Пока зарубежные конкуренты пытаются сократить отставание от Китая в производстве литий-ионных батарей, местные компании успешно осваивают серийный выпуск натрий-ионных аккумуляторов, которые могут помочь снизить зависимость отрасли от лития и другого дефицитного сырья. Стоимость скутеров с натрий-ионными батареями, напоминающих модели торговой марки Vespa, находится в диапазоне от 400 до 660 долларов США.

По информации крупного китайского производителя двухколесных транспортных средств Yadea, проводившего рекламную акцию в январе 2025 года, станции быстрой зарядки в форме столбов позволяют за 15 минут подзарядить натриевый аккумулятор с 0% до 80%. Также на специальных станциях владельцы скутеров смогут обменять отработанные аккумуляторы на новые батареи после сканирования соответствующего QR-кода.

Yadea – одна из многих китайских компаний, инвестирующих в альтернативные технологии производства аккумуляторов и экологически чистого транспорта. Примечательно, что китайские производители первыми в мире выпустили автомобили на натриевых двигателях, однако они требуют дальнейшего усовершенствования из-за нестандартных габаритов и ограниченного запаса хода.

В апреле 2025 года китайская компания CATL, которая является крупнейшим в мире производителем батарей, объявила о своих планах по запуску массового производства натрий-ионных аккумуляторов для грузовых и легковых автомобилей под новым брендом Naxtra. Китайские операторы электросетей также начали строить станции для хранения энергии с использованием натрий-ионных аккумуляторов. Некоторые аналитики, давшие свои комментарии журналистам BBC, считают это направление основным вектором развития новой технологии.

Cory Combs из пекинской консалтинговой компании Trivium China, участвующий в исследованиях рынков критически важных минералов и цепочек поставок, считает, что многоцелевая стратегия китайских компаний по продвижению натрий-ионных аккумуляторов выведет их на лидирующие позиции в «глобальной гонке». Однако у участников и экспертов рынка пока нет единого мнения касательно перспектив популяризации этого сегмента.

Среди быстрорастущих направлений, которые делают упор на натрий-ионные аккумуляторные батареи, в первую очередь можно выделить высококонкурентный китайский рынок двухколесных транспортных средств. Компания Yadea уже представила три модели скутеров, оснащенных натриевыми аккумуляторами, и планирует продолжать разработки. Она также основала исследовательское подразделение Huayu New Energy Research Institute для изучения химических свойств натрий-ионных и других батарей. «Мы хотим, чтобы переход от лабораторных исследований до использования технологий клиентами занимал минимум времени», – сказал Zhou Chao, старший вице-президент компании Yadea.

«Маленькие электрические ослики»

Двухколесные транспортные средства с электродвигателями давно стали популярным видом транспорта во многих азиатских странах, включая Вьетнам и Индонезию. Жители Китая повсеместно используют их, чтобы быстрее добраться до магазинов, офисов, станций метро и не только. Неофициальное название «маленькие электрические ослики» можно объяснить сочетанием практичности и универсальности скутеров.

«Двухколесные транспортные средства обычно рассчитаны на более короткие расстояния и более низкие скорости по сравнению с автомобилями. Это позволяет снизить требования к плотности энергии и выходной мощности», – говорит Chen Xi из международного университета Xi'an-Jiaotong Liverpool University, специализирующийся на исследованиях материалов и устройств для хранения энергии. Более низкие показатели плотности натрий-ионного аккумулятора означают меньший запас энергии по сравнению с литий-ионной батареей того же размера. Основными конкурентами натрий-ионных аккумуляторов для двухколесного транспорта являются свинцово-кислотные батареи, отличающиеся еще меньшей плотностью энергии и ограниченным количеством циклов перезарядки. Их единственным преимуществом является дешевизна.

