курсовая по инвестиционному менеджменту. проект ооо Сапфир - образец. Ооо сапфир
 Скачать 324.13 Kb.
|
3. Рыночные характеристикиСфера, в которой применяется LFP – это производство литий-ионных аккумуляторов. Литий-ионные (Li-ion) аккумуляторы в настоящее время широко применяются в качестве источников электропитания в разнообразных устройствах мобильной бытовой электроники (ноутбуки, сотовые телефоны, цифровые видео- и фотокамеры и т.д.). В ближайшее время Li-ion аккумуляторы займут большую долю и в других областях: в электромобилях, в устройствах и оборудовании военной и космической техники, военно-морского флота. Это обусловлено рядом их преимуществ: наибольшая мощность на единицу веса (возможность использования относительно небольших батарей для обеспечения потребителя высокой мощности), быстрый процесс зарядки, низкий саморазряд. В отличие от свинцово-кислотных аккумуляторов и никель-кадмиевых нет необходимости периодического сервисного обслуживания, так как не нужно контролировать состояние электролита, и нет эффекта памяти. Самым перспективным Li-ion аккумулятором в настоящее время для этих целей является аккумулятор на основе железо-фосфата лития LiFePO4 (LFP) со структурой оливина. Это обусловлено его высокой теоретической величиной ёмкости (до 170 мА·ч/г), низкой стоимостью, нетоксичностью, взрыво- и пожаробезопасностью, высокой тепловой и зарядно-разрядной стабильностью (большое число зарядно-разрядных циклов с сохранением удельных характеристик) Ниже приводятся характеристики аккумуляторов на основе LiFePO4: - стандартное напряжение – 3,3 В; - максимальное напряжение – 3,9 В; - может быть полностью разряжен (до напряжения 1,8В) в то время как свинцовый аккумулятор разряжается только на 70 %, и при большем разряжении разрушается; - может быть на 90% заряжен за 60 мин. при скорости 1С; - возможна быстрая разрядка; - отсутствие эффекта памяти; - большая ёмкость; - большое число циклов: даже при больших скоростях разряда аккумулятор выдерживает более чем 1000 циклов (5-10 лет). При нормальном разряде - до 5000 циклов; - удобство в хранении: малые токи утечки, пожаробезопасен и стабилен при высокой температуре; - относительно высокое напряжение (3.3 В) и стабильность (85% разряда – 3,3 В) - малый размер и вес (50% от веса свинцовых аккумуляторов и 70% – от щелочных); - экологичность; - высокая эффективность (95% от величины заряда); - отсутствие теплового разрушения в случае превышения номинального заряда. Li-ion аккумуляторы на основе LFP имеют существенные преимущества перед другими литий-иоными аккумуляторами. Сравнительные характеристики представлены в таблице 1. Таблица 1. Сравнительные характеристики различных литий-ионных аккумуляторов.
