Производство химических источников тока:
текущее состояние и тенденции развития
 
1. Введение

Значение и применение Химических Источников Тока
потребителями в настоящее время

          Химические источники тока (ХИТ) являются одной из самой широко используемой технической продукции в мире.
          Ежегодное производство этой продукции измеряется, в зависимости от типа источника, сотнями миллионов, миллиардами, а для некоторых типов – десятками миллиардов штук. Производство, быт, отдых - практически все стороны жизнедеятельности современного человека требуют, в той или иной мере, использования ХИТ.
          Из всего многообразия
типов ХИТ можно условно выделить три основных класса ХИТ:
           - первичные источники тока или элементы (источники тока одноразового применения);
           - вторичные источники тока или аккумуляторы (перезаряжаемые источники тока, источники многоразового применения);
           - топливные элементы, электрохимические генераторы – источники тока с подачей в зону реакции активных веществ извне (кислород,
            водород, метанол и др.).

           В последнее время большое практическое применение находят новые технологии суперконденсаторы или молекулярные накопители – класс изделий, по своим свойствам находящийся между конденсаторами и аккумуляторами.
         В каждом классе ХИТ постоянно повляются новые типы элементов, в зависимости от применяемых активных веществ, конструктива, назначения, ниже представлена одна из возможных классификаций ХИТ, и, в дальнейшем постоянно совершенствуются их потребительские свойства, кроме этого постоянно расширяется сфера их применения (cм. сферы применения ХИТ ).

           Если несколько десятилетий назад в обиходе понятия «аккумулятор» и «батарейка» связывали, в основном, с их применением в автомобиле, фонаре или переносном приёмнике, то сегодня без ХИТ невозможна деятельность современного человека.
        Можно утверждать, что все, проводимые руководством страны, реформы промышленности приоритетно направленны на развитие страны в следующих важных направлениях – лидерство в энергетике, развитие высокотехнологичных отраслей, совершенствование военной техники, решение транспортных проблем, удвоение ВВП, развитие нанотехнологий, освоение морских шельфов, альтернативная энергетика, экологическая безопасность и другие, так или иначе связаны с развитием в области ХИТ.
         Источники тока – это важная часть автомобиля, железнодорожных транспортных средств, автокаров и погрузчиков, шахтных электровозов.
         Аккумуляторы являются неотъемлемой частью систем пожарной и охранной сигнализации, они составляют основу систем (источников) бесперебойного питания (ИБП).
        В свою очередь, ИБП должны обеспечивать безопасность энергетических объектов, непрерывных и опасных процессов в химической и металлургической промышленности, узлов связи, больниц, правительственных зданий, других важных социальных и общественных зданий и сооружений.

          Без источников тока немыслима автономная связь всех видов. Важнейшие виды вооружения и военной техники используют разнообразные источники тока, жизнеспособность и эффективность космических объектов напрямую зависит от технического уровня аккумуляторных батарей.
        Вся электронная малогабаритная техника базируется на автономных источниках тока. Использование экологически чистого транспорта, солнечной,
ветровой, водородной энергетики предполагают расширение объемов использования ХИТ и совершенствование их характеристик. Таким образом, энергетическая безопасность страны в значительной степени связана с техническим уровнем и объемами производств ХИТ.
         Уровень производства ХИТ существенно зависит от развития других отраслей промышленности. Сегодня для производства даже самых распространенных ХИТ требуются серьезная академическая и специфическая отраслевая наука, возможность производства чистых продуктов химического, нефтехимического, металлургического переделов, производство высокоточной оснастки и автоматизированных линий, применение современных достижений электротехники и электроники. Исходя из этого, уровень производства ХИТ в стране характеризует общий уровень развития промышленности и глубину передела основных материалов.
         С другой стороны, развитие производства ХИТ может само стимулировать производство различных чистых материалов и быть «локомотивом» для отраслей, производящих электротехнические и электронные изделия, а также для работ в области альтернативной энергетики.
         Мировые цены на такие металлы как никель, свинец, цинк, медь, алюминий, серебро, литий, лантаноиды или их соединения в значительной степени зависят от объемов выпуска ХИТ и, наоборот, на цены источников тока заметно влияют публикуемые данные о торгах на Лондонской бирже металлов (LME). Например, в Японии для производства ХИТ ежегодно расход даже такого дорогого металла, как серебро, составляет не менее 500 тонн!

