Литий: зачем нужен, как добывается и хватит ли его нам?
Так выглядит литийсодержащая руда
Литий — один из критически важных элементов для всей нашей цивилизации. Конечно, когда мы говорим о литии, на ум сразу приходят Li-ion батареи. И действительно, львиная доля добываемого лития уходит на нужды производителей аккумуляторов. Тем не менее, он используется и в других сферах.
Например, в металлургии, как черной, так и цветной, — металл применяется для раскисления и повышения пластичности и прочности сплавов. Также с его помощью производят стекла, которые частично пропускают ультрафиолет, он применяется в керамике. И это если не говорить о ядерной энергетике и атомной технике — его используют для получения трития. Короче, литий в буквальном смысле нарасхват. Под катом — поговорим об аккумуляторах, Tesla, способах добычи лития и его дефиците.
Но главное, конечно, батареи
Да, сейчас большая часть добываемого в мире лития уходит на производство литиевых аккумуляторов. По расчетам, на производство одной батареи для Tesla Model S требуется 63 кг этого металла с 99,5% чистоты.
Теперь давайте подумаем, что будет, если все, абсолютно все автомобили внезапно станут электрическими, с литиевыми батареями. По данным на 2016 год автомобилей в мире было 1,3 млрд. Сейчас, наверное, еще больше, но окей, воспользуемся этими данными четырехлетней давности.
Пусть не все новоявленные электрокары имеют настолько же вместительную батарею, как Tesla, уменьшим вес лития, необходимого для производства, на треть. Получается, что на одну такую батарею необходимо 44,1 кг чистейшего лития. Для наших 1,3 млрд автомобилей нужно 57,33 млрд кг лития. Неплохо, это 57,33 млн тонн лития, и только для нужд автомобильной промышленности.
К 2023 году массовое производство электромобилей стартует на предприятиях Mercedes, BMW, Toyota, Ford, Audi, Porsche, Volvo, Huyndai, Honda. По подсчетам экспертов, эти компании будут производить около 15 млн электрокаров ежегодно, на что потребуется около 100 000 тонн лития в год.
Но ведь не электромобилями едиными. У нас же в ходу миллиарды экземпляров разной техники с аккумуляторами — смартфонов, ноутбуков, планшетов и т.п. Они маленькие, да, но и для них понадобится много лития. Правда, гораздо меньше, чем для батарей электромобилей — на производство батарей для мобильных устройств уходит несколько процентов общемирового производства лития. В 2017 году Apple использовала всего 0,58% общемировых объемов добычи этого металла.
Но есть и другие батареи. Та же Tesla разрабатывает и реализует огромные аккумуляторные системы, которые служат для нивелирования скачков потребления энергии в пиковые часы. В крупном аккумуляторе содержится не менее тонны лития. Пока что производство таких систем не слишком масштабное, но через время все может измениться.
В целом, общемировое потребление лития к 2025 году составит не менее 200 000 тонн этого металла.
А как его добывают и хранят?
Литий — очень активный химически металл, поэтому его добыча ведется несколько отличными от добычи большинства прочих, обычных металлов способами. Есть два способа выделить Li.
Первый — из пегматитовых минералов, которые состоят из кварца, полевого шпата, слюды и других кристаллов. Ранее это был основной источник лития в мире. В Австралии, например, его добывают из сподумена, руды лития, минерала, который относится к пироксенам.
Второй — из глин солончаков. Такие есть в Южной Америке и той же Неваде, о которой говорилось выше. Насыщенные литием рассолы можно «обогащать» при помощи испарителя на солнечной энергии. Затем, после достижения нужной концентрации гидроксида лития, его осаждают, добавляя карбонат натрия и гидроксид кальция. Этот процесс не очень дорогой, но занимает продолжительное время — от 18 до 24 месяцев. Именно такой способ планирует использовать Маск.
У второго способа есть проблемы: при получении лития таким способом литий получает примеси — железо или магний (от магния сложнее всего избавиться). Тем не менее, на солончаковых землях много лития, и это делает второй способ очень привлекательным — от примесей все же можно избавиться.
К слову, солончаки как раз не входят в списки разведанных месторождений, поскольку добыча лития выпариванием солевых растворов — новый метод, который ранее не применялся. Так что вполне может быть, что запасов лития на Земле гораздо больше, чем считается.
Очень много лития в солончаковой пустыне Салар-де-Уюни на юго-западе Боливии. Под твердой коркой находится жидкий рассол с концентрацией лития в 0,3%.
Есть и другие способы, но все они чисто лабораторные. Например, пару лет назад на Хабре публиковалась новость о том, что литий можно добывать из рассолов при помощи металл-органических каркасных мембран.
Они копируют механизм фильтрации — ионную селективность — мембран биологических клеток в живых организмах. Кроме лития, этот способ дает и пресную воду, тоже ценный продукт. Но, к сожалению, ни стоимость, ни возможность масштабирования этого способа не освещены учеными. Да и спустя два года о коммерциализации метода так ничего и не слышно.
Еще литий можно добывать… из литиевых батарей. То есть перерабатывать батареи, получая снова металлический литий и другие необходимые для создания аккумуляторов материалы. Но пока что переработка батарей ведется в малых объемах. Это достаточно сложный и дорогой процесс, так что в ближайшее время вряд ли мы услышим о строительстве крупных заводов по переработке батарей. Да, ученые работают над этим, но все это пока что лишь исследования.
Сколько всего лития на Земле?
Да не так уж и много. Вернее, того, что разведали, относительно немного. В 2019 году глобальные подтвержденные запасы этого металла оценивались в 17 млн тонн. В России — около 900 000 тонн. Если взять потенциально «плодородные» месторождения, то получится около 62 млн тонн. Возможно, геологи разведают новые месторождения, но в любом случае лития на Земле мало.
Два года назад добыто было около 36 000 тонн. При этом 40% металла идет на аккумуляторы, 26% —на производство керамических изделий и стекла, 13% — выпуск смазочных материалов, 7% —металлургию, 4% — системы кондиционирования, 3% — медицина и полимеры.
