользу твердотельных литий-металлических аккумуляторов, которые потенциально обладают еще более высокой плотностью энергии. И, возможно, в будущем электромобили вообще перестанут зависеть от лития, поскольку натрий-ионные батареи могут предложить более дешевую альтернативу.
Каждая из этих химических комбинаций может сыграть ключевую роль в развитии транспорта будущего. Сейчас настал черед LFP, но на горизонте уже маячит множество других перспективных решений.