           В Европе две трети потребляемого свинца расходуется на изготовление свинцово-кислотных аккумуляторов. Канадская компания «ИНКО» - один из крупнейших производителей никеля в мире, значительную часть своей продукции ориентирует на изготовителей ХИТ, компанией недавно открыт крупный завод по производству никелевой пены в Китае.
         Наличие большого количества цветных металлов в ХИТ стимулирует во всем мире сбор и переработку (утилизацию) ХИТ. Например, степень, утилизации свинцово-кислотных аккумуляторов (СКА) в некоторых странах превышает 99%. В последние годы прилагаются усилия для отдельного сбора и утилизации малогабаритных источников тока в связи с их большим количеством в постоянном обращении у населения.
         Утилизация ХИТ связана не только со сбором и вторичным использованием дорогого сырья, но и с экологическими вопросами. Применяемые в ХИТ основные вещества (свинец, кадмий, ртуть, другие тяжелые металлы, их соединения, различные электролиты) являются вредными и могут отрицательно влиять на окружающую среду. Экологические вопросы актуальны и для большинства производств ХИТ, хотя сами ХИТ при их правильной эксплуатации безвредны для человека и окружающей среды, а широкое применение ХИТ, наоборот, способствует улучшению экологического климата. Во многих странах имеются законодательные, нормативные акты по вопросам обращения, сбора и утилизации ХИТ.

Содержание
В начало

Классификация основных видов ХИТ

 

Основные сферы применения химических источников тока

         Применение ЭХГ нашли в основном для энергообеспечения АЭУ, в том числе подвижных и стационарных. Имеется значительный опыт, накопленный, в частности, за рубежом (США), по использованию ЭХГ в разработках для космических программ "Апполон", "Джеммини", "Скайлеб", "Спейс Шаттл" и др. Проводятся многочисленные разработки и исследования по применению ЭХГ для наземных транспортных установок, например электромобилей, а также для морских судов.
        Традиционно применяемым во многих отраслях техники видом ЭХП являются химические АБ. Наиболее широко распространены сравнительно недорогие свинцово-кислотные АБ. Они достаточно долговечны по числу допустимых циклов "заряд - разряд", но имеют сравнительно низкую удельную энергию (W* < 120кДж/кг). Распространены также щелочные никель-железные и никель-кадмиевые АБ, для которых W* < 150кДж/кг. Для АЭУ разработаны никель-кадмиевые и серебряно-цинковые АБ. Они превосходят свинцово-кислотные АБ по W* в 2 и 3 раза соответственно, но значительно дороже. Никель-кадмиевые АБ существенно долговечнее, чем свинцово-кислотные. Серебряно-цинковые АБ отличаются небольшим числом циклов "заряд - разряд", но обеспечивают высокий КПД h=0.75 при большой скорости разряда.  В последние годы разработаны химические АБ на основе аккумуляторных элементов с использованием никеля, серы, натрия, лития и др. Никель-цинковые щелочные АБ имеют W* > 200кДж/кг, но их долговечность мала. Повышение долговечности достигается в газодиффузионных никель-водородных АБ, в которых W* > 250кДж/кг.Еще более высокий показатель (W* > 500кДж/кг) имеют серно-натриевые АБ, но их ресурс составляет 100 - 200 циклов "заряд - разряд". Дальнейшее повышение W* теоретически до значений 103 кДж/кг возможно в литиевых АБ, но их недостаток - малый ресурс вследствие высокой корозионной активности Li. Запас энергии в химической АБ принято характеризовать зарядной емкостью (в Ач или Кл), необходимое значение которой зависит от мощности и времени работы потребителей электроэнергии. Химические АБ получили широкое распространение на транспорте, в системах электростартерного запуска авиационных и автомобильных двигателей, в судовых установках, на электромобилях, во внутризаводском электротранспорте, на электропогрузчиках и т.д. В условиях КЛА всегда реализуется параллельная работа химической АБ с ФЭП. Последние производят подзарядку АБ в "дневные" часы. Для автономных установок, в том числе на КЛА, целесообразно также сочетание ФЭП с системой "электролизер - ЭХГ". Часть энергии ФЭП в "дневные" часы затрачивается на разложение воды, а в "ночные" часы полученные H2 и O2 обеспечивают работу ЭХГ.

Сферы применения аккумуляторов

2. Мировой рынок ХИТ и его тенденции

         Производство ХИТ в мире постоянно растет. По данным Freedonia Group, Inc. (Clevelend, OH) спрос на ХИТ в 2008 году составит 65 миллиардов долларов США. Среднегодовые темпы роста рынка ХИТ, прослеженные с 1994 года, составляют не менее 7%, по отдельным странам и позициям они достигают 10-20%.


