Matéria-prima para baterias

Uma usina piloto para a produção de hidróxido de lítio para baterias foi colocada em operação na Usina Química de Eletrólise de Angarsk (AEKhK, parte da TVEL. Este material é utilizado na produção de fontes de energia química, ou seja, células e baterias de íon-lítio.

Com a usina piloto em operação, os modelos tecnológicos serão desenvolvidos, os parâmetros do processo tecnológico serão confirmados e os protótipos de produtos serão obtidos. Com base nos resultados alcançados, a AEKhK desenvolverá soluções para a produção em larga escala, que serão colocadas em operação em 2024.

De acordo com o Objetivo de Desenvolvimento Sustentável da ONU, chamado “Consumo e Produção Responsáveis”, o processo não gerará resíduos e consumirá menos energia. A tecnologia clássica envolve o tratamento das matérias-primas de lítio com hidróxido de cálcio. Como resultado deste processo, para cada tonelada de produto acabado, é produzida uma tonelada de resíduos, que é carbonato de cálcio, para onde o lítio é parcialmente transferido. A AEKhK utiliza tecnologia avançada que não requer nenhuma matéria-prima além de lítio e água.

A nova produção será voltada para a exportação. As vendas devem começar este ano. Os fabricantes de componentes celulares comprarão hidróxido de lítio. “A produção de hidróxido de lítio na AEKhK permitirá à TVEL fortalecer sua posição no mercado global de lítio, que, segundo projeções para a próxima década, duplicará sua taxa de crescimento“, disse Mikhail Metelkin, diretor de negócios da Unidade de Produtos Químicos Especiais da TVEL JSC.

Células para o futuro

A TVEL já possui uma montadora de unidades de armazenamento na Tsentrotech em Novouralsk, mas os componentes para a produção de células de íon-lítio ainda são importados por enquanto. O objetivo da RENERA (a empresa integradora de sistemas de armazenamento, parte da TVEL) com a Enertech é construir e colocar em funcionamento uma planta para a produção de células de íon-lítio na Rússia até 2024. A capacidade anual da primeira etapa será de 0,6 GWh, e até 2030 ou um pouco mais tarde, a usina aumentará sua capacidade anual para 2 GWh.

As células de bateria são de diferentes tipos. Na maioria das vezes são cilíndricas, semelhantes às pilhas “AA” comuns, e menos frequentemente são prismáticas, em uma caixa de plástico rígido ou alumínio. Há também um modelo conhecido como “pouch”, um prisma plano fino, fechado em uma caixa de alumínio maleável. Dentro do corpo há um eletrólito, um cátodo e folhas de ânodo, com um separador entre eles. Para montar um dispositivo de armazenamento da energia necessária, as células são agrupadas em módulos em série ou em paralelo e conectadas a um sistema de controle comum. Em seguida, os módulos obtidos são inseridos na caixa comum, os controladores e o sistema de controle térmico se conectam, e o software (BMS) é configurado. Assim, o sistema de armazenamento de energia está pronto.

O departamento de imprensa da TVEL explicou que desenvolver e introduzir tecnologia para a fabricação de células de bateria de íon-lítio para produção em massa leva anos. Como o mercado está crescendo rapidamente, comprar uma empresa com esta tecnologia já implementada é a opção de negócio mais lucrativa.

A RENERA planeja vender células, módulos e sistemas de armazenamento de energia. O objetivo da empresa é estruturar a carteira de pedidos de forma que o volume principal recaia sobre os dois últimos produtos que são os mercados de venda, tanto o nacional (incluindo o mercado industrial doméstico) quanto o mercado global.

A Enertech, que tem uma carteira mundial de clientes, ajudará a RENERA a entrar nos mercados estrangeiros. “A fusão com um parceiro tecnológico é uma etapa estrategicamente importante para o desenvolvimento dos negócios da Rosatom no segmento de armazenamento de energia. Isso permitirá aumentar a capacidade de produção, melhorar significativamente nossas competências e desenvolvimentos no campo das baterias de íon-lítio, assim como o acesso aberto aos mercados estrangeiros“, confirmou Natalia Nikipelova.

As unidades de armazenamento são utilizadas em dois segmentos-chave: o setor de transporte ambientalmente limpo (carros elétricos e ônibus elétricos) e a indústria de energia elétrica, onde os dispositivos de armazenamento são usados como fontes de reserva de eletricidade, em sistemas de gestão da demanda, em centros de dados, em instalações alimentadas por fontes renováveis de energia, na infraestrutura de rede de organizações de distribuição de energia e outros.

“Graças à participação acionária na Enertech, construiremos na Rússia uma cadeia de produção completa de células de íon-lítio a dispositivos de armazenamento acabados para entrar nos mercados estrangeiros com produtos de classe mundial. Estou certo de que a fábrica também se tornará um estímulo para o desenvolvimento da produção local de transporte elétrico“, disse Emin Askerov, diretor geral da RENERA LLC.

O mercado mundial de dispositivos de armazenamento é extremamente promissor e espera-se que cresça a taxas gigantescas. O volume da capacidade instalada para a produção de dispositivos de armazenamento, segundo a Bloomberg, em 2020, atingiu 540 GWh. A demanda para 2020, de acordo com a Bloomberg, era de 126,6 GWh, em 2025 poderá atingir 682,7 GWh, e em 2030, 2 TWh.

REFERÊNCIA

A TVEL, Empresa de Combustível Nuclear da Rosatom é uma holding que inclui empresas de fabricação de combustível nuclear, conversão e enriquecimento de urânio, produção de centrífugas a gás, bem como organizações de pesquisa e desenvolvimento. A TVEL fornece combustível a um total de 75 reatores de energia em 15 países, reatores de pesquisa em 9 países do mundo, assim como reatores de transporte para a frota nuclear russa.

REFERÊNCIA

A quantidade de eletricidade que a unidade armazena e depois fornece é medida em Wh e em unidades derivadas. A capacidade de armazenamento é medida em Ah: esta é a intensidade da corrente de carga que a bateria pode receber ou fornecer a uma certa voltagem durante um período de tempo. A fórmula para converter a capacidade em eletricidade é: E = U Q, onde E é a energia (Wh), U é a voltagem (V) e Q é a carga elétrica (Ah).