Популярность двухколесного электротранспорта, эксплуатируемого в странах Азии, открывает многообещающие перспективы к достижению экономии за счет масштаба. По данным шанхайской консалтинговой компании iResearch, только в Китае в 2023 году было продано около 55 миллионов двухколесных транспортных средств, работающих на электричестве, то есть почти в шесть раз больше, чем электромобилей всех модификаций вместе взятых.

Одной из главных целей компании Yadea является масштабирование производства. Она стремится к тому, чтобы переход на натриевые батареи охватил десятки миллионов владельцев двухколесных транспортных средств. Также планируется создать современную экосистему зарядки, чтобы устранить неудобства, связанные с необходимостью регулярно подзаряжать аккумуляторы.

По данным Shenzhen News, в 2024 году в рамках полевых исследований Yadea запустила пилотный проект, в котором приняли участие 150 тысяч курьеров по доставке еды из Шэньчжэня, мегаполиса с населением 17,8 миллиона человек на юге Китая. Идея заключалась в том, чтобы оценить востребованность программы обмена отработанных натриево-ионных аккумуляторов на полностью заряженные батареи в специально оборудованных пунктах в течение 30 секунд.

Yadea и другие компании (например, Dudu Huandian), предлагающие услугу обмена батарей, продемонстрировали настолько стремительный рост, что Шэньчжэнь в обозримом будущем можно будет назвать «городом обмена аккумуляторов». По информации Shenzhen Electric Bicycle Industry Association, торговой организации, которая сотрудничает с правительством Шэньчжэня в части продвижения сервиса обмена аккумуляторов, до конца 2025 года в городе планируется установить 20 тысяч зарядных и обменных пунктов для различных типов аккумуляторов и электрических скутеров, а к 2027 году их количество увеличится еще в 2,5 раза. В Шэньчжэне, где уже есть «парк замены батарей», будет создана обширная сеть, чтобы каждый житель мог добраться до ближайшего пункта обмена или подзарядки аккумулятора в течение пяти минут.

Особенности технологии

Натрий-ионные и литий-ионные аккумуляторы имеют схожую структуру. Главное отличие заключается в ионах – частицах, двигающихся между положительно и отрицательно заряженными электродами батареи для хранения и высвобождения энергии. Натрий, входящий в состав земной коры, по уровню распространенности примерно в 400 раз превосходит литий, поэтому натрий-ионные элементы в перспективе могут стать более доступными и дешевыми при организации массового производства и оптимизации текущих цепочек поставок в аккумуляторной промышленности. Литиевая руда в основном добывается в Австралии, Китае и Чили. Однако переработка минерала в большинстве случаев осуществляется на китайских предприятиях, поскольку на Поднебесную приходится почти 60% мировых мощностей по очистке лития.

Натрий-ионные аккумуляторы нельзя назвать принципиально новым изобретением последних лет. Их популяризация тесно связана с развитием технологий производства литий-ионных батарей. Исследования и разработки обоих элементов начались около полувека назад, причем изначально лидерство в этом направлении захватила Япония. В 1991 году всемирно известная японская компания Sony выпустила первую в мире литий-ионную батарею. Ее огромный коммерческий успех привел к тому, что разработка натрий-ионной технологии была приостановлена вплоть до 2020-х годов. К тому времени Китай стал доминирующей страной в производстве литиевых аккумуляторов благодаря активной поддержке промышленного сектора со стороны правительства.

Поворотный момент для натрий-ионных батарей наступил в 2021 году. Мировые цены на литий для батарей выросли более чем в четыре раза за 12 месяцев из-за высокого спроса на электромобили и пандемии COVID-19. Производители аккумуляторов и автомобилей, оснащенных электродвигателями, переключились на поиск альтернатив литию. «В июле 2021 года компания CATL выпустила свою первую натрий-ионную батарею, что вызвало большой интерес у представителей отрасли. Цены на литий продолжали расти в 2022 году, подталкивая многих китайских производителей к переходу на натрий», – говорит Phate Zhang, основатель шанхайского новостного агентства об электромобилях CnEVPost.