2.1. Общие тенденции

         Объемы производства, приводимые только в денежном выражении или в натуральном выражении, не всегда точно указывают тенденции рынка, так как крупные производители часто из-за конкуренции и совершенствования технологии (автоматизация производств) снижают стоимость отдельных типов ХИТ.
        Япония, например, увеличила производство одноразовых литиевых элементов с 1993 по 2006 годы с 548 млн. штук до 1.33 млрд. штук (рост почти в 2.5 раза), при этом общая стоимость продукции выросла всего на 2.7%, а по сравнению с 2000 годом (1.15 млрд. штук) даже сократилась более чем на 10%.
        Здесь, как и в других случаях, надо дополнительно учитывать постоянное изменение конструкции изделий, в том числе и их миниатюризацию.
        Рост производства ХИТ наблюдается по всем секторам рынка. Увеличивается производство как традиционных СКА, так и новых типов источников тока. Рост производства традиционных батарей связан с развитием рынка автомобилей, производство которых в мире превысило 60 млн. единиц в год, развитием систем телекоммуникаций, связи, а также напольного электрического транспорта.
        При общем росте производства ХИТ наблюдается преобладающий рост для новых, энергоемких систем, таких как никель-металло-гидридные аккумуляторы (НМА), литий-ионные аккумуляторы (ЛИА) и литий-полимерные аккумуляторы (ЛПА). В Японии производство ЛИА с 1995года (первый год серийного освоения) до 2006 года возросло с 29,72 млн. штук до 1,073 млрд. штук! Такой рост объясняется ростом продаж мобильных телефонов, переносных компьютеров, цифровых кино- и фотокамер, других электронных устройств.
        Совершенствование бытовой электронной техники вызывает миниатюризацию массовых типов ХИТ. Если несколько лет назад самым распостраненным габаритом среди цилиндрических источников тока был АА (диаметр 14,5мм, высота 50мм), то теперь на первое место выходит габарит ААА(диаметр 10,2мм, высота 42,8мм), поступают в продажу и изделия габарита АААА (диаметр 8,2мм). Литиевые источники тока также постоянно уменьшают свои габариты.
        Доля первичных (одноразовых) источников тока в общем объеме малогабаритных источников тока постепенно уменьшается.
        Все большее применение находят в бытовой технике перезаряжаемые ХИТ (аккумуляторы). На 4.690 млрд. штук первичных источников тока в Японии в 1996 году приходилось 1.184 млрд. штук малогабаритных аккумуляторов, в 2006 году эти цифры составили соответственно 4.412 и 1.713 млрд. штук. Эта тенденция связана с повышением эксплуатационных характеристик малогабаритных аккумуляторов, в основном, таких как увеличение емкости и уменьшение времени заряда. НМА, например, с 1991 года и до настоящего времени увеличили свою емкость в габарите АА с 1,1А*ч до 3.0А*ч, время заряда сократилось с 10-12 часов до 15-30 минут. Распространению малогабаритных аккумуляторов способствует и расширение рынка различных зарядных устройств.
        Сфера применения источников тока постоянно расширяется. Появляются новые бытовые электронные товары: МР 3 плееры, цифровые фотоаппараты, что увеличивает объем потребления малогабаритных источников тока. Для более крупных ХИТ новыми секторами рынка являются электромобили, гибридные автомобили. Большое распространение получает малый, экологически чистый транспорт: электровелосипеды, электромопеды, электроскейты. Увеличивается применение ХИТ для альтернативного получения энергии совместно с ветряными установками и солнечными элементами.
        Солнечная энергетика развивается очень интенсивно. Прогнозируется, что к 2015г в Европе мощность фотоэлектрических установок составит более 5000 МВт. Устройства для получения энергии получают все большую доступность. Лампы и фонари на солнечных элементах с применением аккумуляторов уже становятся массовым бытовым товаром, а в некоторых городах солнечные элементы используются для уличного освещения.
        Все большее применение находят так называемые «умные» или «интеллектуальные» батареи - источники тока со встроенными элементами, обеспечивающими постоянный мониторинг состояния батарей и их безопасную эксплуатацию.
        овые типы источников тока развиваются особенно бурно. Это касается, в первую очередь, ЛИА и ЛПА. Конкуренцию им вполне могут составить и топливные элементы. Количество исследований и публикаций по вопросам топливных элементов столь велико, что в ближайшее время можно ожидать прорыва в этом направлении. Количество публикаций по топливным элементам за год в журнале «Journal of Power Sources» за последний год превысило 1000, в то время как по литиевым источникам тока таких публикаций менее 400.
        Крупнейшие корпорации уже выпускают образцы мобильных телефонов и портативных компьютеров на топливных элементах. Электрохимические генераторы (ЭХГ) на базе топливных элементов еще с 1965 года прошли достаточную проверку в космических аппаратах.
        Сегодня ЭХГ во многих странах используются для получения электроэнергии и тепловой энергии для промышленных объектов и жилья. Наряду с энергией некоторые виды ЭХГ одновременно производят чистую воду. В ряде стран уже в эксплуатации находятся легковые автомобили и автобусы с ЭХГ.