Основные поставки лития ведутся из Австралии (18,3 тыс. тонн в год), затем Чили (14,1 тыс. тонн в год) и Аргентина (5,5 тыс. тонн в год). В ближайшее время поставщики лития планируют увеличить объемы его добычи и поставки на мировой рынок.
Кстати, компания Tesla, один из крупнейших потребителей лития, получила право на самостоятельную добычу металла в штате Невада, США. Илон Маск заявил, что его компания получила доступ примерно к 10 тыс. акров богатых литием залежей глины в Неваде.
Литий для всех, и пусть никто не уйдет обиженным?
Речь о недалеком будущем, когда понадобится производить гораздо больше литиевых батарей, чем сейчас. Насколько ученые могут судить, на ближайшие несколько лет этого металла хватит всем.
С течением времени компании найдут способ снизить количество лития в батареях — уже сейчас ведутся исследования на эту тему. Скорее всего, добыча лития из рассолов тоже станет наращивать обороты, так что общие объемы металла возрастут, и весьма значительно.
Но что будет через 10-20-30 лет? Сложно сказать. Возможно, «выстрелит» новая технология производства аккумуляторов, предложенная учеными или корпорациями. А может быть, специалисты смогут изменить конструкцию текущих аккумуляторов, значительно сократив количество лития, необходимое для производства одной батареи.
В целом, пока что пути решения проблемы дефицита лития есть, и их немало. Давайте вспомним об этом вопросе лет через 5 и обсудим изменения здесь же, на Хабре. Хотелось бы надеяться, к тому времени не начнутся «литиевые войны», ведь этот металл уже называют «новой нефтью».
Сколько лития в литий-ионной батарее?
Литий-ионный аккумулятор изменил потребление металлов и минералов за последние два десятилетия. Ожидается, что ситуация изменится и дальше по мере того, как литий-ионная батарея эволюционирует от портативных приложений, таких как мобильный телефон с небольшим блоком на 10 ватт-часов (Втч), до электромобиля с батарейным питанием 50–100 кВтч и гигантского накопителя энергии. Система (ESS) с аккумуляторными батареями до 10 МВтч. Лишь небольшой процент кобальта и лития поступал в батареи в начале тысячелетия, но к 2015 году 46% кобальта и 32% лития поступили в производство литий-ионных аккумуляторов. Не было значительного влияния на графит, никель-марганец, медь и алюминий. Литий-ионные батареи не используют чистый литий, который представляет собой металлический литий, а соли лития используются для хранения в литий-ионных элементах посредством роста интеркаляционных частиц.
Примерно 70% лития в мире поступает из рассола (соленые озера); остальное пришло из хард-рока. Научно-исследовательские институты разрабатывают технологию извлечения лития из морской воды. Чили — крупнейшая страна-производитель лития, в то время как Китай является крупнейшим потребителем лития и подозревается в накоплении запасов, поэтому китайцы считают, что будущие автомобили должны работать на литий-ионных батареях и что им нужны неограниченные поставки лития.
Какие материалы входят в состав литий-ионного аккумулятора?
Литий — самый легкий из всех металлов, он обладает наибольшим электрохимическим потенциалом и обеспечивает наибольшую удельную энергию на единицу веса. Перезаряжаемые литий-металлические батареи на аноде (положительные электроды) могут обеспечивать чрезвычайно высокую плотность энергии, но при циклическом воздействии на аноде образуются нежелательные дендриты, которые могут проникнуть в сепаратор и вызвать короткое замыкание.
В литий-ионных батареях используются такие материалы, как литий, кобальт, никель, марганец, графит, медь и алюминий, которые являются цветными металлами, а также минералы, которые широко используются в литий-ионных батареях. Таким образом, разработки, связанные с катодами и коллекторами, особенно актуальны для использования материалов из цветных металлов, в то время как аноды требуют использования графита, поэтому основными материалами, которые используются в литий-ионной батарее, являются положительный электрод, который является анодом, отрицательный электрод, который катод и электролит, для которого используется любое химическое вещество.
Все материалы, используемые в батарее, имеют общую теоретическую прочность, и секрет большой емкости и более высокого источника питания кроется в основном в катоде. Оксид лития-кобальта (или кобальтат лития), оксид лития-марганца (также известный как шпинель или манганат лития), фосфат лития-железа и литий-никель-марганец-кобальт (или NMC) * * и оксид лития-никеля-кобальта-алюминия (или NCA) являются обычными катодами. материалы. В то время как обычный анодный материал, который используется в литий-ионных аккумуляторах, — это графит.
Сколько лития в мире?
Мировые запасы лития оцениваются примерно в 15 миллионов тонн, а известные ресурсы в 65 миллионов тонн являются разумными. Ожидается, что мировой спрос на металлический литий вырастет до 49 350 метрических тонн к 2019 году и составит 8,9 процента в год. Крупнейшей страной-производителем лития в мире является Чили с 14 100 тоннами, во-вторых, Аргентина с производством 5 500 тонн, а третья по величине страна-производитель лития — Китай с 3 000 тонн.
Мы можем разумно ожидать, что по мере роста рыночного спроса на литий, запасы и ресурсы лития также будут расти. Но мы можем ожидать достижения пика производства в какой-то момент, как и при всех ограниченных ресурсах. Тем не менее, мы можем использовать переработанный литий в батареях, поскольку как такового правила использования чистого металлического лития в батареях таких устройств не существует. Хотя литий-ионные аккумуляторы полезны для поощрения некоторых зеленых действий, следует помнить, что сами аккумуляторы еще не являются «экологически чистыми». Тем не менее, по сравнению с альтернативой использованию ископаемого топлива литиевые батареи далеко впереди.
Как рассчитать содержание лития в батарее?
Обычные потребительские батареи, такие как ноутбуки, сотовые телефоны, планшеты и электроинструменты, обычно являются устройствами, в которых используются литий-ионные батареи. Чтобы рассчитать содержание лития в батарее, следует использовать приведенные ниже формулы, которые также очень необходимы для тех, кто отправляет литиевые батареи промышленного, военного или большего формата.
Для неперезаряжаемых литий-ионных батарей
а) Рассчитайте содержание лития (в граммах).