«Отсутствие дефицита поставок натрия и интерес Китая к устойчивой цепочке поставок аккумуляторов стали важными факторами роста инвестиций в исследования и разработки», – считает Kate Logan, директор Института политики азиатского общества в Вашингтоне, изучающая политику Китая в области климата и чистой энергии. В период повышения цен Поднебесная импортировала примерно 80% перерабатываемой литиевой руды, в основном из Австралии и Бразилии.

В конце 2022 года мировые цены на литий начали падать, что привело к расширению мощностей по его переработке со стороны крупных китайских производителей аккумуляторов, таких как CATL и Gotion. Китай также активизировал усилия по разработке собственных литиевых месторождений. В результате ажиотаж вокруг технологий, основанных на использовании натрия, утих, а литий вернул себе лидерство на китайском и мировом рынках.

Фактор безопасности

Одной из веских причин перехода на натрий-ионные аккумуляторы может стать их безопасность. В 2024 году Китай потрясла волна самовозгораний литий-ионных батарей, в том числе в двухколесных транспортных средствах. В январе 2025 года вспыхнул пожар на крупном заводе по производству литиевых аккумуляторов в Калифорнии. Во всем мире признали, что от внезапного возгорания не защищен ни один объект, где хранятся батареи, содержащие литий.

Некоторые представители отрасли считают натрий-ионные аккумуляторы более безопасными, так как они менее подвержены перегреву и возгоранию по сравнению с литий-ионными моделями. Хотя с точки зрения химических свойств натрий более безопасен, чем литий, пока рано говорить о том, что он не представляет какой-либо угрозы из-за отсутствия соответствующих исследований.

Если рассматривать влияние температурного режима на эксплуатационные характеристики, то реальная емкость литий-ионного аккумулятора снижается при отрицательных температурах, а время зарядки увеличивается. Натрий-ионные аккумуляторы меньше подвержены воздействию внешних условий. «По сравнению с ионами лития ионы натрия лучше циркулируют внутри батареи. Это обеспечивает более высокую проводимость и меньший процент потерь энергии», – говорит Tang Wei, профессор химического машиностроения в университете Xi'an Jiaotong University в Сиане.

Вместе со своими коллегами он разработал новый тип электролита для батареи. По предварительным оценкам, при низких температурах ее емкость будет превышать 80% от номинального значения. Ученые сотрудничают с китайскими производителями аккумуляторов, чтобы применить эту технологию на транспортных средствах и станциях хранения энергии в холодных регионах страны.

Еще одним преимуществом производства натрий-ионных батарей является уменьшение уровня загрязнений окружающей среды по сравнению с выбросами предприятий, выпускающих аккумуляторы на литий-ионных элементах. В частности, речь идет о кобальте и никеле, которые являются токсичными для людей и биосферы.

Исследование 2024 года показало, что натрий-ионные аккумуляторы могут помочь избежать истощения мировых запасов критически важного сырья из-за высоких темпов добычи. Однако при производстве батарей на основе натрия в атмосферу выбрасывается примерно столько же парниковых газов, сколько и при изготовлении литий-ионных аккумуляторов.

«Поскольку натриевые батареи находятся в стадии разработки, такие показатели, как срок службы и плотность энергии, могут быть улучшены. Если это произойдет, в будущем их воздействие на климат может быть менее ощутимым, чем у литий-ионных аккумуляторов», – считает Zhang Shan, представляющий университет Chalmers University of Technology в Гетеборге.

Подзарядка транспортных средств

Два самых первых электромобиля, укомплектованные натриевыми батареями, сошли с конвейеров в декабре 2023 года. До сих пор все доступные модели официально классифицировались в Китае под кодом «A00 (microcars)». Как отметил Xing Lei, независимый аналитик китайской автомобильной промышленности, в 2024 году было продано всего 204 таких транспортных средства, что является достаточно скромным показателем по сравнению с десятками миллионов электромобилей, реализованных в Китае.

