中國戰略新興產業融媒體記者 陳雯
儲能行業素有“一鋰獨大”的說法,在新型儲能新技術不斷涌現,技術路線“百花齊放”背景下,鋰離子電池儲能仍占絕對主導地位。目前,儲能頭部玩家也主要都是走以鋰電為主的技術路線。要鈉電池即使要替代鋰電池,也只是“一定場景下”進行替代。
中科海鈉發布鈉離子電池商用車解決方案,比亞迪披露鈉電池研發項目,寧德時代推出驍遙電池……前段時間,鈉電池產業化進展飛速。
鈉電池一度是電池領域的大熱賽道,但有一段時間,鈉電池似乎就被市場“遺忘”,這中間發生了什么?如今的鈉電池,是在“風口”還是在“低谷”?隨著技術的逐漸成熟,鈉電池有可能顛覆鋰電池的統治地位嗎?
>>圖片來源:寧德時代
鈉電池重回舞臺
3月24日,比亞迪發布2024年年度報告,披露了鈉電池研發項目。當前比亞迪鈉電池已實現了200Ah的電芯容量,10000+圈的循環性能,以及優于鋰電的安全性、功率性、高低溫性能等。目前已達成了MWh級儲能系統的落地。
4月18日,寧德時代官方微博預告發布會,預熱海報中的“超級科技日”字樣引發諸多期待。寧德時代在業績說明會上透露,公司正加速推進第二代鈉離子電池的研發進程,其性能指標已逐步逼近磷酸鐵鋰電池。此前,領克900已官宣搭載寧德時代驍遙電池。
根據SMM鈉電數據,2024年全球鈉電池出貨量達3.6GWh,同增260%。預計今年鈉電池出貨量將達23.1GWh,同增542%。
為何人們開始“偏愛”鈉電池?
在全球對鋰資源的需求量持續增加、供給短缺壓力已開始顯現的背景下,相較于鋰資源,我國擁有的鈉資源儲量較為充裕,可實現大規模開采利用,突破鋰資源的供需瓶頸。
擁有來源廣泛、儲量豐富、價格低廉、電池能量轉換效率高、低溫性能好等優勢的鈉電池,得以登上舞臺。
當然,這并不是鈉電池第一次來到舞臺的中央。
成也價格,敗也價格
成本問題是繞不過的坎兒。
“我們也做過一些測算,如果碳酸鋰的價格低于10萬元/噸,鈉電池基本上就很難應用了。”真鋰研究創始人、總裁墨柯表示。
2022-2023年那段時間,鋰電成本尚屬高昂。2022年11月,電池級碳酸鋰價格一度突破60萬元/噸大關,持續“高燒”的碳酸鋰價格讓下游電動車廠商苦不堪言。
相較之下,碳酸鈉的價格長期保持在5000元/噸左右的水平。東吳證券在2022年9月發表研報稱:“鋰電池成本大幅提升,給產業鏈帶來壓力,從而企業尋求新材料體系進行突破,鈉電池因為天然的成本優勢而成為首選,大規模量產后成本有望降低至0.5元/wh,相較于10萬/噸碳酸鋰下的磷酸鐵鋰電池仍具成本優勢。同時碳酸鈉對應的國內供給充足,供應鏈更為安全。”
但到了2023年,碳酸鋰價格的大幅回落,關注的焦點轉向鋰電,鈉電池也隨之失去了市場關注度。
據測算,在相同技術條件下,鈉離子的能量密度約為錳酸鋰電池和磷酸鐵鋰電池能量密度的0.7-0.8倍。能量密度低意味著,在相同體積或重量的情況下,鈉電池儲存的能量要比鋰電池少。在這個電池最關鍵的性能指標上,鈉電池遜色于它的對手。
兩年過去,如今的鈉離子技術水平發展得如何?如前文所述,比亞迪和寧德時代等頭部電池廠鈉電池已有顯著進展。另外,在電池端,傳藝科技擁有圓柱鈉電池及方形鈉電池,在2024上半年實現了841萬元收入,同增160%;維科技術已建成了兩條合計2GWh的全自動鈉電生產線;普利特子公司海四達鈉電池已供應特種車輛、工業叉車并實現訂單。
在儲能領域,鈉電從戶儲正進入到大儲應用。
去年5月11日,在國家重點研發計劃“百兆瓦時級鈉離子電池儲能技術”項目的支持下,廣西電網公司聯合南網儲能公司、中國科學院物理研究所、中科海鈉科技有限責任公司等多家單位聯合攻關,打造的全球首個10MWh鈉離子電池電網側儲能電站在廣西南寧正式投運,是我國鈉離子電池技術首次實現規模化應用。該電站的正式投運標志著鈉離子電池大規模儲能工程技術研制取得關鍵性突破。
現階段,鈉電正極、負極、電解液、設備等產業鏈環節持續實現突破,鈉電電芯的性價比持續提升,為加速鈉電池產業化進程提供了保障。財信證券研報指出,未來隨著鈉離子電池產業鏈的逐步成熟和成本降低,鈉離子電池在相關領域的滲透會繼續加速。
招商證券分析,在動力、儲能等多個市場,鈉離子電池有望逐步走向規模應用。
“一鋰獨大”格局難以撼動
話又說回來,“完全替代”是有可能實現的嗎?