        Суперконденсаторы получают все большее распространение в системах поддержания качества электроэнергии, источниках бесперебойного питания, системах, позволяющих экономить электроэнергию, например, при частых торможениях электрического транспорта. Очень эффективно использование суперконденсаторов при их совместной работе с аккумуляторами (гибридные установки).
        Рынок материалов для ХИТ стал давно самостоятельным сектором экономики. В США прогнозируется, что объем этого рынка в 2009 году составит 3.4 млрд. $ при ежегодных темпах роста 5,9%. Основные сегменты этого рынка (по убывающей доле): химические материалы, металлы, полимеры, графит и другие виды углерода, остальные материалы. Существуют специализированные производства по изготовлению пластмассовых корпусов для ХИТ, металлических стаканчиков, различных пористых металлических лент. Бурно развивается производство различных зарядных устройств, их характеристики улучшаются. Надо отметить, что получение многих химических материалов для ХИТ осуществляется на высоком технологическом уровне, процессы получения чистых материалов с заданными свойствами приближаются по своему уровню к нанотехнологиям, дальнейшее совершенствование ХИТ связывается, в основном, с наноматериалами.
        Уже отмечалось, что вопросы утилизации ХИТ в мировом сообществе занимают значительное место. В США и Канаде в 2006 году было утилизировано 2.55 миллиона тонн аккумуляторов. Это обеспеченно, в основном, за счет сбора СКА. Степень утилизации автомобильных аккумуляторов в США за период между 1999 и 2003 годами уже составляла 99.2 %, что значительно превышает степень утилизации любых других продуктов. Например, на втором месте по степени утилизации находятся консервные банки, где этот показатель не превышает 60%.
        Такие показатели по аккумуляторам обеспечиваются как экономическими мерами, так и нормативными и законодательными актами.
        Развитые страны все большее внимание уделяет утилизации бытовых источников тока. Европейский парламент в 2004 году определил цель по сбору не менее 50% малогабаритных источников тока, при этом Комитет по окружающей среде предложил руководствоваться нормами, исходя из потребления не менее 160 грамм малогабаритных ХИТ в год на каждого человека (вес одного малогабаритного аккумулятора наиболее распространенного типоразмера АА находится в пределах 25 грамм). В Калифорнии принят закон, запрещающий выбрасывать в общие мусорные баки ХИТ и мелкую электронику. Для решения вопросов утилизации ХИТ созданы многие ассоциации и общественные организации. Очередной международный конгресс по утилизации ХИТ прошел в июне 2007 г. в Будапеште. Экологические вопросы при производстве и эксплуатации ХИТ находят отражение и в разных законодательных актах. Европейская директива 2006/66/ЕС от 6 сентября 2006 года предусматривает запрет на использование портативных ХИТ с содержанием ртути более 0.0005% и кадмия более 0.002 % от веса ХИТ. Эти ограничения не касаются промышленных ХИТ и не распространяются на малогабаритные ХИТ для аварийных систем, медицинского оборудования и беспроводного электроинструмента.
        Для мировых тенденций характерны дальнейшая глобализация и укрупнение производств. Многие крупные аккумуляторные компании, например, Panasonic, строят свои заводы во многих странах, но только не в России. В Европе в 1990 году работало 165 различных производств ХИТ, в 1996 году зафиксировано только 26 независимых производителей.
        Многие крупные фирмы объединяют свои усилия по созданию новых типов ХИТ. Toyota и Panaconic только созданием совместного предприятия «PEV» смогли решить задачу по батареям для гибридных автомашин. Ведущими автопроизводителями совместно с изготовителями ХИТ создан консорциум для решения задачи перевода питания автотранспорта на систему 36/42 вольта.
        Высок уровень стандартизации и унификации в области ХИТ. Международные стандарты по габаритам, присоединительным размерам значительно облегчают усилия как производителей, так и потребителей. Многочисленные правительственные программы по развитию ХИТ, внедрению альтернативной энергетики, экологически чистого транспорта характерны для развитых стран, что способствует расширению производства ХИТ. Китайская программа «863» по развитию электрического транспорта значительно стимулировала производство новейших типов источников тока в Китае и строительство новых заводов.
        Президентом США провозглашены программы «Свободное топливо», «Свободный автомобиль», предполагающие уменьшить зависимость страны от углеводородного топлива. Правительство США недавно в очередной раз выделило 19 миллионов долларов на развитие автоэлектротранспорта нового поколения. Программы, связанные с развитием ХИТ, существуют в Евросоюзе, Японии.
        Программы также принимаются и на региональном уровне: в отдельных штатах, округах, в крупных городах и городах-курортах.
        Чрезвычайно активно производство ХИТ растет в странах Азиатско-Тихоокеанского региона, в частности, в Китае. Многие европейские и американские производители ХИТ переводят изготовление своих изделий в Китай, особенно это относится к производству малогабаритных изделий. Там же производители материалов для ХИТ («ИНКО», «Овоник») создают свои филиалы. Сегодня на Китай приходится треть мирового производства свинцово-кислотных аккумуляторов и значительные доли по изготовлению других видов источников тока. Основная часть мировых публикаций по совершенствованию источников тока также приходится на Китай.

