Сейчас все носятся с идеей создания электромобиля и прежде всего имеют в виду литиевые источники тока. Однако проблема этих источников — довольно быстрая деградация. Менять их придется так же часто, как смартфон, а это немалые деньги. Поэтому на рынке аккумуляторов для электромобилей сохраняется прекрасное поле для конкуренции.
Небольшая уральская компания «Графен» занимается разработкой материалов, способных увеличить емкость свинцового аккумулятора, который будет терять свойства накопления энергии медленнее, чем литиевый. Разработка позволит принципиально удешевить электромобиль и его обслуживание. Ее предлагали серьезным российским компаниям, но те засомневались в рентабельности проекта. А вот одна из крупнейших мировых компаний, китайская Chaowei Group, проектом заинтересовалась. Chaowei Group занимается разработкой, производством и продажей различных источников тока, аккумуляторов и батарей, энергоэффективных решений и технологий. Ее привлек новый свинцово-углеродный композит, разработанный на Урале. До подписания меморандума прошли переговоры китайской стороны с правительством Свердловской области, заинтересованным в реализации и поддержке проекта. Планируется, что китайская корпорация, которая нашла изобретение в российской базе запатентованных разработок, инвестирует в создание совместного предприятия в Свердловской области. На нем будет разрабатываться и тестироваться материал для производства различных источников тока на 60 китайских заводах.
На первый взгляд странно, что интерес Chaowei Group вызвала инновация, связанная с обычным свинцово-кислотным аккумулятором, — в его основе электрохимическая система Планте, известная более 160 лет. Из-за тяжести свинца он обладает низкими удельными характеристиками, и современные электрохимические системы рано или поздно его выживут. Единственная сфера, которая осталась у свинцового аккумулятора, — запуск двигателей внутреннего сгорания для автомобилей. Учредитель компании «Графен» Андрей Елшин рассказал, почему именно в КНР заинтересовались этой разработкой.
— Китай, самый большой производитель свинцово-кислотных аккумуляторов в мире, тратит на них 300 тысяч тонн свинца в год. Если китайцы с нашей помощью, даже при самом плохом варианте проекта, сэкономят всего 20 процентов свинца, то это 60 тысяч тонн, которые не нужно будет покупать. При цене металла две тысячи долларов за тонну ежегодная экономия от простого внедрения оценивается в 120 миллионов долларов в год. Аккумуляторы создаются под разные задачи, разных типоразмеров. Под каждый аккумулятор у них свой завод.
— Андрей Николаевич, а в чем суть разработки?
— Мы все-таки пытаемся облегчить аккумулятор: оставить те же самые электрохимические характеристики, зато существенно снизить вес, заменяя так называемый балластный свинец на более легкие компоненты. Все, кто разбирал аккумулятор, знают…
— Каждый день разбираем аккумуляторы!
— Ну, по крайней мере, многие мальчишки в детстве находили брошенные и разбирали — я, например. Там есть решетка, она сама не участвует в электрохимическом процессе, является токоотводом, и она тяжелая, потому что в ее составе свинец.
— Каким образом полагаете ее облегчить?
— За счет введения в состав более легких компонентов. Получается не сплав, а композит. Углерод, например, один из самых легких неметаллов. У меня несколько патентов в направлении улучшения свинцового аккумулятора. В свое время я работал в Институте высокотемпературной электрохимии УрО РАН в лаборатории химических источников тока.
Я благодарен институту за тот уровень квалификации, который получил: вырос до довольно крепкого специалиста. Но в девяностые годы у научных работников была очень низкая зарплата — старший научный сотрудник, кандидат химических наук не мог прокормить семью. Это вынудило уйти в бизнес. Занимался переработкой отходов, содержащих драгметаллы. В каждой из фирм, где я работал по драгметаллам, были исследовательские лаборатории. Занимался я в числе прочего и этой темой: был уверен, что свинцовые аккумуляторы, несмотря на то что они испытывают очень большую конкуренцию со стороны литиевых систем, все равно будут востребованы. ООО «Графен» создано недавно именно под эту тему.
— Что давало такую уверенность?
— Чутье, интуиция, что эта тема будет ударной. Разработке три года. «Свинцово-углеродный композитный материал для электродов свинцово-кислотного аккумулятора» — так она звучит. В целом мы предложили китайским партнерам пять наших инноваций, имеющих целью облегчить удельные весовые характеристики.
— Для чего она китайцам, какие перспективы они связывают с этой разработкой?
— Сейчас все носятся с идеей создания электромобиля, и китайцы в том числе. Но все уповают на литиевые источники тока, литиевые системы. Например, запущен в производство автомобиль Tesla. Специалисты в этой теме понимают, что источник тока не является универсальным устройством. Он всегда создается под конкретную техническую задачу с особенным набором — корпус, электродные материалы в электролитах и так далее. Илон Маск, основатель Tesla Motors, из маленьких источников тока набирает большой, который будет обслуживать силовую двигательную установку. Я считаю, что это в корне неверная идея.
— И в чем ошибка?