Низкая плотность энергии все еще остается существенным недостатком натрий-ионных батарей. Исследование 2020 года показало, что по этому параметру они как минимум на 30% уступают литиевым аналогам. Как следствие, у автомобилей сокращается запас хода, который является одним из основных критериев выбора моделей.

«Натрий-ионные аккумуляторы не могут конкурировать с литий-ионными батареями по цене или производительности в четырехколесных транспортных средствах, что затрудняет их широкомасштабное использование в ближайшие два-три года», – говорит Chen Shan, аналитик по рынкам аккумуляторов из Шанхая в норвежской консалтинговой компании Rystad Energy.

Тем не менее по всему Китаю наблюдается постепенный рост популярности натриевых скутеров. Представитель компании Yadea, которая в 2024 году продала по всему миру более 13 миллионов электровелосипедов и электромопедов, сообщил журналистам, что продажи двухколесных транспортных средств с натриевыми батареями составили чуть менее тысячи единиц за первый квартал 2025 года. К началу 2026 года компания планирует построить в Ханчжоу около тысячи «столбов быстрой зарядки», специально разработанных для натрий-ионных аккумуляторов. Это означает, что расстояние между двумя ближайшими станциями не будет превышать двух километров.

Yadea – не единственный производитель, продвигающий натриевые аккумуляторы и транспортные средства с батареями на основе натрия. Компания Tailg выпускает скутеры с натриевыми аккумуляторами с 2023 года. FinDreams, подразделение по производству аккумуляторов крупного производителя электромобилей BYD, строит завод в Сюйчжоу. Натрий-ионные батареи будут выпускаться в партнерстве с Huaihai Group, производителем двух- и трехколесных транспортных средств.

Хотя свинцово-кислотные аккумуляторы продолжают доминировать на рынке, ожидается, что доля натрий-ионных батарей будет быстро расти в течение следующих пяти лет. Согласно анализу, проведенному исследовательским институтом Starting Point Research Institute из Шэньчжэня, который оценивает китайскую аккумуляторную промышленность, к 2030 году около 15% электросамокатов в Китае будут оснащены именно такими аккумуляторами (в 2023 году их было всего 0,04%).

Станции хранения энергии

Достаточно перспективным и крупным рынком для натрий-ионных аккумуляторов могут стать станции хранения энергии. За счет стационарного монтажа батарей можно компенсировать недостатки, характерные для их эксплуатации в транспортных средствах. В частности, такие параметры, как объем и вес установки, становятся менее критичными.

Хранение энергии может превратиться в быстрорастущий рынок, поскольку многие страны руководствуются стратегией энергетического перехода для уменьшения влияния отрасли на климат. По данным Международного энергетического агентства (International Energy Agency), для достижения нулевого уровня выбросов парниковых газов к 2050 году мировая емкость станций хранения энергии за период с 2022 по 2030 год должна будет увеличиться почти в 35 раз.

«В перспективе этот рынок будет играть важную роль, особенно по мере увеличения доли использования возобновляемых источников энергии. Чтобы поддерживать баланс в производстве электроэнергии, потребуется больше систем хранения. Один из аспектов использования натрий-ионных аккумуляторов в станциях хранения энергии заключается в том, что эти объекты не будут претендовать на прямую конкуренцию с автопроизводителями», – отмечает Ilaria Mazzocco, старший научный сотрудник Центра стратегических и международных исследований, некоммерческой организации из Вашингтона.

Китай, который демонстрирует впечатляющие темпы роста ветряных и солнечных электростанций, является мировым лидером в использовании накопителей для поддержки возобновляемых источников энергии. В мае 2024 года была запущена первая китайская станция хранения энергии на натрий-ионных аккумуляторах. Емкость объекта, расположенного в Гуанси-Чжуанском автономном районе, составляет 10 МВт·ч, что соответствует ежедневному потреблению электроэнергии 1500 домохозяйствами. Когда станция по хранению энергии на натрий-ионных аккумуляторах заработает в полную мощность, занимаемая оборудованием площадь увеличится примерно в 10 раз.

