Ванадиевый проект в Шиели может изменить мировой рынок накопителей энергии

Как ранее сообщал NBK, казахстанский Национальный центр по комплексной переработке минерального сырья (НЦ КПМС) разработал инновационную технологию получения ванадиевого электролита из черносланцевых руд Каратау. Ванадиевый электролит используется в редокс-флоу-батареях, за которыми будущее в сфере долговременного хранения энергии.

Мы решили выяснить детали: кто стоит за проектом, каковы реальные запасы месторождения и почему разработка, востребованная в Китае и Европе, пока не находит применения внутри страны.

В чем уникальность

Исследования проводились в лаборатории гидроэлектрометаллургии под руководством PhD Назиры Сейдахметовой – в рамках трехлетнего гранта Министерства науки в сумме 75 млн тенге.

"Мы получили ванадиевый электролит напрямую из метаванадата аммония. Это как бы полуфабрикат, который используется для получения пентоксида ванадия, который во всем мире сейчас используют для производства электролита" – объясняет Сейдахметова.

"Текущая себестоимость электролита составляет около $2800-3000 за тонну, а при полном переходе на переработку черносланцевых руд эта цифра может быть снижена на 15–20% по сравнению с импортными аналогами", – добавляет заместитель генерального директора НЦ КПМС, академик Досмурат Айткулов.

Заказчик из Шиели

Заказчиком исследований выступило ТОО "Фирма "Балауса", с 2008 года ведущее добычу на месторождении Баласаускандык недалеко от поселка Шиели в Кызылординской области.

При этом вопрос интеллектуальной собственности оказался сложнее, чем выглядит на первый взгляд.

"У нас свой патент, который мы давно уже разработали, – объясняет Андрей Кузнецов, соучредитель и генеральный директор ТОО "Фирма "Балауса". – Но мы очень тесно сотрудничаем с Центром [НЦ КПМС] по разным проектам. Там нюансов, связанных с технологией производства, множество".

По словам Кузнецова, патентов вокруг ванадиевого электролита существует много, международного стандарта пока нет и пространство для новых разработок остается обширным.

Кто владеет месторождением

Согласно уставу ТОО "Фирма Балауса", совладельцами компании являются британская Ferro-Alloy Resources Limited и гражданин РК Андрей Кузнецов. 

На Лондонской бирже Ferro-Alloy позиционирует себя как основного разработчика проекта Balasausqandiq. В 2024–2025 годах компания привлекла более £4 млн через серию эмиссий акций на LSE.

Структура акционеров Ferro-Alloy Resources на декабрь 2024 года:

• Vision Blue Resources Limited – 22,5%,
• Андрей Кузнецов – 13,13%,
• Николас Бриджен (CEO) – 11,76%.

Vision Blue – частный инвестиционный фонд, связанный с сэром Миком Дэвисом, бывшим CEO горнодобывающего гиганта Xstrata и нынешним председателем совета директоров Ferro-Alloy. 

Масштаб запасов

Согласно информации на сайте Ferro-Alloy, по первому из семи рудных тел месторождения подтвержденные запасы составляют 32,9 млн тонн руды со средним содержанием пентоксида ванадия 0,62% – эквивалент более чем 203 тысяч тонн V₂O₅ (основное сырье для производства ванадиевого электролита) в год. Остальные рудные тела в значительной степени не разведаны, что намекает на еще больший потенциал.

При этом, по данным Геологической службы США, глобальное производство пентоксида ванадия в 2023 году оценивалось в 100 тысяч тонн.

Казахстанские месторождения отличаются от мировых тем, что ванадий в них находится в черных сланцах, что позволяет добывать его дешевле, чем из титано-магнетитовых руд (основной источник в Китае и РФ).

"Компания Balasausqandiq намерена стать одним из крупнейших и, почти наверняка, самым низкозатратным производителем ванадия в мире", – заявляет на сайте генеральный директор Ferro-Alloy Николас Бриджен.