· Формула, используемая для расчета содержания лития:
Ач на ячейку * 0,3 грамма * нет. ячеек
· Большинство батарей измеряются не в ампер-часах (Ач), а в миллиампер-часах (мАч). Миллиампер-час равен одной тысячной ампер-часа.
· Разделите мАч на 1000, чтобы рассчитать Ач.
Пример: аккумулятор, который вы хотите отправить, рассчитан на 2500 мАч на элемент и содержит 6 элементов:
· Разделите 2500 мАч на 1000, чтобы получить номинал в Ач:
2500 мАч ÷ 1000 = 2,5 Ач
· Чтобы определить количество лития в каждой ячейке, умножьте Ач на 0,3:
0,3 * 2,5 Ач = 0,75 г лития в каждой ячейке.
· Теперь умножьте количество лития в каждой ячейке на количество ячеек в каждой батарее:
0,75 г / элемент * 6 = 4,5 г лития в батарее
Вывод: 4,5 г для аккумуляторных блоков ниже допустимого общего содержания лития в 25 г; поэтому аккумулятор может быть доставлен в Big Green Box.
Для перезаряжаемых литий-ионных батарей
Рассчитать номинальную мощность (ватт-час)
· Формула, которая используется для определения номинальной мощности:
Вольт * ампер-час (Ач) = ватт-часы
· Многие батареи рассчитаны не в ампер-часах (Ач), а в миллиампер-часах (мАч). Миллиампер-часы — это одна тысячная ампер-час.
· Разделите мАч на 1000, чтобы определить Ач.
Пример: аккумулятор, который вы хотите отправить, рассчитан на 11,1 В и 4 400 мАч на элемент:
· Разделите 4 400 мАч на 1000, чтобы получить номинал Ач:
4 400 мАч ÷ 1000 = 4,4 Ач ·
· Чтобы рассчитать количество ватт-часов в этой батарее, умножьте 11,1 вольт на 4,4 ампер-часов:
11,1 В x 4,4 Ач = 48,8 Втч
Вывод: 48,8 Втч для аккумуляторных блоков ниже допустимой общей емкости 300 Втч; следовательно, аккумулятор может быть доставлен в Big Green Box.
- Предыдущая статья： Как долго литиевые батареи будут держать заряд?
- Следующая статья： Литий-металлические батареи измеряются
Неудобная правда про электромобили.
Башорг: А вы знаете, что у аккумуляторов 18650 ”18” — это диаметр, а ”650” — длина?
А ещё, если для замеров использовать старый советский штангенциркуль, то можно вживую увидеть, что такое короткое замыкание.
И как красиво горит литий.
И что новый кухонный стол в Хоффе стоит всего 13 499 ₽.
На видосе — кладбище каршеринговых электроскутеров в Китае. Поскольку замена батарей стоит 2\3 от цены нового скутера, их бросают, потому что утилизировать батареи опасно и энергозатратно. Покажите это вашей знакомой Грете Тунберг, топящей за экологию.
К слову Китай оказался первой страной в мире, которая убедилась на личном опыте, что экологичность и экономичность электромобилей — это грандиозная афёра и обман.
Доля использования электротранспорта в Китае самая высокая в мире. Например, в Шанхае весь муниципальный транспорт, полицейские, скорые, такси, а так же внушительные 80% частного транспорта — электрички. А смог как висел над городом — так и остался, даже больше стал. Почему? Давайте разбираться.
Литий — основной химический компонент практически во всех современных аккумуляторах.
24 киловаттная батарея Ниссан Лиф, к примеру, содержит 12 кг лития. Кроссоверам уже нужны батареи покрупнее, и весом эти батарейки могут достигать несколько сотен килограммов. Крупнейшие залежи лития находятся в Китае и Южной Америке: в треугольнике на границе Аргентины, Чили и Боливии.
В 2016 году в Тяньгуне в реке рядом с литиевыми рудниками всплыли тысячи мёртвых рыб. По берегам находили туши коров и яков, напившихся воды, отравленной отходами производства лития компанией Ganzizhou Rongda. Это был третий подобный инцидент за семь лет в регионе.
Литий обычно залегает довольно близко к поверхности земли. Его как правило копают открытым способом. Но это вовсе не означает, что добыча металла не вредит окружающей среде, ведь для того чтобы получить из исходного сырья карбонат лития, требуется от 12 до 18 месяцев времени. Литий чистят от примесей довольно варварским способом: путём выщелачивания в кислотных бассеинах под открытым небом. При этом, чтобы получить 1 тонну лития, нужно безвозвратно испортить 2 милионна тонн пресной воды.
Если экологический ад на земле существует, то он выглядит именно так:
Изготовление литиевых батарей еще и очень энергозатратно. В процессе производства только 1 кВтч мощности батареи в атмосферу выбрасывается порядка 170–200 кг CO2.
Таким образом, электромобиль, в котором установлена новенькая батарея на 100 кВтч, еще не успев проехать ни одного километра, уже выбросил в атмосферу 17 тонн углекислого газа! К примеру, среднестатистический седан с полуторалитровой бензинкой выкинет столько же диоксида углерода только после 100 тыс. км пробега.
Ну ладно. Допустим мы выпустили новенький электромобиль. Теперь нам его надо периодически заряжать электроэнергией, которая тоже бесплатно из волшебной страны не берётся. И тут появляется второй риск инфаркта жопы для лицемерных экоактивистов.
Дело в том, что 85% всей мировой электроэнегрии до сих пор в 2023 году вырабатывается путём сжигания углеводородов! И Китай не исключение. С переходом на электромобили количество сжигаемого угля на китайских ТЭЦ только возросло! Вот откуда уплотнение смога в Шанхае! Если говорить в цифрах, то на каждый полученный из угля киловатт\час в воздух выбрасывется 280 грамм СО. А при выработке эквивалента 1 киловатт\часа энергии на среднестатистическом бензиновом 1,5 литровом ДВС в воздух выбратсывается 180 грамм СО, которые к тому же нейтрализуются катализатором в выхлопной системе! О какой, мать вашу, экологичности электричек вообще идёт речь?