Содержание
В начало


Мировой спрос на аккумуляторы

         Высокая цена ЛИА определяется применением в них таких металлов, как кобальт, никель и особыми условиями при производстве этих изделий. Работы по дальнейшему продвижению ЛИА связаны с применением более дешевых активных материалов, содержащих марганец, железо, фосфор и направлены на повышение безопасности их работы.


2.2. Тенденции развития по основным видам ХИТ


Свинцово-кислотные аккумуляторы (СКА).

         КА занимают ведущее место среди всех видов перезаряжаемых источников тока. Их доля в общем объеме выпуска вторичных ХИТ в 2000 году составляла 80%. Предполагалось, что к 2010 году эта доля снизится ориентировочно до 55%, но эти предсказания не сбылись, в основном, из-за пере-оценки возможностей НМА и ЛИА в зоне больших емкостей. СКА, сверх ожиданий, расширяют области своего применения за счет освоения ниши малых ем-костей (ниже 24 ампер-часов). Сегодня уже выпускаются СКА емкостью 3, 2.5, 2.3, 1.3, 0.8 и даже 0.5 ампер-часов, т.е. СКА вторгаются в зону ХИТ бытового применения. Расширяется объем применения СКА в герметизированном исполнении.
        На европейском рынке еще в 2005 году на рынке промышленных СКА 80% по стоимости занимали герметизированные аккумуляторы, в том числе с емкос-тью выше 24 ампер-часов – 64%. Ведутся работы по применению новых конструкций СКА и технологий их изготовления: рулонные и биполярные батареи, решетки, получаемые плетением нитей, применение пеносвинца. В ближайшее время возможен технологический прорыв в случае применения пенистых углеродных основ в качестве токоведущей основы. Переход к системе электропитания автомобилей с напряжением 36/42 вольта ознаменует большой передел рынка СКА.
        
        В обозримом будущем СКА сохранят за собой ведущую роль среди всех видов вторичных источников тока.
        
        
Первичные источники тока.

         Производство первичных источников тока (элементов) в мире постоянно растет. Только Китай в 2005 году экспортировал 22,878 млрд. элементов, а темпы роста их производства составили 13%.
        Появление герметичных аккумуляторов в габаритах элементов снизило темпы роста производства элементов, но при этом увеличивается доля миниатюрных элементов пуговичной (дисковой) конструкции.
        Выпуск элементов в 2006 году в Японии распределялся по видам следующим образом: солевые – 15,34%, щелочные – 29,13%, серебряно-цинковые – 19,86%, литиевые – 30,15%, остальные, в основном, воздушно-цинковые – 5,42%. Общий выпуск – 4,412 млрд. штук.
        Прогресс в области элементов продолжается. Из последних достижений заслуживают упоминания: новая разработка Duracell – призматический (плоский) щелочной элемент LP1; новая разработка Energizer – цилиндрический литиевый элемент габарита АА для фототехники; никель-цинковый элемент ZR6 в габаритах АА фирм Panasonic и GP. Элемент способен разряжаться большими токами и ему предсказывают хорошее будущее.
        
        Мировое потребление элементов в целом будет расти пропорционально росту населения и улучшению его благосостояния.
        
Щелочные аккумуляторы.