Батареи на железо-фосфате лития привлекли внимание военных, поскольку при высокой энергоемкости обладают (в отличие от Li-ion батарей на других материалах катода) взрыво- и пожаробезопасностью, могут работать также при низких температурах, допускают большое число циклов заряда-разряда и возможность дальнейшей эксплуатации после короткого замыкания. В 2005 г. Army Research Laboratory (США) начала финансирование разработок батарей на LFP в Space and Defense Division корпорации SAFT America Inc. (США). В 2009 г. корпорация SAFT America Inc. объявила об успешном создании технологии по производству батарей на LFP (superphosphate technology). Согласно презентациям SAFT их единственным поставщиком композита LFP является канадская компания Phostech Lithium Inc., которая производит этот материал в автоклавах жидкофазным методом. Согласно сайту компании SAFT батареи на LFP находят применение в составе следующих видов военной техники: - субмарины; - торпеды; - автономные источники питания для электрических военных кораблей; - системы жизнеобеспечения; - военные лазеры; - военная авиация; - военный транспорт; - пусковые установки ракет. Недавно открыто еще одно новое направление использования аккумуляторных батарей на основе LFP в военных разработках – создание легких экзоскелетов, предназначенных для увеличения мускульной силы человека за счет внешнего каркаса, в которых недопустим большой вес батарей. В настоящее время этот тип аккумуляторов используется в электромобилях, включая трейлеры, в самых быстрых в мире электрических мотоциклах Killacicle и мотоциклах, выпускаемых компанией Roehr Motorcicle Compani. Применяют их также компании, выпускающие электрические велосипеды, такие как Minneapolis Electric Bike Chicago Electric Bicycles. Такие аккумуляторы являются оптимальным вариантом для электрических скутеров и инвалидных колясок. Один из крупнейших производителей литий-ионных аккумуляторов. Компания SHENZHEN BAK BATTERY CO.LTD разработала аккумулятор для шахтерских ламп. Другое важное применение этих аккумуляторов – использование «умных» электрических сетей (Smart Grid Stabilization Sistems). Развитие ветряной и солнечной энергетики предопределяет необходимость создания систем хранения выработанной энергии с целью избежать скачков мощности при транспортировке энергии потребителю по электрическим сетям. Наиболее широко это направление развивается в США, Дании и Японии. (httr://www.cleandex.ru/articlts/2010/04/13/smart grid market)/ Как явствует из этого перечисления возможных направлений применения аккумуляторов на основе LFP, потребность в них будет постоянно нарастать. В мире существуют различные типы производств катодного материала на основе LFP. Характеристики и стоимость получаемых материалов зависит от области их дальнейшего применения. Одним из наиболее перспективных методов получения LFP на сегодняшний день является жидкофазный метод в сосудах высокого давления (гидротермальный метод): он позволяет синтезировать однофазные образцы LiFePO4 заданной морфологии и, что немаловажно, успешно масштабируется от лабораторной методики до промышленного производства. Гидротермальный метод получения LFP имеет ряд преимуществ перед твёрдофазным синтезом, который в настоящее время используется для получения LiFePO4 в промышленных объёмах, состоящих в следующем: 1) при синтезе через водные растворы в сосудах высокого давления возможно получать более стехиометричный по составу литий-фосфатный материал, 2) легко проводить допирование ионами других металлов в позициях ионов железа или лития в структуре для повышения электронной проводимости; 3) возможность получения наноразмерного материала требуемой морфологии. Твердофазный синтез позволяет получать катодный материалоемкости не выше 130 mAr/г при токах С/5, однако уже при токах 10 С емкость падает ниже 80 mAr/г. Это неприемлемо для ответственных применений. Характеристики материала компании «САПФИР» приведены на рис. 2 и 3. 4. Мировой и российский рынок LFP, конкуренция, перспективы Мировое производство LFP составляет около 10000 тонн/год (порядка 300 -350 млрд долларов США), и основными потребителями являются солнечная энергетика и автомобильная промышленность, где он используется в аккумуляторах гибридных автомобилей и электромобилей. Крупнейшими производителями катодного материала LFP являются: А123 Systems (США), Valence Technology (США), Phostech Lithium (Канада), Formosa Energy & Material Technology Co.,Ltd. (Тайвань), Advancd Lithium Electrochemistry Co.,Ltd. (Тайвань), Tianjin STL Energy Technology Co.,Ltd. (КНР), Pulead Technology Industry Co.,Ltd.