實際上,鈉電池的充放電效率和循環壽命尚未展現出足夠的突破。“鈉電池更像是一個有補充作用的產品,而非能直接取代鋰電池的技術。”湖南一家鈉電池企業的研發人員向記者坦言。
2024年,上半年鋰價繼續下降,6月底已經跌破9萬元/噸,鈉離子電池在成本上短期競爭優勢不明顯,使其商業化進程放緩。
“這就是個惡性循環,鋰電便宜,所以鈉電沒市場,鈉電沒市場,就沒法規模化,越不規模化,就越沒有希望降低成本。”業內人士稱。
此前,研究機構EVTank聯合伊維經濟研究院共同發布了《中國鈉離子電池行業發展白皮書(2024年)》。EVTank統計數據顯示,2023年中國鈉離子電池實際出貨量僅為0.7GWh,遠低于之前預測的3GWh。EVTank在白皮書中分析,鈉離子電池的平均價格仍在三元鋰離子電池、磷酸鐵鋰電池和鉛酸電池等競品之上。
鈉離子電池產業鏈各環節企業要更多地通過原材料降本、規模效應降本、技術進步降本等多方面措施盡快降低成本,提升在下游應用場景中的競爭力。
在鈉離子電池的關鍵材料中,正極材料是決定電池性能和成本的主要因素之一,且在原材料成本中占比最大,超過三成。從技術路線發展來看,基于正極材料差異化,目前鈉電已經發展為層狀氧化物、聚陰離子化合物、普魯士藍類化合物三大技術路線。由于三大技術路線優勢、劣勢各異,且市場需求及響應速度不同,產業化進度也存在差異。
從三種鈉離子電池技術性能指標對比來看,層狀過渡金屬氧化物在能量密度、循環壽命、倍率性能、物料成本等方面在三種技術路線中綜合表現較好,已率先實現產業化;聚陰離子化合物穩定性高,具備最長的理論循環壽命,落地低速車、儲能等應用前景廣闊,產業化速度較快。普魯士藍類化合物盡管能量密度、物料成本等方面具備優勢,但由于制備結晶化及熱失控后產生有毒氣體、循環壽命較短等問題亟待解決,目前產業化進度較慢。
由此,前瞻產業研究院預計,鈉離子電池規模化量產與大規模商業化應用尚需時日,與鋰離子電池的應用競爭格局短期內不會有明顯變化。
近年來,有關部門陸續出臺了多項政策,支持鈉離子電池加速創新成果轉化,支持先進產品量產能力建設。2022年,《“十四五”能源領域科技創新規劃》將鈉離子電池列入,支持鈉離子電池前沿技術和核心技術裝備攻關。科技部在“十四五”期間實施的“儲能與智能電網技術”重點專項中,也將鈉離子電池技術列為子任務,積極推動鈉離子電池的規模化生產以及在儲能、兩輪電動車領域的應用示范。2023年1月,工信部等六部門印發了《關于推動能源電子產業發展的意見》,明確提出要加快鈉離子電池技術突破和規模化應用。利好層層疊加,推動未來鈉離子電池技術向前沿技術攻關、細分領域應用、規模化生產與應用等目標發展。
政策為鈉離子電池行業的發展提供了明確方向的同時,也為鈉離子電池市場資本活躍率提升發展提供了良好的條件。
從項目來看,鈉離子電池技術在儲能、低速電動車等領域具有廣闊的應用前景,成為企業關注和投資的重要領域之一,項目投資主要用于鈉離子電池生產基地建設、鈉離子電池關鍵材料的技術攻關與產業化發展等。從技術支撐體系來看,中國鈉離子電池創新單元主要包括新型儲能與能量轉換納米材料研究中心、電網安全與節能國家重點實驗室等國家重點實驗室;北京國能新能源產業投資基金、長沙先進儲能產業投資基金合伙企業等產業投資基金;《鈉離子電池術語和詞匯》《鈉離子電池符號和命名》等相關技術標準正在起草中。
儲能行業素有“一鋰獨大”的說法,能源節約和科技裝備司副司長邊廣琦介紹,在新型儲能新技術不斷涌現,技術路線“百花齊放”背景下,鋰離子電池儲能仍占絕對主導地位。目前,儲能頭部玩家也主要都是走以鋰電為主的技術路線。要鈉電池即使要替代鋰電池,也只是“一定場景下”進行替代。
應該指出的是,鈉電儲能與鋰電儲能并非單純的替代關系,鈉電產品是讓電力儲能“多了一種選擇”。目前電力儲能的需求還在持續增長,供應端仍存在明顯的緊缺、不均衡等問題,鋰電、鈉電仍需共同發展以滿足需求缺口。
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