Литий сам по себе — черезвычайно опасный и нестабильный химический элемент. Литий самовозгорается от сильного удара, нагрева, или попадания влаги.
Горит литий не хуже напалма, потушить его сложно, ну а при горении он выделяет весь спектр не самых полезных для организма соединений.
Что делает утилизацию отработанных батарей технически сложной, и зачастую вовсе невозможной. Поэтому отработанные батареи предпочитают складывать в могильники для опасных химических веществ и засыпают землёй. Очень экологично, очень по зелёному.
И ещё. просто подумайте, что будет при попадании электрички в ДТП.
2. Экономика.
Как говорил мой университетский препод по матану: Существуют три вида лжи: ложь, наглая ложь и статистика.
Для начала посмотрим, сколько энергии запасают электрички и их конкуренты с ДВС. Возьмём условные батареи: у лифа батарея 30 квт*ч, у теслы — 85 квт*ч
Удельная плотность запасаемой энергии у реальных литиевых аккумуляторов на практике несколько ниже максимально заявленной 250 ватт*ч\кг, из за системы охлаждения, дополнительной электроники и корпуса. Реальная плотность около 180 ватт*ч\кг
А что же автомобили с ДВС?
Удельная теплота сгорания бензина 43,6 МДЖ\кг. Дизеля — 42,7 МДж\кг.
1 кВт\ч =3,6 МДж.
Получается, что в 1 килограмме дизеля — 11,86 кВт*ч. Конечно, топливо расходуется, а аккумуляторы остаются отдавая энергию. Но разница в плотности запасаемой энергии, как видим, колоссальная. Поэтому не мудрено, что я на своём дизельном минивэне с баком 50 литров (это примерно 46 килограмм) могу спокойно проехать 850-900 км. А тесла с батареей 85 киловатт и весом батареи 540 кг, в идеальных условиях проедет 380 км.
Именно по этой причине вы никогда не увидите пассажирских или грузовых самолётов с на электротяге. Максимум — лёгенький коптер с временем полёта 10-15 минут.
Так же не увидите фуру или междугородный автобус на электротяге. Вес и объём их акумуляторов будут такими, что они с трудом их увезут, не говоря уже о грузе.
Всё упирается в низкую плотность запасаемой энергии у современных аккумуляторов.
Инженеры Теслы Model S заявляют, что дескать, КПД электромотора достигает 95%! Утритесь, обезьяны, ездящие на ДВС! При том, что КПД (мы сравниваем эквивалентное сжиганию 100 грамм углеводорода количество джоулей или ньютон*метров на полуоси колеса автомобиля) современного инжекторного бензинового двигателя в среднем 37,5%, а кпд дизеля — 55% (именно поэтому весь коммерческий транспорт преимущественно дизельный)
Запомните эти цифры.
На самом деле это маркетинговая уловка.
Взгляните на этот график.
КПД газовой турбины на ТЭЦ — всего 35%. И дальше начинаются потери на предачу электроэнергии конечному потребителю. То есть, у нас сначала где-то там сжигается газ\мазут\уголь, тепловая энергия преобразуется в электроэнергию с потерями 65%, потом идёт ещё 1% потерь по высоковольтной линии ЛЭП, высоковольтная энергия преобразуется в 380 или 220 вольт на подстанции с потерей 2,1%, Эта энергия приходит к вам домой в розетку с потерей 1,4%, накапливается в литиевом аккумуляторе с потерей 3,1%, и наконец, электромотор крутит ваши колеса тоже с потерями 4% на преобразование электрической энергии в механическую! И в итоге получаем маленькие, но гордые 24% реального КПД электрокара!
При том что неэкологичный ДВС, который вот прям тут сам в себя преобразует топливо в энергию движения имеет кпд 37,5% для бензина и 55% для дизеля! Где логика?
Ну и что! Скажет скептик. Для меня, как для конечного пользователя, стоимость одного километра на электричке всё равно дешевле, не смотря на дорожающее электричество!
Это пока у тебя новый аккумулятор, отвечу я. Ибо у литиевых батарей есть такой важный и неприятный момент, как деградация. Ячейки под воздействием химической реакции начинают разрушаться у нового аккумулятора прямо с завода.
Мы об этом хорошо знаем. У всех же в хозяйстве имеется шуруповёрт, ноутбук, или телефон старше 3-5 лет, на котором нихрена не держит аккумулятор? Вот.
В идеальных условиях, литиевый аккумулятор должен выдержать до 1000 циклов заряда\разряда в течении 5 лет.
Однако Каждый цикл заряда\разряда, недозаряд, перезаряд, высокая температура, и большой разрядный ток только ускоряют процесс деградации в два, а то и в три раза.
Об этом хорошо знают владельцы 3-5 летних Ниссан Лифов из японии. Изначально такие Лифы могли проехать на одном заряде 200 километров, но с каждым новым зарядом аккумулятора SOH падал, через два года максимальный пробег на этом лифе составлял 160 км, через три — 140, ушлый первый японский владелец програмно корректировал показания SOH с помощью приложения LeafSpy. И продавал на аукционе свою электричку русскому Ване или Серёже, который думал что покупает хороший надёжный элетромобиль и щас каак будет экономить на бензине!
После первой же русской зимы он обнаруживал, что фиксики потушили несколько палок индикатора заряда на приборке, а реальный пробег упал до 100 км на одном заряде. Ваня или Серёжа решают поменять аккумулятор, и с неприятным удивлением обнаруживают, что новый аккум на Лиф стоит дороже, чем машина которую он купил, или 2\3 от стоимости нового Лифа. Тогда ВаняСерёжа тем же ЛифСпаем временно возвращают палки индикатора на место, и сливают эту электричку на авито следующему наивному человеку, думающему что он сейчас будет экономить на бензине. А то что 24 киловаттная батарея по факту умеет ёмкость 10-12 киловатт — он узнает потом.
Или вот мне товарищ, работающий в дилерском центре Ауди в Великобритании, кинул несколько фоток текущего рабочего процесса.
Ауди Е-Трон 2020 года выпуска.
Владелец жалуется что сильно упал пробег на одном заряде.
