В рамках программы «Приоритет 2030» МФТИ реализует проект «Создание конкурентоспособных энергоустановок для электрических транспортных средств», цель которого — сформировать новую отрасль систем накопления энергии для стационарных и мобильных приложений. Для этого в институте создается центр компетенций Научно-технологического центра транспортных электрохимических решений (НТЦ ТЭР) и Физтех-школы электроники, фотоники и молекулярной физики. Работа будет направлена в том числе на создание научного, технологического и инженерного задела. Она должна обеспечить выход России на опережающее развитие и переход на передовой мировой уровень. Об основных этапах реализации проекта, об участии в нем студентов и аспирантов мы поговорили с исполнительным директором НТЦ ТЭР Алексеем Кашиным.
— Как вы на данный момент оцениваете состояние отрасли электрохимических технологий в России? На что стоит обратить особое внимание?
— В настоящее время электротранспорт проникает во все большее количество рыночных ниш: в различных сегментах транспортные средства становятся более «электрическими». Электродвижение — главный технологический рынок как по объему, так и по динамике изменений и влиянию, оказываемому на смежные отрасли. А в любом электромобиле главное — его «сердце», энергоустановка.
На уровне фундаментальных научных исследований мы весьма конкурентоспособны, но с точки зрения индустрии мы отстаем, по моим прикидкам, на 12–15 лет. Центр транспортных электрохимических решений МФТИ, созданный совместно с электрохимической компанией «ИнЭнерджи», станет точкой сборки новой отрасли и обеспечит научно-технологическое сопровождение современного производства накопителей энергии в России. Мы считаем, что это наиболее значимый из формирующихся сейчас научно-технологических рынков, то есть его влияние на экономику в целом будет определяться заметными долями ВВП страны. Эта технология несомненно относится к категории сквозных.
Важно отметить, что у этого рынка очень высокая динамика: смена технологических поколений происходит каждые 2–3 года, и для успешного развития в нише важно иметь собственное технологическое видение и компетенции, которые у нашей команды, безусловно, есть.
Наш проект призван решить системные задачи. В первую очередь это создание опытного производства полного цикла для доведения до стадии серийного продукта технологий и решений как по материалам, так и по основным элементам энергоустановки. Сегодня этот разрыв между лабораторией и рынком мы намерены закрыть через создание такого гибкого производства. Такое производство масштаба 250 МВт*ч в год мы планируем разместить в непосредственной близости от Физтеха, и именно этот проект реализует перенос наработок и компетенций, которые есть, в стадию серийного производства и продукта.
Дополнительно я хотел бы подчеркнуть, что мы не про «импортозамещение», мы про «импортоопережение», то есть только собственная линия разработок позволяет создать конкурентоспособную отрасль. Понимая научные векторы как в прикладной, так и в фундаментальной части и имея качественную гипотезу рынка, мы формируем и удерживаем технологическую карту, порождающую отрасль. Гибкое опытное производство энергоустановок масштаба 250 МВт*ч в год является важнейшим шагом в этой отраслевой логике и основным предметом деятельности нашего центра на ближайшие три года.
— В рамках проекта планируется создать центр компетенций, который объединит усилия научных и технологических лабораторий и промышленных предприятий для выпуска современных систем энергообеспечения. Какие лаборатории и предприятия станут участниками этого центра? На что будет направлена основная его деятельность?
— В состав центра войдут такие крупные научные центры, как «Сколтех», Московский государственный университет им. Ломоносова, Институт проблем химической физики РАН, есть промышленные партнеры по компонентам аккумуляторов, например «РУСТОР», «УНИХИМТЕХ», по добыче сырья — «Полюс», автопроизводители, например «ГАЗ». Координацию центра и управление кооперацией и целеполаганием мы реализуем в рамках Национальной технологической инициативы совместно с компанией «ИнЭнерджи». Мы очень благодарны НТИ за системную поддержку в создании рынка и продукта.
Основная деятельность центра будет направлена на разработку конкурентоспособных металл-ионных накопителей: литиевых и постлитиевых. Также мы будем разрабатывать ключевые технологии для современной энергоустановки на их основе. В первую очередь для электротранспорта, но и для многих стационарных и квазистационарных применений тоже.
— Переход транспорта на электрическую тягу — один из самых развивающихся рынков, к 2030 году Москва планирует полностью отказаться от дизельного топлива. Насколько применимы и полезны будут разработки МФТИ в этой области?
