國家能源局近期公布了2021年度能源領域首臺(套)重大技術裝備(項目)名單,共75項技術裝備(項目)入圍,其中儲能領域涉及8項,1兆瓦時鈉離子儲能電池系統(tǒng)位列其中。
我國八成鋰資源依賴進口,當前,鋰離子電池難以同時支撐起電動汽車和儲能兩大產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。尋找替代或備選儲能技術,正成為世界各國技術競爭的焦點。鈉離子電池具有成本低、安全性能高、工作溫區(qū)寬等特點,可廣泛應用于低速電動車、可再生能源接入和5G通信基站等領域。
從首套到大規(guī)模應用,鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化之路要走多久?在鋰離子電池價格大幅跳漲的當前,鈉離子電池能否快速崛起并取而代之?
綜合優(yōu)勢明顯
目前,鋰電池原材料--碳酸鋰的價格已創(chuàng)近年新高,近期雖有回調(diào),但電池級碳酸鋰價格仍維持在42萬元/噸左右的高位。“企業(yè)紛紛尋找備選技術路線,而鈉離子電池是首選?!敝锌坪bc創(chuàng)始人胡勇勝向記者表示,發(fā)展鈉離子電池有望緩解因鋰資源短缺及分布不均引發(fā)的儲能發(fā)展受限的問題,具有重要的經(jīng)濟價值和戰(zhàn)略意義。
與此同時,政策層面不斷釋放積極信號。近兩年,國家發(fā)改委、國家能源局相繼發(fā)布的《關于加快推動新型儲能發(fā)展的指導意見》《“十四五”能源領域科技創(chuàng)新規(guī)劃》《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》均提到,要研發(fā)鈉離子電池等新一代高性能儲能技術。工信部明確鋰離子電池、鈉離子電池等新型電池作為推動新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的壓艙石,是實現(xiàn)碳達峰碳中和目標的關鍵支撐。
“我國鈉離子電池產(chǎn)業(yè)的推進力度和速度遠遠快于其他國家。”在眾鈉能源首席科學家趙建慶看來,隨著電動汽車和儲能市場快速發(fā)展,市場需求將激增。鈉離子電池與鋰離子電池相比,除了能量密度外,在成本、充放電倍率、低溫性能、安全性方面均不落下風,甚至更具優(yōu)勢。
2021年7月,寧德時代發(fā)布了公司第一代鈉離子電池,電芯單體能量密度達160瓦時/千克,在零下20攝氏度低溫的環(huán)境下,仍然有90%以上的放電保持率。同一時間段,中科海鈉公司研發(fā)的1兆瓦時鈉離子儲能系統(tǒng)在山西投運。由此,鈉離子電池快速進入大眾視野。
仍處于產(chǎn)業(yè)化早期
鈉離子電池將普通鋰離子電池中的鋰離子換成了鈉離子。早在上世紀七十年代,就已經(jīng)出現(xiàn)在實驗室里,但多種原因致使相關研究一度停滯。近年來,隨著電池發(fā)展難題接連被攻克,鈉離子電池成為繼鋰離子電池之后的又一新興技術。
今年以來,鈉離子電池市場化明顯加快。3月底,目前全國最大鈉離子電池規(guī)劃項目--山西新陽清潔能源項目投入試產(chǎn);4月,溫州市與中建八局等單位簽署合作,計劃打造5條鈉離子電池儲能生產(chǎn)線產(chǎn)品;5月,上海璞鈉能源鈉離子電池正極材料中試及電芯實驗線項目簽約落地。
同時,鈉離子電池成為資本市場的“新寵”,吸引了華為、碧桂園等企業(yè)跨界布局。日前,鈉離子電池企業(yè)中科海鈉、眾鈉能源分別獲得華為旗下哈勃投資和碧桂園投資;鈉創(chuàng)新能源與中信證券簽署協(xié)議,將共同推進鈉離子電池核心材料及相關產(chǎn)品的商業(yè)化。
據(jù)了解,鈉離子與鋰離子電池的結(jié)構(gòu)和工作原理較為類似,可以兼容后者現(xiàn)有材料和生產(chǎn)設備?;诖耍▽幍聲r代、鵬輝能源、欣旺達在內(nèi)的鋰電池企業(yè)均進行了產(chǎn)業(yè)規(guī)劃。正負極材料、電解液方面,容百科技、華陽股份、格林美、成都佰思格等企業(yè)也在積極布局。
趙建慶表示,當前鈉離子電池存在多條技術路線,比如正極材料可分為層狀過渡金屬氧化物、聚陰離子型材料、普魯士藍(白)類化合物等;負極以軟碳、硬碳材料應用為主。在他看來,鈉離子電池與鋰離子電池的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展歷程相似,不同路線各有適用場景,現(xiàn)階段某一技術路線還沒有獲得壓倒性優(yōu)勢,等待應用市場來考驗。
事實上,鈉離子電池仍處于產(chǎn)業(yè)化早期?!肮锯c離子電池進行了小批量生產(chǎn),產(chǎn)業(yè)鏈尚不成熟,上游原材料尚未實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn),價格太高?!冰i輝能源董秘此前回復投資者提問時表示,鈉離子電池發(fā)展需要上游材料盡快上規(guī)模。
產(chǎn)業(yè)鏈趨于完善
國家發(fā)改委副主任林念修此前表示,要加快發(fā)展鈉離子、無鈷、固態(tài)電池、燃料電池等新型電池技術,促進電池技術和材料多元化,建設完善動力電池回收利用體系,緩解稀有金屬、稀缺金屬資源供給矛盾。
被寄予厚望的鈉離子電池何時才能大規(guī)模應用?成本是亟待突破的首要問題。趙建慶告訴記者,我國鈉資源儲量豐富,電池原材料價格遠低于鋰離子電池。現(xiàn)階段,鈉離子電池負極材料--硬碳主要依賴進口。隨著各方布局落地,預計硬碳價格今年底到明年初會大幅降低。在他看來,目前,鈉離子電池全產(chǎn)業(yè)鏈僅進行了初步匹配,資源整合還有很大的優(yōu)化空間,可以進一步提升產(chǎn)品性能,降低電池全生命周期成本。
趙建慶進一步表示,鈉離子電池規(guī)模量產(chǎn)沒有明顯瓶頸,但產(chǎn)業(yè)化發(fā)展需要一個過程。當前相關企業(yè)正加速擴大產(chǎn)能,預計2023年-2025年鈉離子產(chǎn)業(yè)鏈將趨于完善。屆時,將凸顯鈉離子電池成本優(yōu)勢。
德勤財務咨詢的合伙人趙靜認為,鈉離子電池的成本可以比鋰離子電池低30%-40%,在未來市場上會有更多的應用,一定程度上可以和鋰離子電池形成互補格局。
胡勇勝認為,鈉離子電池產(chǎn)品將主要應用于150瓦時/千克以下場景,在儲能電池和低速電動車領域,將成為鋰離子電池的有益補充?!盁o論是國家政策和市場引導,還是企業(yè)自身技術發(fā)展和產(chǎn)業(yè)布局,中國都有機會獲得鈉離子電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主導權,引領鈉離子電池技術與應用的發(fā)展趨勢,率先在全球范圍內(nèi)實現(xiàn)鈉離子電池的產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化應用?!?記者 盧奇秀)
轉(zhuǎn)自:中國能源報
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