Согласно последним данным Главного таможенного управления Китая, в мае 2025 года Китай импортировал 11 622,7 тонны древесного угля из ореховых скорлуп, что на 15% меньше по сравнению с предыдущим месяцем и на 21% меньше по сравнению с аналогичным периодом прошлого года. Средняя импортная цена древесного угля из ореховых скорлуп в мае составила 593,18 доллара США за тонну. В марте средняя импортная цена составляла 549,46 доллара США за тонну, что свидетельствует о месячном росте средней импортной цены за тонну древесного угля из ореховых скорлуп.
В условиях роста импортных цен на древесный уголь из кокосовых скорлуп (из-за дефицита сырья, вызванного стихийными бедствиями в Юго-Восточной Азии в 2024 году, и продолжающегося роста импортных цен в 2025 году) появились различные технологические пути для «альтернативных» материалов для твердых углеродных анодов натриево-ионных аккумуляторов, которые в основном подразделяются на следующие три категории:
1. Альтернативы на основе биомассы: низкая стоимость, высокий потенциал поставок
- Твердый углерод на основе соломы
Годовой объем производства соломы в Китае превышает 1 млрд тонн (данные за 2023 год для Китая), при этом стоимость составляет всего 300–600 юаней за тонну, выход углерода составляет примерно 20%, а стоимость за тонну составляет всего 1/10 от стоимости древесного угля из кокосовых скорлуп. Теоретически это может обеспечить спрос на натриево-ионные аккумуляторы в объеме 8 ТВт⋅ч.
Благодаря оптимизации технологии псевдоожиженного слоя емкость на грамм твердого углерода на основе соломы достигает 280–300 мА⋅ч/г, что приближается к показателю твердого углерода на основе кокосовых скорлуп (300 мА⋅ч/г).
- Твердый углерод на основе бамбука
Ежегодно в Китае производится 4,5 млн тонн бамбука среднего диаметра. Стоимость древесного угля на основе бамбука составляет 500–1000 юаней за тонну, при этом его характеристики близки к характеристикам древесного угля из кокосовых скорлуп (энергетическая плотность составляет 28 Вт⋅ч/кг против 28,11 Вт⋅ч/кг для кокосовой скорлупы). Кроме того, бамбук обладает высокой твердостью и однородной структурой, что обеспечивает более стабильные поры после карбонизации.
В 2025 году твердый углерод на основе бамбука прошел серийные испытания, удовлетворяя требованиям таких применений, как двухколесные транспортные средства и системы хранения энергии (СХЭ).
- Твердый углерод на основе сахара/крахмала
Глюкоза и крахмал подвергаются гидротермальной карбонизации, при этом размер частиц контролируется с помощью добавок.
Сырье широко доступно (например, кукуруза, сладкий картофель), при этом оно обладает лучшей однородностью, чем кокосовая скорлупа (меньше примесей). Емкость на грамм превышает 300 мАч/г, что делает его подходящим для высококачественных аккумуляторов.
Требуется процесс очистки, что приводит к несколько более высокой стоимости по сравнению с соломой (примерно 800-1 200 юаней/тонна), но с автономной и контролируемой цепочкой поставок.
2. Твердый углерод на основе смолы: высокая производительность, высокая стоимость, подходит для высококачественных применений
- Технологические преимущества: твердый углерод на основе фенольной смолы демонстрирует 30%-ное улучшение однородности поровой структуры, отличную стойкость к разбуханию, емкость на грамм 350 мАч/г (превосходящую кокосовую скорлупу) и высокий коэффициент сохранения после 10 000 циклов.
- Стоимость сырья из смолы в 3-5 раз выше, чем у кокосовой скорлупы, с выходом углерода всего 20%-35%. Текущая цена составляет более 50 000 юаней/тонна. III. Твердый углерод на основе битума: сверхнизкая стоимость, производительность требует оптимизации
Побочный продукт нефтяного/каменноугольного битума, стоимостью всего 2 000-3 000 юаней/тонна и выходом углерода 54% (значительно выше, чем у биомассы).
Высокие затраты на удаление примесей на начальном этапе, склонность к графитизации при высоких температурах (недостаточный межслойный интервал), низкая начальная эффективность, требующая предварительного окисления и модификации сшивкой.
Сферы применения: низкокачественные системы хранения энергии (ESS) и низкоскоростные транспортные средства, с ценами, которые потенциально могут снизиться до 20 000-30 000 юаней/тонна.
IV. Краткосрочные и долгосрочные стратегии замещения
В краткосрочной перспективе будут доминировать материалы на основе биомассы, приоритет отдается материалам на основе бамбука и соломы (из-за низкой стоимости и достаточного предложения), дополненным некоторыми материалами на основе смолы (для повышения производительности высококачественных аккумуляторов). В долгосрочной перспективе будет проводиться масштабное производство на основе битума (после созревания технологии модификации) + материалы на основе сахара/крахмала (с преимуществами в однородности), с целью снизить целевую стоимость до уровня, сопоставимого с графитовыми анодами (30 000-50 000 юаней/тонна). Это позволит достичь диверсифицированных «рентабельных альтернатив».
«Рентабельные альтернативы» для кокосового углерода — это не единственное решение, а скорее диверсифицированная матрица «материалов на основе биомассы в качестве основы, дополненных материалами на основе смолы/битума»:
Материалы на основе биомассы, такие как солома и бамбук, стали текущими основными выборами из-за их преимуществ в стоимости (<1 000 юаней/тонна) и преимуществ в поставках (масштаб 100 млн тонн).
Материалы на основе смол отвечают спросу на высококачественные характеристики, в то время как материалы на основе пиролитического смолы ориентированы на сверхнизкозатратный рынок. Технологические итерации еще больше расширят границы сырья, способствуя переходу твердого углерода для натриево-ионных аккумуляторов от «зависимости от импорта» к «самообеспечению и контролю».