(КНР), Hirose Tech (Тайвань). Все перечисленные компании кроме Phostech Lithium используют твердофазный синтез после предварительного размола реагентов или жидкофазный синтез без использования высоких давлений. Эти методы не позволяют получать кристаллы хорошей структуры и стехиометрического химического состава. Компания Phostech Lithium обладает как твердофазным, так и жидкофазным автоклавным методами синтеза LFP. Однако, для военных применений (согласно сайту компании) используется только LFP, произведенный жидкофазным методом. В 2010 г. компания Phostech Lithium Inc. получила инвестиции в размере 91 млн. дол. США в создание производства LFP жидкофазным методом объемом 2500 тонн/год. В пресс-релизе компании указывается, что 2500 тонн катодного материала достаточно для оснащения 50 000 электромобилей. Мировое производство электромобилей ожидается 1,3 млн шт. в 2020 г. Производство LFP в 2012 году составило 10 000 тонн, а потребность в LFP была 18900 тонн. В связи с тем, что производство LFP выросло в 2.5 раза в 2012 г. (10 000 тонн) по сравнению с 2011 г. (4 000 тонн), а также учитывая то, что в 2011 г. его производство выросло в 2-2.5 раза по сравнению с 2010 г. (примерно 1500-2000 тонн в 2010 г. по оценкам разных аналитиков) следует считать пессимистическим наш прогноз того, что потребность в LFP вырастет в 5 раз в 2017 г. по сравнению с 2012 г. и составит около 100 000 тонн в год. Крупнейшими производителями батарей на LFP являются: Panasonic (Япония), Sony (Япония), SAFT (США), BYD (КНР), China Bak (КНР), Ultralife Batteries (США), А123 Systems (США), Valence Technology (США), Synergy ScienTech Corp (Тайвань). В КНР имеются около двухсот мелких и средних производителей батарей на LFP. Рост мирового рынка катодного материала на основе LFP прогнозируется в объеме 40-50 % в год. На сегодняшний день рост потребления ограничен отсутствием материала высокого качества, требуемого для большинства применений. Маркетинговая характеристика российской отрасли катодных материалов Российская отрасль катодных материалов представлена единственным предприятием: ОАО «НЗХК» (г. Новосибирск), которое в настоящее время совместно с Роснано реализует проект по созданию производства катодного материала для литий-ионных аккумуляторов на основе железофосфата лития методом механической активации с нанесением наноразмерного углеродного электропроводящего покрытия, увеличивающего электронную и ионную проводимость. Общий бюджет проекта составляет 1577 млн руб. Выход на проектную мощность (3,5 тыс. т. в год, что составляет 7 % рынка по их прогнозу) в 1 кв. 2015 г. Используемая в проекте ООО «НЗХК» технология производства катодного материала базируется на методе механохимии и твердофазном синтезе, которые не способны обеспечить высокую (150 mAч/г) энергоемкость и долговременную стабильность работы батареи. Полученный в результате твердофазного синтеза материал не позволяет достичь энергоемкости 115 mAч/г при высоких токах (10 С). Поэтому ведущие мировые производители батарей, такие, например, как корпорация SAFT America Inc. (США) используют катодный материал, полученный методом гидротермального синтеза. ООО «САПФИР» располагает сосудами для гидротермального синтеза общим объемом более 90 куб. м, что в перспективе даст возможность получать порядка 2200 тонн в год высококачественного катодного нанокомпозита. В условиях, когда имеются жесткие ограничения поставки в Россию по импорту полученного с использованием гидротермального синтеза катодного материала (например, Канадская компания Phostech Lithium Inc отказала в поставке), а уже реализующиеся в России проекты базируются на технологических решениях, не обеспечивающих наиболее ответственные направления его применения, создание производства с использованием потенциала ООО «САПФИР» позволит обеспечить качественным катодным материалом отечественное производство аккумуляторных батарей. Конкуренция на рынке LFP Большое число производителей LFP сосредоточено в КНР. Цена на китайский материал 140 юаней (22,6 долларов США за 1 кг), но его основная качественная характеристика - энергоемкость на 20-30% меньше, чем у материала канадской компании Phostech Lithium Inc. (энергоемкость 150 Ач/кг), продаваемого по цене 40 дол.