— В каждом источнике тока есть так называемые паразитные материалы, которые не участвуют в химической реакции. Это корпус, электролит, токоотводы. И чем меньше источник тока, тем больше их удельный вес. У большого источника тока характеристики всегда лучше, чем у набора маленьких.
Маск не решил главной проблемы — деградации литиевых источников тока. По мере использования в них возникает внутренний саморазряд, и за первый год работы они теряют до 50 процентов внутренней емкости. То есть новый автомобиль может проехать 400 километров без подзарядки. Через год — вполовину меньше, далее по убывающей. Источник тока у Илона Маска при цене электромобиля 105 тысяч долларов стоит 30 тысяч долларов. Каждый год его менять за бешеные деньги смешно. Пока что устойчивая работа литиевого источника тока не обеспечена, хотя над этой задачей бьются уже лет двадцать. Миллиардер же заявляет, что проблема деградации Tesla вот-вот будет решена.
Есть еще проблема дефицита лития. Его разведанных запасов на Земле будет хватать только для мобильных устройств, планшетов, телефонов, смартфонов, компьютеров. Вы замечали, что в новом телефоне хватает зарядки на пять дней, а через год работы — только на два? Для мобильных устройств все решается просто — покупкой нового аккумулятора. Но количество этих устройств стремительно растет, и очевидно, что для автомобилей лития не хватит, столько его в доступных человечеству месторождениях нет.
— Что предлагаете вы?
— Если у литиевого источника для нормального пробега 400 километров удельные энергетические характеристики должны быть 200 ватт-часов на килограмм устройства (лучшие образцы достигают 240–260 ватт-часов на килограмм), то у самых лучших свинцовых аккумуляторов это всего лишь 30 ватт-часов на килограмм, потому что свинец очень тяжелый. Литий — самый легкий из металлов. У нас благодаря набору инноваций есть перспектива увеличить емкость свинцового аккумулятора до 50 ватт-часов на килограмм. У лучших образцов фирмы Varta — 30–35 ватт-часов на килограмм, и это предел, как считалось до сих пор. Пытались облегчить решетки, вмешивая углерод в свинец. Простым механическим смешением это не удается. Получался плохой конструкционный материал, он ломается, не выдерживает вибрации и так далее. Нам удалось получить углерод внутри металла за счет протекания химической реакции.
Проект на старте
— Почему китайцы так ухватились именно за свинцовый источник тока?
— Это самый известный из стабильно работающих источников тока, он легко выдерживает пиковые нагрузки и длительную работу без падения удельных характеристик. При таких же весовых характеристиках и мощностях, что и автомобиль Tesla, он будет давать не 400 километров от зарядки до зарядки, как литиевый, а 100 километров. Но подавляющее большинство городских автомобилей в день не проезжают больше 100 километров. Китайцы считают, что таких машин 95 процентов, и бьются за создание дешевого городского электромобиля. Если у них получится, источник тока будет стоить не 30 тысяч долларов, а тысячу.
— На какой стадии реализация проекта?
— В самом начале. Китайцы решили стадию полупромышленного эксперимента провести за два года в России и с этой целью построить предприятие под Екатеринбургом. На нем будет получена технология, которую можно затем распространить на многотоннажное производство. Им импонирует размещение на территории технопарка «Университетский». Написана дорожная карта, на основании которой составляется бизнес-план.
Полагаю, за это время «Графен» разработает технологический регламент. Наша ближняя цель — выдать китайцам техническое задание для проектирования многотоннажного производства. Самым трудным будет перейти от десятков граммов в пробирках, как у нас сейчас, к сотням килограммов. От сотен килограммов к тысячам тонн перейти уже гораздо легче.
— Какова инвестиционная емкость проекта, чем стороны в него входят?
— Китай вкладывает в предприятие один миллион евро — это первоначальные вложения в оборудование и здание. Мы входим в инвестпроект своими головами.
Есть байка о русском изобретателе в Америке: одна из фирм долго не могла запустить сложную механическую установку. Русский стукнул молоточком в одном месте — и станок заработал. Он попросил за это тысячу долларов. Ему предложили составить калькуляцию, чтобы все выглядело культурно. В ней он указал: один доллар за удар молотком и 999 долларов за то, что знал, где ударить. Уставный капитал предприятия оценивается в два миллиона евро. То есть наши мозги они оценили в миллион евро.
Сколько на самом деле стоит идея, никогда не понятно, пока не реализуешь ее, пока не пойдут продажи продукции. К тому же на первоначальном этапе, вот как у нас, всегда есть риск: то, что получается в пробирке, может не очень хорошо получиться в большой многотоннажной печи. Наш инвестор понимает, что этот риск существует.
— То есть Chaowei Group в данном случае выступает как венчурный инвестор?
— Нет. Венчурные компании берутся, как правило, за финансирование многих идей в надежде, что из кучи бросовых один процент выстрелит и окупит все затраты. А тут взята одна конкретная идея, и она должна быть реализована. К тому же венчурные капиталы создаются, как правило, для того, чтобы совсем сырые идеи финансировать. А у нас уже есть продукт — небольшие слитки металла, их можно изучать, определять механические и электрохимические свойства.