— Правильнее будет сказать, что электродвижение — наиболее растущий сегмент транспортных инноваций. И мы, безусловно, работаем с Дептрансом Москвы. Нужно отметить, что транспортный сектор столицы относится к категории квалифицированного заказчика, коллеги здесь смотрят на несколько шагов вперед, и технологическую часть этого видения мы им помогаем сформировать. Наша задача — обеспечение опережающего научно-технологического развития в этой области для того, чтобы при формировании технологической политики мы учитывали возможности систем накопления энергии завтрашнего и даже послезавтрашнего дня. Наши наработки важны для того, чтобы мы правильно понимали тренды и планировали инфраструктуру для задач, которые будут актуальны «за горизонтом». Это наша визионерская функция. Мы считаем, что энергоустановка полностью определяет транспорт: его облик, стоимость, технические характеристики. С точки зрения стоимости и расходов на эксплуатацию энергоустановка на сегодня — во многих случаях более 50% от всего транспортного средства.
— Можно ли прогнозировать, что переход на электротранспорт будет возможен не только в Москве, но и в других регионах?
— Безусловно, можно. Мы считаем, что есть правильная логика в создании оператора электродвижения. В партнерстве с АО «РОСНАНО» мы участвуем в этом проекте, в создании зарядной инфраструктуры, и здесь, при планировании этой сети есть место и накопителям энергии. При разработке технических требований мы смотрим не только на Москву и центральные регионы, но и на все крупные города, а также промышленные объекты, где возможен эффект от применения электротранспорта. Разумеется, это не тема одного города. Электротранспорт будет представлен во всех российских агломерациях.
— Проект предусматривает взаимодействие и сотрудничество с международными партнерами?
— У нас тесная кооперация с китайскими партнерами, но есть и ряд европейских. Конечно, сейчас мы сталкиваемся с определенными сложностями, но их реально преодолеть. Кроме этого, мы работаем с рядом других стран Юго-Восточной Азии. В этом году планируется создать первые совместные лаборатории с зарубежными партнерами, которые имеют богатый опыт переноса технологий в производство. На этот опыт мы очень рассчитываем.
— Говорить о видимых результатах проекта пока рано, но тем не менее: что уже удалось с начала года осуществить?
— Если говорить о прошедшем с начала года времени, то уже есть определенные успехи по катодным материалам, коллегами из «Сколтеха» уже запущено их производство лабораторного масштаба. И у нас, и у коллег в «Сколтехе», и в целом по кооперации созданы новые материалы, на которые у нас есть интеллектуальная собственность: несколько патентов в работе, часть из них уже оформлена. Но главное наше достижение в том, что уже сформирован консорциум разработчиков и производителей компонентов электротранспорта, который перекрывает все необходимые потребности от добычи материалов до конечной продукции. Мы смотрим на задачу комплексно и понимаем, где у нас пробелы, чего не хватает. Это тоже важный результат — формирование комплексного взгляда на стоящую задачу и полное понимание того, что нам необходимо сделать. Дополнительно отмечу, что консорциумом введено в эксплуатацию три опытных производственных участка для отработки технологий изготовления ряда электродных материалов и ячеек. Выполняется несколько НИР и ОКР по разработке материалов и накопителей для наших заказчиков.
— Расскажите об основных этапах реализации проекта.
— Организация производства основных ключевых материалов для накопителей, организация опытного производства ячеек и энергоустановок на их основе объемом 0,25 ГВт*ч, создание производства ключевых материалов и в дальнейшем — организация производства масштабом более 5 ГВт*ч совместно со стратегическим индустриальным партнером.
— Сколько студентов и аспирантов МФТИ задействованы в реализации проекта?
— Сейчас у нас коллектив более 300 человек, если считать по всей кооперации, а если учитывать только сам НТЦ ТЭР, то у нас есть растущий коллектив из 60 человек с привлечением полутора десятков студентов и аспирантов.
— Кроме практических разработок, планируется ли реализовывать образовательные программы в рамках магистратуры и аспирантуры? Как будет происходить обучение?
— Конечно, у нас есть планы по созданию и образовательных программ, и студенческого конструкторского бюро, мы активно вовлекаем молодые кадры, которые работают и будут работать как на Физтехе, у индустриальных партнеров, так и в Черноголовке, в рамках «Лаборатории новой энергетики», инициативы наших уважаемых коллег по МФТИ Андрея Кривенко и Андрея Иващенко.
— Реализацией проекта занимаются НТЦ ТЭР и ФЭФМ. В чем разделение зон ответственности?
— Мы работаем над решением задач с ФЭФМ как единый коллектив. Если же говорить о каком-то разделении зон, то наука, исследования, разработка ряда материалов, создание методик, подготовка кадров — это ФЭФМ, а инжиниринг, работа с заказчиком, продуктология, постановка производства, управление кооперацией — это НТЦ ТЭР. То есть ФЭФМ — это наука, мы — бизнес и квалифицированный заказчик для науки, вместе с консорциумом — точка роста новой отрасли.
Источник: МФТИ
