По прогнозам IDTechEx, литий-ионные батареи займут доминирующее положение на рынке электромобилей-микроавтомобилей, объем которого к 2045 году, по прогнозам, достигнет почти 90 миллиардов долларов США.

Варианты аккумуляторных технологий (свинцово-кислотные против литий-ионных) для различных типов электрических микроавтомобилей. Источник: IDTechEx

Почему в электромобилях-микроавтомобилях используются свинцово-кислотные батареи?

На ранних этапах развития рынка электрических микроавтомобилей основное внимание уделялось технологии свинцово-кислотных батарей. Китайские производители первыми начали массовое производство электрических микроавтомобилей в 1990-х годах, и в стране произошёл бум продаж электрических мопедов. Это случилось в то время, когда литий-ионные технологии только начинали набирать популярность и были далеки от своего нынешнего положения в индустрии мобильности. Поэтому производители обратились к свинцово-кислотным батареям — зрелому и широко доступному варианту, обеспечивающему достаточную мощность и запас хода для предполагаемого применения.
Перенесёмся в 2025 год, и свинцово-кислотные батареи остаются ключевой технологией для электрических микроавтомобилей. Это особенно актуально для мопедов и трёхколёсных транспортных средств, несмотря на быстрое развитие литий-ионных батарей за прошедшие десятилетия. В отчете IDTechEx «Микроэлектромобили 2025-2045: электрические двухколесные, трехколесные транспортные средства и микроавтомобили» делается вывод о том, что в этих сегментах, особенно в Азии, по-прежнему существует высокий спрос на маломощные транспортные средства с малым запасом хода, и что свинцово-кислотные батареи продолжают хорошо удовлетворять эти потребности.

Многие производители накопили значительный опыт работы со свинцово-кислотными батареями и не решаются переходить на альтернативные технологии, особенно на те, которые менее доступны для мелких производителей. Стоимость также имеет огромное значение на рынках, чувствительных к ценам, таких как рынок электромобилей и стран с низким уровнем дохода (например, в Юго-Восточной Азии, где широко распространены двухколесные транспортные средства). Свинцово-кислотные батареи также имеют здесь преимущество: их средняя цена в два-три раза ниже, чем у литий-ионных батарей аналогичного размера.

Почему электромобили-микроавтобусы переходят на литий-ионные батареи?

Несмотря на преимущества свинцово-кислотных батарей, рынок электромобилей постепенно смещается в сторону доминирования литий-ионных аккумуляторов. В последние годы этот сдвиг ускорился, и теперь мотоциклы и микроавтомобили работают преимущественно на литий-ионных батареях.

Сравнительная оценка технологий свинцово-кислотных и литий-ионных аккумуляторов. Источник: IDTechEx

Ключевым фактором ускорения внедрения литий-ионных батарей является их явное преимущество в производительности по сравнению со свинцово-кислотными батареями. Литий-ионные батареи обладают значительно более высокой плотностью энергии, более длительным сроком службы и более быстрым временем перезарядки. Это делает их предпочтительным выбором для мощных или дальнобойных применений, требующих большей энергоемкости (например, мотоциклы и микроавтомобили). Это также делает их стандартным выбором для большинства коммерческих электрических микротранспортных средств, где может потребоваться перевозка тяжелых грузов и где быстрая зарядка может быть интегрирована в ежедневный рабочий цикл.

Действительно, литий-ионные батареи по-прежнему дороже. Однако отчет IDTechEx показывает, что цены быстро падают, и литий-ионные батареи стали гораздо более конкурентоспособными по стоимости, чем раньше. Средние мировые цены на литий-ионные элементы упали со 145 долларов США/кВт·ч в 2023 году до всего лишь 115 долларов США/кВт·ч в 2024 году. В Китае, крупнейшем в мире рынке электромобилей, цены могут быть еще ниже, около 95 долларов США/кВт·ч.

В будущем ожидается еще большее снижение цен на литий-ионные батареи. Крупные производители, такие как CATL и BYD, уже объявили о ценах от 56 долларов США за кВт⋅ч. Между тем, в отношении свинцово-кислотных батарей возможности для снижения цен ограничены, учитывая их зрелость, и цены стагнируют на уровне около 40 долларов США за кВт⋅ч. Скорость падения цен на литий-ионные батареи станет ключевым фактором их внедрения в индустрию электромобилей-микроавтомобилей.

Размер батарей в электрических микроавтомобилях довольно мал, а это значит, что даже при текущих ценах на батареи разница в стоимости между литий-ионной и свинцово-кислотной батареей для электрического мопеда составляет приблизительно 200 долларов. Однако в отчете делается вывод, что свинцово-кислотная батарея имеет гораздо меньший срок службы и потребует замены несколько раз в течение всего срока эксплуатации мопеда. Это компенсирует разницу в цене между двумя типами батарей, в результате чего литий-ионная батарея оказывается более выгодной с точки зрения конкурентоспособности по общей стоимости владения.

Сравнение цен на литий-ионные и свинцово-кислотные аккумуляторы на основе последних разработок и объявлений. Источник: IDTechEx

Наконец, правительства также прилагают значительные усилия для поэтапного вывода свинцово-кислотных батарей из местных рынков электромобилей. Неправильная утилизация свинцово-кислотных батарей может привести к выщелачиванию свинца и кислотных отходов в почву и водоемы. Последствия этого могут быть катастрофическими для окружающей среды, включая истощение водной флоры и фауны, пожары на свалках и загрязнение воздуха. Правительства рассматривают использование литий-ионных батарей (хотя они также имеют свои проблемы с утилизацией и охраной окружающей среды) как способ смягчения рисков, связанных со свинцово-кислотными батареями.

В Азии, где эти батареи сегодня более популярны, действуют более строгие правила, ограничивающие использование свинцово-кислотных аккумуляторов. Индийская программа грантов FAME II, которая изменила внутренний рынок электромобилей в стране, предоставляет субсидии только для автомобилей, оснащенных литий-ионными батареями. Между тем, правительство Индии также поддерживает местное производство литий-ионных элементов за счет дополнительного финансирования. Китай и Индонезия также регулируют использование свинцово-кислотных батарей посредством ряда законов и стремятся к большей стандартизации литий-ионных батарей.

Автор: Пранав Джасвани, технологический аналитик компании IDTechEx