— Какие риски вы видите? Ведь известно о китайцах: срисуют идею и сами у себя сделают.
— На самом деле так и планировалось, что мы отдаем им идею и поставим технологию, а они нам платят бонусы. У Chaowei Group 60 заводов только на территории Китая, капитализация свыше 20 миллиардов долларов. Она входит в топ-200 крупнейших компаний Китая и в топ-100, которые занимаются выпуском продукции, потому что первые сто — это строительные девелоперы. Но у изобретателя всегда есть риск налететь на жуликов, я сталкивался с этим. После того как передашь технологию, тебе пожмут руку и скажут: большое спасибо, ты очень нам помог, прости-прощай.
— Чем вы защищены в данной договоренности от такого рода рисков?
— Патент на изобретение у нас защищен международным правом. Я передаю китайцам права на его использование во всем мире, за исключением России. Если они нарушат соглашение, патент будет отозван и они перестанут быть его эксклюзивными хозяевами. К тому же помимо этой инновации у нас есть другие, которые тоже приведут к улучшению источника тока. Некий комплекс инноваций, который предстоит внедрять на перспективу, прописан нами вместе с Chaowei Group, им это все интересно.
— Как общаетесь? Через переводчика?
— Напрямую, на английском. Российских переводчиков, которые знали бы электрохимию, причем в ее китайском варианте, очень трудно найти. И партнеры у себя в Китае не могут сыскать переводчиков на русский, которые знали бы электрохимию. А на английском удобно обсуждать технические аспекты.
— Что будет представлять собой совместное предприятие?
— Если примерять к советским понятиям, то это отраслевой НИИ. Раньше как было: идею из Академии наук отправляли в отраслевой НИИ, который создавал конкретную технологию и передавал в промышленность с регламентами. Сейчас, к сожалению, в России многие НИИ ликвидированы. Структурно это будет небольшое предприятие на тысячу — полторы тысячи квадратных метров, с лабораториями и полупромышленными металлургическими и гидрометаллургическими установками. Здесь и промышленные испытания будут происходить.
— Что на выходе, какой продукт?
— Основным продуктом СП станет не собственно производство свинцово-углеродного композита, а документ на его производство, называемый «технологический регламент». Технология уйдет китайцам, которые тратят деньги на рискованную инновацию.
Придали статус
— Из российских производителей никто на эту технологию не клюнул?
— Никто, хотя о ней знают, мы с нашим бизнесом встречались. Большие деньги надо вложить, два миллиона евро, без стопроцентной гарантии, что они окупятся. Наши бизнесмены так не привыкли работать. По крайней мере, с китайской помощью будет создан технологический регламент, который потом можно будет реализовать и в России, здесь-то мы оставляем за собой все права. Когда рисковую стадию преодолеем, можно будет предлагать технологию и российским предприятиям.
— А где сейчас эти слитки изготавливаете?
— По 50–100 граммов в пробирках в лаборатории предприятия «Олимп ДМ», оно занимается переработкой отходов, содержащих драгметаллы. Я соучредитель этого предприятия.
— Областной фонд поддержки предпринимательства, правительство области чем помогают проекту?
— Уже тем, что статус придали, — не стоит сбрасывать со счетов, что китайцы относятся к чиновникам с большим пиететом, так уж они устроены. Я сначала общался с Chaowei Group как простой изобретатель, затем мне потребовалось проконсультироваться в фонде по юридическим вопросам. Меня тут же вывели на правительство области, которое заинтересовалось этим проектом. Представители двух министерств, внешнеэкономических отношений и промышленности, заявили президенту китайской компании о поддержке проекта. В результате статус СП в глазах китайцев сильно вырос, для них крайне важно, что область поддерживает. Они тут же предложили приехать к ним в гости, заключить соглашение на уровне губернаторов: провинции Чжэцзян и Свердловской области. Президент компании готов рассмотреть и другие предложения по инвестициям в уральский регион.
— А конкретно чем-то поддерживают?
— Субсидиями, вопрос земли практически уже решен. Фонд готов предоставлять юриста, таможенного брокера, что очень важно, потому что есть ограничения на трансграничное перемещение свинцовых компонентов. Помогут сделать все процедуры правильно, по закону. Финансово, честно скажу, мы не зависим ни от кого, китайцы сразу готовы были финансировать.
Сейчас разбираемся со списком оборудования под конкретную технологию: где его купить, как купить. Область предложила: если она напрямую купит за рубежом и внесет в уставный капитал это оборудование, то можно части налогов при пересечении границ избежать. Без маржи перекупщиков цена на некоторые единицы оборудования снизится на 30–40 процентов. Мы за те же деньги купим более качественное, более дорогое оборудование, чем если бы сами тут покупали. Наши специалисты поедут в Китай уже конкретно на производство согласовывать условия, чтобы наше оборудование было заточено под их действующее.