Следующий проект охватывает строительство еще одного хранилища энергии на основе натрий-ионных батарей в провинции Хубэй. Китайское издание Beijixing, которое отслеживает тенденции в энергетике, подсчитало, что примерно пятая часть мощности всех проектов по хранению энергии, над которыми работали местные государственные компании в 2024 году, была получена за счет использования натриевых установок.

Для перехода к массовому производству натрий-ионных батарей необходимо добиться снижения их себестоимости до уровня, на котором они смогут конкурировать с литий-ионными элементами. Об этом упомянул Zheng Jiayue, консультант консалтинговой компании Wood Mackenzie, которая специализируется на исследовании цепочек поставок систем хранения энергии. На текущем этапе развития технологий стоимость натрий-ионной батареи, хранящей условную единицу энергии, примерно на 60% превышает аналогичный показатель для литий-ионного аккумулятора. Однако аналитики некоммерческой организации China Energy Storage Alliance прогнозируют, что разрыв будет сокращаться.

Китай удерживает лидерство

Некоторые предприниматели и исследователи уже взяли на вооружение тот факт, что страны, использующие натрий, смогут снизить зависимость от Китая в сфере производства аккумуляторов. Однако если технология приобретет массовый характер, именно китайские компании возглавят мировое производство. Крупные производители батарей уже пересмотрели свои стратегии, чтобы оставаться конкурентоспособными в долгосрочной перспективе, поэтому зарубежные компании вряд ли смогут преподнести сюрпризы и обойти Китай.

Важное различие между Китаем и другими странами заключается том, что в Поднебесной можно гораздо быстрее вывести перспективную технологию из лаборатории в массовое производство. Из-за сходства в структуре ячеек существующая инфраструктура производства литий-ионных аккумуляторов может быть адаптирована для выпуска натрий-ионных батарей, что позволит сократить время и снизить стоимость коммерциализации. Исключением из этой тенденции можно назвать полностью твердотельные батареи, которые не используют жидкий электролит для транспортировки ионов и поэтому меньше зависят от промышленных цепочек.

В Китае развернуто строительство целого парка предприятий по производству натрий-ионных ячеек, причем некоторые из них уже работают. По данным китайского аналитического центра Gaogong Industrial Research, в 2024 году китайские производители планируют построить 27 таких объектов общей мощностью 180 ГВт·ч, включая завод BYD на 30 ГВт·ч в Сюйчжоу. Согласно прогнозам компании Wood Mackenzie, после ввода в эксплуатацию производственных площадок по всему миру суммарная емкость натрий-ионных батарей превысит 500 ГВт·ч к 2033 году, а доля Китая составит более 90%.

Первопроходцами отрасли, которые находятся за пределами Китая, можно назвать компании Natron Energy в США и Faradion в Великобритании. Как показывает практика, представителям других стран требуется гораздо больше времени для строительства производственных линий, поэтому им сложно конкурировать с китайскими компаниями.

Как отметила Alicia García Herrero, экономист и старший научный сотрудник брюссельского аналитического центра Bruegel, только в 2023 году китайские компании в совокупности вложили более 7,6 миллиарда долларов в исследования и разработку натрий-ионных аккумуляторов. Для сравнения, все американские стартапы, разрабатывающие решения в области аккумуляторов, которые производятся без использования лития, суммарно инвестировали 4,5 миллиарда долларов.

Что касается компании Yadea, то она расширяет свою деятельность, охватывая страны Юго-Восточной Азии, Латинской Америки и Африки, где электросамокаты так же популярны, как и в Китае. Глобальными целями одного из лидеров рынка являются массовое производство натрий-ионных аккумуляторов и развитие инфраструктуры зарядных станций для скутеров, что позволит сотням миллионов людей пользоваться экологически чистым транспортом.

По материалам bbc.com