Однако, по словам Кузнецова, сейчас ТОО "Фирма "Балауса" занимает очень небольшую долю мирового рынка, производя ежемесячно около 300-400 тонн пентоксида ванадия. Основные покупатели – Китай, Индия и Австрия.

Ситуация должна измениться после строительства перерабатывающего завода "Баласаускандык". Проект, на который Ferro-Alloy активно ищет инвесторов, предусматривает два этапа с выходом на переработку 5 млн тонн руды в год. На первом этапе планируется производить 8,5 тыс. тонн пентоксида ванадия в год. На втором этапе объем добычи может быть увеличен в четыре раза, что доведет мощность до примерно 34 000 тонн в год.

Экономика электролита

Ванадиевый электролит – ключевой компонент редокс-флоу-батарей (VRFB), технологии накопления энергии с уникальными преимуществами. В отличие от литий-ионных аккумуляторов, VRFB практически не деградируют, работают десятилетиями, пожаробезопасны и легко масштабируются.

Мировой рынок VRFB растет на 15–20% ежегодно и к 2030 году, по прогнозам Markets and Markets, превысит $1 млрд.

Литий-ионные аккумуляторы (Li-ion) сохраняют лидерство в мобильных решениях и краткосрочном хранении энергии благодаря низким капитальным затратам (CAPEX от $250 до $450 за кВт·ч) и отработанной технологии массового производства. Они подходят для электромобилей, бытовых систем и частотного регулирования, но имеют сравнительно короткий срок службы – около 10–12 лет.

Ванадиевые проточные батареи (VRFB) подходят для долгосрочного и крупномасштабного хранения энергии (LDES) – для хранения от 6 часов и более. Несмотря на более высокие начальные затраты (CAPEX $350–600/кВт·ч), они обеспечивают сверхдлительный срок службы – свыше 20 000 циклов (25–30 лет) с минимальной деградацией, что снижает совокупную стоимость владения (TCO) на 25–30% за весь жизненный цикл. Уникальная архитектура VRFB позволяет независимо масштабировать мощность и ёмкость, что выгодно для промышленных и коммунальных проектов.

Безопасность и экологичность – ещё один важный фактор. VRFB используют негорючий водный электролит, что значительно снижает риск пожара и страховые издержки по сравнению с литиевой технологией, склонной к тепловым разгонам. Кроме того, ванадиевый электролит сохраняет ценность на выходе из эксплуатации – его можно очищать и повторно использовать, обеспечивая высокую остаточную стоимость и устойчивую "циркулярную" модель бизнеса.

Парадокс внутреннего спроса

И здесь начинается самое интересное. Казахстан активно развивает возобновляемую энергетику, строит суперкомпьютеры и дата-центры, запускает майнинговые фермы – все это требует надежных систем хранения энергии. Однако внутреннего спроса на ванадиевые батареи пока нет.

"Мы везде пытаемся продвинуть идею электролита, вызвать заинтересованность, получить рынок. Пока безрезультатно", – констатирует Кузнецов.

Причина, на его взгляд, в экономике масштаба. Преимущества ванадиевых батарей – долговечность, безопасность, отсутствие необходимости утилизации – проявляются только на больших мощностях. Но крупных проектов или инвесторов, готовых инвестировать сотни миллионов долларов в системы хранения энергии, в Казахстане пока нет.

"Почему же в Казахстане сейчас никому не нужны такие аккумуляторы? – задается вопросом Кузнецов. – Над этим надо работать, потому что рынок этот очень интересный. Китайцы, например, понимают, что за этим будущее".

Таким образом, парадокс в том, что Казахстан располагает одним из крупнейших ванадиевых месторождений мира, собственной технологией производства электролита и растущим спросом глобального рынка. Но пока сырье уходит в Китай и Индию, а внутренний рынок не проявляет интереса к строительству собственных ванадиевых энергохранилищ.