         На рынке щелочных аккумуляторов большие подвижки произошли в секторе малогабаритных источников тока. Появление НМА и ЛИА уменьшили потребление никель-кадмиевых цилиндрических аккумуляторов (НКА) цилиндрической конструкции.
        Так, производство НКА цилиндрической конструкции в Японии сократилось с 865.8 млн. штук в 1994 году до 316.1 млн. штук в 2006 году. Этому способствовало и умелое разыгрывание «экологической карты» для скорейшего возврата громадных средств, вложенных в развитие НМА и ЛИА. НМА бурно улучшали свои характеристики, с 1991года по настоящее время емкость НМА габарита АА увеличилась с 1.1 до 3.0 ампер-часов!, тогда как для НКА этого габарита она не превышает 1.0 ампер-часа. НМА заняли прочное место в гибридных автомобилях, они незначительно продвинулись в область промышленных батарей – шахтные фонари, электровелосипеды. Совершенствование НМА продолжается, так Sanyo готовит к выводу на рынок разновидности НМА (марка «Eneloop») с малым саморазрядом и большим сроком службы, который не требует от потребителя первой зарядки после покупки.Дальнейшее развитие НМА будет сдерживаться возрастающей конкуренцией со стороны ЛИА.
        В области промышленных аккумуляторов малой емкости щелочным аккумуляторам конкуренцию оказывают СКА. Причина не в характеристиках изделий, а только в стоимости.
        НКА – один из самых надежных типов источников тока, поэтому для ручного электроинструмента, аварийных систем, систем связи и других, работающих в жестких условиях, продолжают использовать малогабаритные НКА. По этой же причине рынок промышленных щелочных аккумуляторов большой емкости для тепловозов, вагонов, авиации, систем безопасного электропитания и других ответственных применений остается практически монопольным для НКА разного конструктивного исполнения.
        НКА и НМА могут составить определенную конкуренцию никель-цинковые аккумуляторы, чьи удельные характеристики находятся на уровне характеристик НМА при более низкой стоимости, но для их широкого распространения необходимо решить проблему герметизации и увеличения срока службы.
        
        Сегодня НКА промышленного назначения остаются самым надежным классом изделий
        

Литий-ионные аккумуляторы, другие перспективные источники тока.

         ЛИА и их разновидность – ЛПА представляют наиболее бурно развивающийся класс источников тока. Они безоговорочно занимают первые места в мобильных телефонах, портативных компьютерах. Совершенствование ЛИА продолжается, увеличиваются объемы их выпуска. В Японии выпущено в 2006 году более 1.072 млрд. штук малогабаритных ЛИА, Китай только за первые 4 месяца этого года экспортировал 330 млн. штук ЛИА, это увеличение составило около 17% по сравнению с аналогичным периодом прошлого года.
        ЛИА движутся в сторону больших емкостей, промышленные ЛИА уже применяются в военной технике, в космосе, в некоторых электромобилях. Широкому их распространению в качестве промышленных источников тока пока препятствует высокая цена и возможность возгорания или даже взрыва при неправильной эксплуатации.
        Многие крупные компании отзывали значительные партии ЛИА из-за опасностей их эксплуатации. Сегодня на рынке электровелосипедов около 90% батарей приходится на долю СКА, остальные 10% распределяются между НКА, НМА, ЛИА, причем доля ЛИА меньше, чем у остальных. Среди других классов ХИТ топливные элементы и ЭХГ в ближайшем будущем станут неотъемлемой частью всех проектов по более использованию водорода в энергетике, расширению объемов применения других видов альтернативного, возобновляемого топлива, внедрению экологически чистого транспорта.
        Малогабаритные топливные элементы, например, работающие на метаноле, скоро могут составить конкуренцию ЛИА в некоторых секторах рынка.
        
        Объемы производства новых типов ХИТ будут расти опережающими темпами. В целом, объемы производимой и перерабатываемой с помощью ХИТ энергии в мире будут только увеличиваться.

Содержание
В начало

Литий-ионные аккумуляторы, другие перспективные источники тока.

         ЛИА и их разновидность – ЛПА представляют наиболее бурно развивающийся класс источников тока. Они безоговорочно занимают первые места в мобильных телефонах, портативных компьютерах. Совершенствование ЛИА продолжается, увеличиваются объемы их выпуска. В Японии выпущено в 2006 году более 1.072 млрд. штук малогабаритных ЛИА, Китай только за первые 4 месяца этого года экспортировал 330 млн. штук ЛИА, это увеличение составило около 17% по сравнению с аналогичным периодом прошлого года.
        ЛИА движутся в сторону больших емкостей, промышленные ЛИА уже применяются в военной технике, в космосе, в некоторых электромобилях. Широкому их распространению в качестве промышленных источников тока пока препятствует высокая цена и возможность возгорания или даже взрыва при неправильной эксплуатации.
        Многие крупные компании отзывали значительные партии ЛИА из-за опасностей их эксплуатации. Сегодня на рынке электровелосипедов около 90% батарей приходится на долю СКА, остальные 10% распределяются между НКА, НМА, ЛИА, причем доля ЛИА меньше, чем у остальных. Среди других классов ХИТ топливные элементы и ЭХГ в ближайшем будущем станут неотъемлемой частью всех проектов по более использованию водорода в энергетике, расширению объемов применения других видов альтернативного, возобновляемого топлива, внедрению экологически чистого транспорта.
        Малогабаритные топливные элементы, например, работающие на метаноле, скоро могут составить конкуренцию ЛИА в некоторых секторах рынка.
        
        Объемы производства новых типов ХИТ будут расти опережающими темпами. В целом, объемы производимой и перерабатываемой с помощью ХИТ энергии в мире будут только увеличиваться.