США/кг. Основные потребители LFP - тайваньские, корейские и японские производители аккумуляторных батарей его не берут, поскольку работают в сегменте дорогих изделий для ответственных применений. В КНР продается материал без гарантированных электрохимических характеристик (брак производства) по цене менее 20 дол. США/кг. Создание совершенно нового производства LFP, аналогичного предлагаемому в настоящем проекте, весьма затруднительно в связи с необходимостью использования крупных (объемом е менее 1,5 куб. м) сосудов высокого давления из специального сплава, изготовление которых - это штучный длительный дорогостоящий процесс. Так цена на сосуды Ижорского завода (г. Санкт-Петербург) составляет порядка 500 тыс. долларов США (15 млн руб.) за единицу. Налаживание производства LFP в размерах, сопоставимых с предлагаемыми в настоящем проекте, на сосудах меньшего объема очевидно менее эффективно за счет значительно более высокой трудо - и энергоемкости, сравнительно большей стоимости оборудования (зависимость цены на сосуды от их объема не прямо пропорциональна). Сегодня наши возможные конкуренты в КНР располагают сосудами лишь 0,2 куб. м. В то время как ООО «САПФИР» имеет в собственности 34 СВД объемом 1,5 куб м и 10 СВД объемом 4 куб. м., что является очень важным конкурентным преимуществом проекта. ООО «САПФИР» планирует войти в число крупных мировых производителей LFP и придерживаться стратегии лидера на Российском рынке LFP по его качеству и цене. Характеристика, особенности и перспективы развития российского рынка LFP Российский рынок LFP определяется потребностями оборонной промышленности, Росатома (системы жизнеобеспечения), РЖД и других отраслей промышленности в возобновляемых источниках энергии. Можно оценить потребность России на сегодняшний день в качественном LFP в размере 3500 т/год. Именно такой объем производства был запланирован ОАО «НЗКХ» для замещения импорта, но требуемые показатели по качеству материала не были достигнуты, а поэтому потребность в замещении импорта осталась. Мы ожидаем последующий рост потребности в LFP на российском рынке в случае доступности отечественного LFP высокого качества. В России создано крупное производство батарей на LiFePO4 на ООО «Лиотех», но без российского источника сырья. Кроме того, есть большое число компаний, которые делают батареи Li-ion, но используют в качестве катода LiCoO2. Эти компании могли бы перейти на LiFePO4 примерно за один год. Например, в ОАО «Сатурн» в Краснодаре производят аккумуляторы для спутников на LiCoO2 и в настоящее время отрабатывают технологию с использованием LiFePO4 на материале ООО «САПФИР». 5. Обзор текущей деятельности ООО «САПФИР» 5.1 Общая информация о компании ООО «САПФИР» в течение нескольких последних лет занимается разработкой отечественных катодных материалов на основе LiFePO4. Эта компания обладает большим практическим опытом по выращиванию кристаллов кварца и цинкита гидротермальным методом и имеет опыт в производстве специальных устройств (линии задержки и звукопроводы на пьезокварце), предназначенных для изделий, производимых оборонной промышленностью для нужд ВС РФ. Имеет в своём составе конструкторское бюро с огромным опытом по проектированию специального оборудования для гидротермального синтеза, работающего в различных средах, а также разнообразного термического оборудования, в том числе и высокотемпературных вакуумных печей. В ООО «САПФИР» разработана опытно-промышленная технология получения LFP-С композита гидротермальным методом на автоклавах объемом 24 л. и создана промышленная технология LFP-С на СВД объемом 1500 л. и более. Качество произведенного LFP-С композита было проверено на Химическом факультете МГУ им. М.В. Ломоносова путем изготовления Li-ion батарей в научной группе под руководством чл.-корр. РАН Антипова Е.В. Полученные характеристики подтверждают, что качество LFP от ООО «САПФИР» не уступает качеству материала от мирового лидера канадской компании Phostech Lithium (www.phostechlithium.com), которая так же как и «САПФИР» использует сосуды высокого давления для синтеза LFP. Основные физико характеристики батарей, изготовленных на основе LFP от ООО «САПФИР» приведены на рис. 1 и 2.  Рис.1. Емкость материала (тип 2СА) при различных скоростях разряда (батарея изготовлена на химфаке МГУ на катодном материале ООО «САПФИР»).  Рис.2. Кривые разряда (тип 2СА) при различных скоростях разряда (батарея изготовлена на химфаке МГУ им. М.В. Ломоносова на катодном материале ООО «САПФИР»). |