Аккумулятор под замену. Стоимость нового — 32 тысячи фунтов стерлингов. При цене новой машины 55 тысяч фунтов. И четырёх лет не проездила…
Или вот свежая Ауди А3 гибрид.
Деградация аккумулятора. Новый стоит 12 000 фунтов.
Насчёт экономии на бензине — тоже вопрос довольно спорный. Вот поставили в городе зарядные станции для электричек. 1 киловатт там стоит 24 рубля. Что мне совершенно непонятно: этот же киловатт энергии в этой же энергосети, но только в розетке 220 рядом стоит уже 6,74 рубля. Почему на зарядной станции он в 4 раза дороже? Батарея у Теслы 90 киловатт. Полная зарядка будет стоит 2160 рублей. Запас хода в идеальных условиях — около 400 километров. Получается цена километра больше 5 рублей.
да, у кого частный дом, можно воткнуть в розетку и заряжать всю ночь электричеством по 6 руб\квт. Будет чуть дешевле бензина. Тогда получается, вы будете жестко привязаны к дому.
Если ездить в день 50 км, то нам нужно заряжать 10 квт*ч. Если есть возможность заряжать дома и долго, например 5 часов мощностью зарядки 2 квт — нет проблем. Однако, если нам нужно быстро ехать — нам нужна быстрая зарядка. Чтобы добавить запас хода в 50 км за пол часа — нам нужно заряжать автомобиль зарядкой 20 киловатт. Это очень серьёзная мощность, учитывая ограничение для домохозяйств в 15 киловатт на всё.
Если развивать сеть быстрых зарядок — понадобится модернизация мощностей всех городских электросетей. Нужно учитывать факт, что произведённое электричество должно быть немедленно потреблено — его невозможно накопить. Энергетики знают, что за перепроизводство электроэнергии приходится платить неслабые такие штрафы. Потянет ли современная инфраструктура 100% замену ДВС электричками? Сомневаюсь. Электрокары для зарядки требуют много, очень много электроэнергии. И если в условном городе понадобится быстро зарядить много электрокаров — вполне реально устроить блэкаут регионального масштаба.
А как же масла, фильтра, антифриз — возразят мне скептики. Электричке всего этого не надо!
Я сейчас забил на авито «перепаковка батареи Leaf» и посмотрел цены. Так вот. Перепаковка 30 киловаттной батареи новыми китайскими элементами Catl стоит… тадам! 430 тысяч рублей! Перепаковывают обычно уже 3-5 летние батареи. Так что владельцу новой электрички ещё рекомендую заложить в бюджет на обслуживание машины по 100 000 рублей в год. Ну, что в итоге получается дешевле? Менять масло с фильтром? Или поддерживать электричку в рабочем состоянии?
Всё ещё хотите себе электромобиль?
Современные машины с ДВС не ахти какие ресурсные, но тем не менее даже турбопакеты сока и корейский ширпотреб наши умельцы умудряются капиталить, то есть они — пока ещё ремонтопригодные.
А с убитым аккумулятором на Лифе ты ничего не сделаешь. Только замена на новый, ценой как 2\3 новой модели Лифа, не хотите ли оформить лизинг? Подпишите здесь и здесь.
Рано ещё уходить с ДВС, ребята. Мне тут ночью страшный сон приснился: стою я значит в мёртвой пробке на краснодарской 40 градусной жаре, климат на всю фигачит, а индикатор батареи тает на глазах, вот уже включилась черепашка, а до дому ещё ехать и ехать 🙂
Вот ещё конкретно в моих условиях жирное НЕТ покупке электрички в текущих реалиях.
Ещё раз для ребят на бронепоезде:
У электромобилей, позиционирующихся как полноценная замена ДВС, есть ряд существенных недостатков. А именно:
1) ограниченный запас хода, зависящий от внешних условий.
2) Долгая по времени зарядка.
3) Потеря заявленных характеристик со временем. Вы представляете, что ДВС после каждой заправки стал бы проезжать каждый раз меньшее количество километров? Вот и я не представляю.
Пока эти недостатки не будут устранены, говорить о том, что электрички способны заменить ДВС лицемерно.
В нынешнем виде электричка накладывает много ограничений на владельца. ИМХО, электричка, это по сути суррогат классической машины с ДВС.
Как только появятся электрички способные
а) заливать энергию в накопитель по времени, эквивалентном заправке бака на АЗС.
б) не теряющие ёмкость накопителя со временем.
в) с развитой сетью зарядных станций
г) с запасом хода как у машин с ДВС
(То есть, скорее всего — никогда.) Но даже если выполнятся хотя бы три условия из четырёх — я куплю электричку.
Ну а пока — я не готов терпеть вышеозвученные ограничения.
Взять побаловаться второй или третьей машиной, если позволяют финансы — можно. Брать электричку основной и единственной машиной — а вы уверены, что вам вообще нужна машина?
Итак, подведём итог:
Электромобили на литии — это тупиковая ветвь развития, потому что у литиевых батарей ОЧЕНЬ НИЗКАЯ ПЛОТНОСТЬ ЗАПАСАЕМОЙ ЭНЕРГИИ. Всего 180 ватт\кг собственного веса. Это очень мало. Рассвет электромобилей настанет, когда изобретут принципиально новый тип аккумуляторов, способный запасать хотя бы 1 квт\кг.
Литий быстро деградирует и теряет свои физико-химические свойства. Популяризация электромобилей очень выгодна автоконцернам, потому что электромобиль имеет ограниченный срок службы, в отличии от машины с ДВС.
UPD. 9\02\23
Так. В каментах началось бурление говна! Не надо гневно строчить про кпд ТЭС и про затраты на переработку нефти тоже не надо. Всё уже давно посчитано. Если я допилю пост математикой, то 90% просто пролистает эти выкладки. Я специально написал простым и доступным для широкой общественности языком.
Не надо гневно топтать клавиши, рассказывая как бензинки загрязняют окружающую среду. Чукчи не читатели?
Хейтеры, выдирающие из контекста отдельные фразы и докапывающиеся до каждой буквы как мент до столба. Какие вы охрененно умные а аффтар дурак — будете рассказывать перед зеркалом.