        

Содержание
В начало

О состоянии российской аккумуляторной промышленности

Краткая историческая справка

         Научные работы по созданию свинцовых аккумуляторов в России начались в 1881 году в минном офицерском классе в Кронштадте, там же выпускались первые аккумуляторы для военного применения. Первое крупное производство основано в Санкт-Петербурге в 1897 году. В августе этого же года зарегистрировано акционерное общество «Русских аккумуляторных заводов «Тюдор». Основатель и владелец контрольного пакета – немецкая фирма «АФА», она же основала такую известную фирму и торговую марку как «Варта».
        В 1913 году в Санкт-Петербурге организован другой аккумуляторный завод с участием французского капитала, получивший название «ТЭМ». После 1917 года заводы были национализированы и поменяли свои названия. На базе этих заводов был организован первый аккумуляторный главк (трест). Первая исследовательская аккумуляторная лаборатория (ЦАЛ) была создана в 1924 году на базе завода «Ленинская искра» (бывший завод «Тюдор»). Лаборатория в дальнейшем переросла во Всесоюзный научно-исследовательский аккумуляторный институт, ныне ОАО «НИАИ «Источник». Всего в отрасли существовало 4 отраслевых НИИ, 2 из которых имели статус «всесоюзный».
        В 1929 году был построен завод по производству свинцовых аккумуляторов в Саратове, там же в 1934 году основан завод по производству щелочных аккумуляторов по отечественной технологии. В 1935 году вступил в строй завод по производству свинцовых аккумуляторов в г.Подольске, В 1944 году заработал завод в г.Курске.
        Отечественная война 1941-45гг. стимулировала строительство заводов на Урале, в Сибири и на Дальнем востоке. Одним из самых молодых заводов по производству щелочных аккумуляторов стал завод в г.Великие Луки, построенный в 1978 году.
        Производство гальванических элементов и батарей в стране по решению руководства Красной армии началось в 1919 году в Москве на базе частной мастерской. С этого же момента началась история ОАО «НПП «Квант». В дальнейшем гальванические элементы изготавливались на нескольких заводах.
        В 70-х годах прошлого века началось создание крупных научно-производственных объединений (НПО) на базе ведущих отраслевых институтов. В аккумуляторной промышленности их было создано три: в Москве, Ленинграде и Саратове. При вхождении в НПО предприятия сохранили свои юридические лица, что в немалой мере предопределило распад НПО после 1985 года. После распада СССР в 1991 году ряд мощностей по производству ХИТ оказался за рубежом (заводы в г. Луганске, г. Клайпеде, г. Талды-Кургане, г. Джизаке, г. Зистафоне), при этом основные мощности Россия сохранила. Производство ХИТ относилось к ведению Минэлектротехпрома СССР, где вопросами развития ХИТ, занимался отдельный главк – «Союз-электроисточник». В последние годы до перестройки попытки создать собственные мощности по производству ХИТ предпринимал бывший Минэлектронпром СССР.
        В настоящее время предприятия по разработке и производству ХИТ находятся в ведении Минпромэнерго России (в основном Роспрома и, отчасти, Роскосмоса).
        

Основные разработчики и производители ХИТ в России.

         В настоящее время разработкой и производством ХИТ в России занято не менее 50 предприятий и организаций. Перечень основных предприятий и организаций представлен в приложениях 4 и 5.
        Хотя предприятия разделены на две группы, это деление условно, например, саратовский завод «Электроисточник», выпускающий СКА, активно работает в области разработки и производства серебряно-цинковых батарей для нужд ВМФ РФ и Роскосмоса. ООО «Курский завод «Аккумулятор» изготавливает как щелочные, так и свинцово-кислотные аккумуляторы.
        Производители ХИТ распределены по территории России относительно равномерно. Так, на Урале и в Сибири действуют 8 достаточно крупных заводов, остальные разработчики и производители находятся в Европейской части. Исторически образовалось несколько крупных центров, где сосредоточено несколько производителей и разработчиков ХИТ.
        К ним относятся: Санкт-Петербург (3 крупных производителя, несколько мелких), Тюмень (около 38% от общего производства автомобильных аккумуляторов, выпущенных в первом полугодии 2007 года и строящийся завод по переработке свинцового лома), Саратов (5 предприятий, из них 2 крупных завода), Москва и Московская область (не менее 10 предприятий различного профиля).
        Большая часть предприятий отечественной аккумуляторной промышленности приватизирована, лишь несколько предприятий находятся в федеральной собственности (ФГУП) либо являются ОАО со 100% государственным капиталом.
        Наряду с крупными производителями (например, заводы в Тюмени и Курске), на рынке ХИТ действуют малые предприятия (ООО «Фирма «Альфа-плюс», ЗАО «НПО «ТехноКор», ЗАО «ЭЛИТ» и другие).
        Кроме предприятий, построенных в «советское» время, достаточно успешно функционирует ряд новых предприятий, таких как ЗАО «НПКФ «Алькор», г. Тюмень, ООО «Исток», г. Курск, ЗАО «Аком», г. Жигулевск Самарской области и другие. Часть из них работает на комплектующих, получаемых по импорту. В последнее время появились тенденции к укрупнению бизнеса в области производства ХИТ. Так, ОАО «Трансмашхолдинг» контролирует щелочные заводы в г. Великие Луки и в г.Саратове (59.9% объема производства щелочных аккумуляторов по итогам первого полугодия 2007 года), а на долю холдинга «Русские аккумуляторы» (заводы в г.Подольске, Саратове, Курске) приходится 43.7% от общего объема выпущенных в первом полугодии 2007 года свинцово-кислотных аккумуляторов.
        

