«Нишевый продукт и дорогая технология: в Новой Зеландии предлагают производить графит из древесной щепы
В Новой Зеландии планируют заняться переработкой лесных отходов, а именно- древесной щепы, которые впоследствии будут преобразованы в синтетический графит. Его можно использовать в производстве аккумуляторов для электромобилей.
Точнее, выделить графит для анода ( элетктрод электронного или электротехнического прибора или устройства) для последующего применения анода в литий-ионных аккумуляторах.
«При производстве "традиционного" графита используется сырье на основе ископаемого топлива, такого, как смоляная смола и нефтяной кокс, и это сопровождается процессами, включающими в себя работу на ископаемом топливе. Как следствие, в атмосферу выделяется примерно 35 тонн выбросов углекислого газа на каждую тонну графита, что не очень хорошо влияет на экологию», - заявляют в компании.
В компании CarbonScape также уверяют, что новый вид графита поможет помочь западным странам снизить свою зависимость от Китая в отношении LFP - литиевых, железных, фосфатных батарей, на которых работают многие электромобили.
Руководитель компании Иван Уильямс уверен, что «используя менее 5% побочных продуктов лесной промышленности, генерируемых ежегодно в Европе и Северной Америке, мы могли бы к 2030 году удовлетворить половину общего глобального прогнозируемого спроса на графит, который нужен для производства сетевых батарей и электромобилей».
Уильямс также напоминает о том, что нынешние технологии зависят от ограниченных в конечном счете ресурсов- то есть сокращающихся запасов топлива и истощения существующих графитовых шахт.
Красивый на словах проект уже получил и порцию критики: западные эксперты предупреждают, что система потребует слишком большого запаса древесной щепы и по факту, не будет такой экономичной.
Руководитель ООО «Green Drive»Сергей Яковлев рассказал ТСН, что кристаллическая структура древесного угля вряд ли подойдет для производства графита, хотя работа в этом направлении ведется:
«Да, графит является самым критичным материалов в цепочке поставок сырья и материалов для литий-ионных аккумуляторов, и не важно, на основе LFP (литий-железо-фосфата) или на основе NMC (литий-никель-марганец-кобальт) технологии. В среднестатистическом электромобиле графита используется в 7 раз больше (67 кг в виде анода в аккумуляторах), чем лития (9 кг в виде катода и электролита в аккумуляторах).
«Именно поэтому ученые и исследовательские компании ищут альтернативные пути получения графита для анода, кроме распространенных способов промышленного его получения в электротермических печах методом Ачесона или путем добычи и очистки природного графита», -рассказал он.
По словам Яковлева, уже есть научные работы и патенты по способам получения графитового анода из кофейных зерен и даже рисовой шелухи.
«Что касается применения древесного угля для получения графитового анода, то с практической точки зрения этот способ получения чистого углерода уже отработан, и широко применяется при производстве древесного угля для получения металлургического кремния.
Однако, необходимо учитывать тот факт, что не все виды древесины/щепы подходят для получения чистого углерода. В России, например, для получения металлургического кремния используют древесный уголь (как источник углерода – восстановителя) из березы. При использовании других видов древесины в получаемом углероде имеются примеси, негативно влияющие на качество получаемого кремния.
Графит для анода также используется высокого качества, поэтому не все виды антрацита и нефтекокса могут использоваться для получения анодного материала».
Эксперт также добавляет, что нужно «понимать качество древесного угля и графита, получаемого в лаборатории в Новой Зеландии».
«Преимуществом получения графитового анода из древесины является его относительная экологическая чистота. Кроме того, по оценкам экспертов, анод модификации Hard Carbon из древесного угля может быть эффективно внедрён в натрий-ионные аккумуляторы, которые уже появляются на рынке и являются более дешёвым аналогом LFP-аккумуляторов.К 2030 году, согласно прогнозам, в мире будет установлено производственных мощностей на более чем 13 млн.тонн/год графитового анода. Поэтому вряд ли нарастающий дефицит анода на рынке можно будет заполнить графитовым анодом, полученным из древесных отходов, поясняет Яковлев.
«Для перехода от лабораторных испытаний стартапа до выхода на рынок потребуется не менее 3 лет. Не исключено, что графит из отходов древесины найдет своё применение, но уверен, что это будет нишевой дорогой технологией и продуктом», - заключил эксперт.
Сегодня на рынке анодных материалов в США и Европе одновременно строятся более 5 новых производств для получения синтетического графита с единичными объемами выпуска десятки тысяч тонн в год.
В Канаде, Европе, Африке и Австралии вкладываются значительные инвестици в десятки компаний по добыче и переработке натурального графита из земных недр.
В настоящее время рынок анодных материалов для литий-ионных аккумуляторов на 97% сосредоточен в Китае с мощностями 1,3 млн.тонн/год, где графит получают традиционным способом в печах Ачесона с высокими затратами электроэнергии, с применением нефтекокса или антрацита высокого качества. К 2025 году доля Китая на рынке графитового анода составит 93%.