Хамский комментрий, разжигание срача, кидание понтов, чтение жопой между строк с последующими домыслами — это самый верный способ быть забаненым без предупреждения.
Всем остальным — приятного общения.
БАТАРЕИ ЛИТИЙ-ИОННЫЕ (включая литий-ионные полимерные батареи) № ООН 3480
Элементы и батареи, предъявляемые к перевозке, не подпадают под действие других положений ДОПОГ, если они отвечают следующим требованиям: a) для литий-металлического элемента или элемента из литиевого сплава содержание лития не превышает 1 г, а для литий-ионного элемента емкость не превышает 20 Вт·ч; ПРИМЕЧАНИЕ: Когда литиевые батареи, соответствующие пункту 2.2.9.1.7 f), перевозятся в соответствии с настоящим специальным положением, общее содержание лития во всех литий-металлических элементах, содержащихся в батарее, не должно превышать 1,5 г, а общая емкость всех литий-ионных элементов, содержащихся в батарее, не должна превышать 10 Вт·ч (см. специальное положение 387). b) для литий-металлической батареи или батареи из литиевого сплава общее содержание лития не превышает 2 г, а для литий-ионной батареи емкость не превышает 100 Вт·ч. Литий-ионные батареи, подпадающие под действие этого положения, за исключением батарей, изготовленных до 1 января 2009 года, должны иметь на наружной поверхности корпуса маркировку с указанием мощности в ватт-часах; ПРИМЕЧАНИЕ: Когда литиевые батареи, соответствующие пункту 2.2.9.1.7 f), перевозятся в соответствии с настоящим специальным положением, общее содержание лития во всех литий-металлических элементах, содержащихся в батарее, не должно превышать 1,5 г, а общая емкость всех литий-ионных элементов, содержащихся в батарее, не должна превышать 10 Вт·ч (см. специальное положение 387). c) каждый элемент или каждая батарея отвечает положениям подпунктов 2.2.9.1.7 a), e), f), если применимо, и g); d) элементы и батареи, за исключением случаев, когда они установлены в оборудовании, должны помещаться во внутреннюю тару, которая полностью защищает элемент или батарею. Элементы и батареи должны быть защищены таким образом, чтобы исключалась возможность короткого замыкания. Это включает защиту от контактов с электропроводными материалами, находящимися внутри той же тары, которые могли бы привести к короткому замыканию. Внутренняя тара должна помещаться в прочную наружную тару, соответствующую положениям подразделов 4.1.1.1, 4.1.1.2 и 4.1.1.5; e) элементы и батареи, установленные в оборудовании, должны быть защищены от повреждения и короткого замыкания, и оборудование должно быть снабжено эффективным средством предотвращения случайного срабатывания. Это требование не применяется к устройствам, намеренно активированным во время перевозки (передатчикам системы радиочастотной идентификации (RFID), часам, датчикам и т.д.) и не способным вызывать опасное выделение тепла. В тех случаях, когда батареи установлены в оборудовании, оборудование должно помещаться в прочную наружную тару, изготовленную из подходящего материала надлежащей прочности и конструкции в зависимости от вместимости тары и ее предполагаемого предназначения, кроме случаев, когда оборудование, в котором содержится батарея, обеспечивает ее эквивалентную защиту; f) на каждой упаковке должен иметься соответствующий маркировочный знак литиевых батарей, изображенный в подразделе 5.2.1.9; это требование не применяется к: i) упаковкам, содержащим дисковые элементы, установленные в оборудовании (включая монтажные платы); и ii) упаковкам, содержащим не более четырех элементов или двух батарей, установленных в оборудовании, если груз состоит из не более двух упаковок; Когда упаковки помещены в транспортный пакет, маркировочный знак литиевых батарей должен быть четко видимым или воспроизведен на наружной поверхности транспортного пакета. На транспортный пакет должен наноситься маркировочный знак в виде слов «ТРАНСПОРТНЫЙ ПАКЕТ». Высота букв в маркировочном знаке «ТРАНСПОРТНЫЙ ПАКЕТ» должна составлять не менее 12 мм. ПРИМЕЧАНИЕ: Упаковки, содержащие литиевые батареи, подготовленные в соответствии с положениями раздела IB Инструкции по упаковке 965 или 968 главы 11 части 4 Технических инструкций ИКАО, имеющие маркировочный знак, изображенный в подразделе 5.2.1.9 (маркировочный знак литиевых батарей), и знак опасности, приведенный в пункте 5.2.2.2.2, образец № 9А, считаются удовлетворяющими предписаниям настоящего специального положения. g) за исключением случаев, когда батареи установлены в оборудовании, каждая упаковка должна быть способна выдержать испытание на падение с высоты 1,2 м, независимо от ее ориентации в пространстве, без повреждения содержащихся в ней элементов или батарей, без перемещения содержимого, приводящего к соприкосновению батарей (или элементов), и без выпадения содержимого; и h) за исключением случаев, когда батареи установлены в оборудовании или упакованы с оборудованием, масса брутто упаковок не должна превышать 30 кг. В приведенном выше тексте и в остальной части ДОПОГ термин «содержание лития» означает массу лития в аноде элемента, содержащего литий или литиевый сплав. В настоящем специальном положении термин «оборудованиe» означает прибор, для которого литиевые элементы или батареи служат источником электропитания. Для литий-металлических батарей и литий-ионных батарей предусмотрены отдельные позиции в целях облегчения перевозки этих батарей конкретными видами транспорта и обеспечения возможности применения различных мер реагирования в чрезвычайных ситуациях. Одноэлементная батарея, определение которой содержится в подразделе 38.3.2.3 части III Руководства по испытаниям и критериям, считается «элементом» и должна перевозиться в соответствии с требованиями, касающимися «элементов», для целей настоящего специального положения.