Содержание
В начало

Основные тенденции рынка и производства ХИТ в России.

         Основные тенденции в области ХИТ в России можно свести к следующему: потребление ХИТ в целом в России увеличивается, и такое увеличение будет продолжаться. Темпы роста будут определяться темпами роста уровня жизни (благосостояния) граждан, общими темпами роста объемов промышленного производства и темпами роста и модернизации вооруженных сил страны.
        Вместе с тем, на фоне основных мировых тенденций в области ХИТ:
        - производство традиционных источников тока в стране снижается;
        - выпуск многих типов современных источников тока пока в России не налажен серийно;
        - производство первичных элементов (одноразовых источников тока массового потребления) практически ликвидировано;
        - технический уровень серийно выпускаемых ХИТ в стране уступает среднему мировому техническому уровню ХИТ;
        - номенклатура выпускаемых ХИТ значительно уступает номенклатуре основных зарубежных производителей;
        - многие сектора на рынке потребления ХИТ, включая стратегически важные, почти на 100% зависят от импорта;
        - российский первичный рынок для ХИТ в настоящее время неблагоприятен для отечественных производителей;
        - рынок современных материалов для производства ХИТ практически не существует;
        - проблема развития отечественного производства ХИТ находится вне сферы внимания правительства;
        - благоприятные условия для привлечения крупных бизнес-структур в область производства ХИТ еще не созданы;
        - существующее положение с бюджетным финансированием в области ХИТ малоэффективно.
        До настоящего времени не устранены условия и причины для дальнейшего снижения доли отечественных производителей в общем объеме потребления ХИТ. Так, производство свинцово-кислотных аккумуляторов в России за шесть месяцев 2007 года составляет 88,9% по сравнению к показателям первого полугодия 2006 года. Показатели 2006 года составляют 93,6% к показателям 2003 года.
        Производство щелочных аккумуляторов в первом полугодии 2007года составило 65,5% к аналогичному периоду 2006 года, а объ-емы 2006 года по отношению, например, к 2004году составляют 71,8%. Представленные данные свидетельствуют о том, что на протя-жении более 10 лет идет снижение объемов производства ХИТ. Сводная таблица, характеризующая состояние с производством ХИТ в стране на фоне мировых примеров, представлена в приложении 6.
        Целесообразно вышеперечисленные и другие тенденции более подробно отразить применительно к основным группам ХИТ.
        
Гальванические элементы.

         В СССР производству гальванических элементов уделялось значительное внимание. В этой области работало несколько крупных серийных производителей: «Востсибэлемент», «Кузбассэлемент», «Уралэлемент» и другие, которые изготавливали элементы системы диоксид марганца-цинк с солевым электролитом, что вполне устраивало потребителей этой продукции при том уровне техники, где они тогда использовались. ОАО «НПП «Квант» г. Москва осуществлял роль головного отраслевого института по этой тематике, разрабатывающего конструкции элементов, технологии и средства механизации и автоматизации для их производства. Значительные средства были выделены на организацию производства элементов этой же системы, но со щелочным электролитом, однако масштабы внедрения были меньше, чем у солевых.
        Производство гальванических элементов в 80-х годах прошлого столетия составляло несколько сот миллионов штук в год. Значительным спросом пользовались элементы и батареи из элементов с торговыми марками «Уран», «Орион», «Планета», «Крона», «Корунд», «Сириус» и др. В настоящее время выпуск гальванических элементов массового применения в России практически прекращен. Данные по предприятиям «Энергия», «Ригель», «Мезон», приводимые статистикой, относятся к изделиям спецтехники или к малогабаритным аккумуляторам.
        

Содержание
В начало

Данные по по-этапному снижению производству первичных элементов в России

Содержание
В начало

 
                 Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика
html counterсчетчик посетителей сайта