Литиевые элементы и батареи могут перевозиться на условиях данной позиции, если они отвечают положениям пункта 2.2.9.1.7
Требования к испытаниям, изложенные в разделе 38.3 части III Руководства по испытаниям и критериям, не применяются к промышленным партиям, состоящим из не более чем 100 элементов или батарей, или к опытным образцам элементов или батарей, когда эти образцы перевозятся для испытаний, если они упакованы в соответствии с инструкцией по упаковке P910, содержащейся в подразделе 4.1.4.1, или инструкцией по упаковке LP905, содержащейся в подразделе 4.1.4.3, в зависимости от конкретного случая. В транспортном документе должна быть сделана следующая запись: «Перевозка в соответствии со специальным положением 310». Поврежденные или имеющие дефекты элементы, батареи или элементы и батареи, содержащиеся в оборудовании, должны перевозиться в соответствии со специальным положением 376 и упаковываться в соответствии с инструкцией по упаковке P908, содержащейся в подразделе 4.1.4.1, или инструкцией по упаковке LP904, содержащейся в подразделе 4.1.4.3, в зависимости от конкретного случая. Элементы, батареи или элементы и батареи, содержащиеся в оборудовании, которые перевозятся с целью утилизации или переработки, могут упаковываться в соответствии со специальным положением 377 или инструкцией по упаковке Р909, содержащейся в подразделе 4.1.4.1.
Батареи, изготовленные после 31 декабря 2011 года, должны иметь на внешней поверхности корпуса маркировку с указанием емкости в ватт-часах.
Литий-ионные элементы или батареи и литий-металлические элементы или батареи, которые, как установлено, имеют повреждения или дефекты, вследствие чего они не соответствуют типу, испытанному согласно применимым положениям Руководства по испытаниям и критериям, должны отвечать требованиям настоящего специального положения. Для целей настоящего специального положения они включают следующие элементы или батареи, но не ограничиваются ими: – элементы или батареи, имеющие, как установлено, дефекты с точки зрения безопасности; – элементы или батареи, из которых произошла утечка жидкости или газа; – элементы или батареи, состояние которых не может быть проверено перед перевозкой; или – элементы или батареи, подвергшиеся физическому или механическому повреждению. ПРИМЕЧАНИЕ: При оценке того, может ли батарея считаться поврежденной или имеющей дефекты, необходимо учитывать тип батареи и ее предыдущее использование и неправильное использование. Элементы и батареи должны перевозиться в соответствии с положениями, применяемыми в отношении № ООН 3090, № ООН 3091, № ООН 3480 и № ООН 3481, за исключением специального положения 230 и случаев, когда в настоящем специальном положении указано иное. Элементы и батареи должны упаковываться в соответствии с инструкцией по упаковке P908, содержащейся в подразделе 4.1.4.1, или инструкцией по упаковке LP904, содержащейся в подразделе 4.1.4.3, в зависимости от конкретного случая. Элементы и батареи, которые, как установлено, имеют повреждения или дефекты и способны быстро распадаться, вступать в опасные реакции, вызывать пламя, опасное выделение тепла, опасный выброс токсичных, коррозионных или воспламеняющихся газов или паров при нормальных условиях перевозки, должны упаковываться и перевозиться в соответствии с инструкцией по упаковке P911, содержащейся в подразделе 4.1.4.1, или инструкцией по упаковке LP906, содержащейся в подразделе 4.1.4.3, в зависимости от конкретного случая. Альтернативные условия упаковки и/или перевозки могут быть разрешены компетентным органом Договаривающейся стороны ДОПОГ, который может также признать утверждение, предоставленное компетентным органом страны, не являющейся Договаривающейся стороной ДОПОГ, при условии, что такое утверждение было предоставлено в соответствии с процедурами, применяемыми согласно МПОГ, ДОПОГ, ВОПОГ, МКМПОГ или Техническим инструкциям ИКАО. В обоих случаях элементы и батареи относятся к транспортной категории 0. На упаковки должны быть нанесены маркировочные надписи «ПОВРЕЖДЕННЫЕ/ ИМЕЮЩИЕ ДЕФЕКТЫ ЛИТИЙ-ИОННЫЕ БАТАРЕИ» или «ПОВРЕЖДЕННЫЕ/ ИМЕЮЩИЕ ДЕФЕКТЫ ЛИТИЙ-МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ БАТАРЕИ», в зависимости от конкретного случая. В транспортном документе должна быть сделана следующая запись: «Перевозка в соответствии со специальным положением 376». В соответствующих случаях груз должен перевозиться с копией утверждения, выданного компетентным органом.
Литий-ионные и литий-металлические элементы и батареи и оборудование, содержащее такие элементы и батареи, которые перевозятся с целью утилизации или переработки, будучи упакованными вместе с нелитиевыми батареями или без них, могут упаковываться в соответствии с инструкцией по упаковке Р909, содержащейся в подразделе 4.1.4.1. Эти элементы и батареи не подпадают под действие положений пункта 2.2.9.1.7 а)–g). На упаковки должны быть нанесены маркировочные надписи: «ЛИТИЕВЫЕ БАТАРЕИ ДЛЯ УТИЛИЗАЦИИ» или «ЛИТИЕВЫЕ БАТАРЕИ ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ». Батареи, имеющие, как установлено, повреждения или дефекты, должны перевозиться в соответствии со специальным положением 376 и упаковываться в соответствии с инструкцией по упаковке Р908, содержащейся в подразделе 4.1.4.1, или инструкцией по упаковке LP904, содержащейся в подразделе 4.1.4.3, в зависимости от конкретного случая.
Позиции под № ООН 3166 применяются в отношении транспортных средств с двигателем внутреннего сгорания, работающим на легковоспламеняющейся жидкости или воспламеняющемся газе, и транспортных средств, работающих на топливных элементах, содержащих легковоспламеняющуюся жидкость или воспламеняющийся газ. Транспортные средства, в которых используется двигатель, работающий на топливных элементах, должны быть отнесены к позициям под № ООН 3166 СРЕДСТВО ТРАНСПОРТНОЕ, РАБОТАЮЩЕЕ НА ТОПЛИВНЫХ ЭЛЕМЕНТАХ, СОДЕРЖАЩИХ ВОСПЛАМЕНЯЮЩИЙСЯ ГАЗ, или № ООН 3166 СРЕДСТВО ТРАНСПОРТНОЕ, РАБОТАЮЩЕЕ НА ТОПЛИВНЫХ ЭЛЕМЕНТАХ, СОДЕРЖАЩИХ ЛЕГКОВОСПЛАМЕНЯЮЩУЮСЯ ЖИДКОСТЬ, в зависимости от конкретного случая. Данные позиции включают гибридные электромобили, в которых используются как топливные элементы, так и двигатель внутреннего сгорания с батареями жидкостных элементов, натриевыми батареями, литий металлическими батареями или литий-ионными батареями и которые перевозятся вместе с установленной(ыми) батареей(ями). Другие транспортные средства, оснащенные двигателем внутреннего сгорания, должны быть отнесены к позициям под № ООН 3166 СРЕДСТВО ТРАНСПОРТНОЕ, РАБОТАЮЩЕЕ НА ВОСПЛАМЕНЯЮЩЕМСЯ ГАЗЕ, или № ООН 3166 СРЕДСТВО ТРАНСПОРТНОЕ, РАБОТАЮЩЕЕ НА ЛЕГКОВОСПЛАМЕНЯЮЩЕЙСЯ ЖИДКОСТИ, в зависимости от конкретного случая. Данные позиции включают гибридные электромобили, в которых используются как двигатель внутреннего сгорания, так и батареи жидкостных элементов, натриевые батареи, литийметаллические батареи или литий-ионные батареи и которые перевозятся вместе с установленной(ыми) батареей(ями). Если транспортное средство имеет двигатель внутреннего сгорания, работающий на легковоспламеняющейся жидкости и воспламеняющемся газе, оно должно быть отнесено к № ООН 3166 СРЕДСТВО ТРАНСПОРТНОЕ, РАБОТАЮЩЕЕ НА ВОСПЛАМЕНЯЮЩЕМСЯ ГАЗЕ. Позиция № ООН 3171 применяется только в отношении транспортных средств, работающих на батареях жидкостных элементов, натриевых батареях, литийметаллических батареях или литий-ионных батареях, и оборудования, работающего на батареях жидкостных элементов или натриевых батареях, которое перевозится с уже установленными в нем батареями. Для целей настоящего специального положения под транспортными средствами подразумеваются самоходные устройства, предназначенные для перевозки одного и более лиц или грузов. Примерами таких транспортных средств являются работающие на электротяге автомобили, мотоциклы, скутеры, трех- и четырехколесные транспортные средства или мотоциклы, рузовые автомобили, локомотивы, электровелосипеды и другие транспортные средства такого типа (например, самоуравновешивающиеся транспортные средства или транспортные средства, не имеющие сидений), инвалидные коляски, садовые тракторы, самоходная сельскохозяйственная и строительная техника, лодки и летательные аппараты. Сюда относятся транспортные средства, перевозимые в таре. Части транспортного средства могут быть отсоединены от его рамы, чтобы она могла вместиться в тару. Примерами оборудования являются газонокосилки, моечные машины или модели лодок и модели летательных аппаратов. Оборудование, работающее на литий-металлических батареях или литий-ионных батареях, должно быть отнесено к позициям под № ООН 3091 БАТАРЕИ ЛИТИЙ-МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ, СОДЕРЖАЩИЕСЯ В ОБОРУДОВАНИИ, или № ООН 3091 БАТАРЕИ ЛИТИЙ-МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ, УПАКОВАННЫЕ С ОБОРУДОВАНИЕМ, или № ООН 3481 БАТАРЕИ ЛИТИЙИОННЫЕ, СОДЕРЖАЩИЕСЯ В ОБОРУДОВАНИИ, или № ООН 3481 БАТАРЕИ ЛИТИЙ-ИОННЫЕ, УПАКОВАННЫЕ С ОБОРУДОВАНИЕМ, в зависимости от конкретного случая. Такие опасные грузы, как батареи, подушки безопасности, огнетушители, аккумуляторы сжатого газа, предохранительные устройства и другие составные компоненты транспортного средства, необходимые для эксплуатации транспортного средства или обеспечения безопасности его оператора или пассажиров, должны быть надежно установлены в транспортном средстве и, кроме того, не подпадают под действие ДОПОГ. Однако литиевые батареи должны отвечать положениям пункта 2.2.9.1.7, за исключением случаев, предусмотренных в специальном положении 667. В том случае, если литиевая батарея, установленная в транспортном средстве или оборудовании, повреждена или имеет дефекты, данное транспортное средство или оборудование должны перевозиться на условиях, определенных в специальном положении 667 с).
При перевозке до места промежуточной переработки литиевые элементы и батареи массой брутто не более 500 г каждый/каждая, литий-ионные элементы емкостью не более 20 Вт·ч, литий-ионные батареи емкостью не более 100 Вт·ч, литий-металлические элементы с содержанием лития не более 1 г и литий-металлические элементы с совокупным содержанием лития не более 2 г, не содержащиеся в оборудовании, собранные и предъявленные для перевозки в целях сортировки, утилизации или переработки, не подпадают под действие других положений ДОПОГ, включая специальное положение 376 и пункт 2.2.9.1.7, если они отвечают следующим условиям: а) элементы и батареи упакованы в соответствии с инструкцией по упаковке P909, содержащейся в подразделе 4.1.4.1, за исключением дополнительных требований 1 и 2; b) применяется система обеспечения качества, с тем чтобы общее количество литиевых элементов и батарей в каждой транспортной единице не превышало 333 кг; ПРИМЕЧАНИЕ: Общее количество литиевых элементов и батарей в смешанном грузе может оцениваться с помощью статистического метода, включенного в систему обеспечения качества. Копия учетной документации по обеспечению качества должна предоставляться компетентному органу по его запросу. c) на упаковках должен иметься маркировочный знак «ЛИТИЕВЫЕ БАТАРЕИ ДЛЯ УТИЛИЗАЦИИ» или «ЛИТИЕВЫЕ БАТАРЕИ ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ», в зависимости от конкретного случая.
Колонка 7a «Ограниченные количества»
Кроме того, количество «0» было указано в этом столбце для каждой записи, которую не разрешается переносить в соответствии с настоящей главой.
