锂有所“短”,钠有所“长” 天天微头条
最近锂材价格“跌跌不休”,这引起了许多人对钠离子电池未来发展的担忧。如果锂材价格继续下行,钠离子电池是否还有市场空间?
【资料图】
其实,在储能行业喊出“钠电产业化元年”的口号时,就注定了钠电在储能领域不平凡的平凡之路。尽管今年碳酸锂价格在经历腰斩,但已成长起来的钠电,从长远来看仍具备足够的优势以抗衡锂电。
2022年,中国电子技术标准化研究院颁布《关于钠离子电池行业标准(征求意见1稿)征求意见的通知》,加速推进钠离子电池行业标准制定工作,让钠离子电池行业得以加速跃进从0到1的过程。目前已有多项政策落地,多家企业也开始紧锣密鼓的布局钠离子电池生产建设项目。
钠离子电池产业化成熟后具备成本优势和优异性能
大力发展钠电的一个重要意义,便是解决锂电“卡脖子”的问题。新能源高速发展下,锂离子电池发展或将受锂资源掣肘,钠资源则易于获得。随着便携电子设备和新能源汽车的迅猛发展,锂离子电池也进入加速发展期,2022年我国锂离子电池产量达750GWh,同比增长超过130%。
然而作为在地壳中含量仅0.0065%的元素,锂资源储量并不丰富。随着保有量进一步攀升,锂资源供应的隐患将凸显。不同于锂资源,钠资源的地壳丰度是锂资源的400多倍,有巨大的储量,在一定程度上可以缓解锂资源短缺引发的锂电发展受限问题。
相比于锂电池,钠离子电池成本优势最为突出。据中科海钠官网及《储能科学与技术》披露,相比碳酸锂(锂电池正极材料),碳酸钠(钠离子正极材料)提钠工艺简单,供给充足,价格低廉。
据Wind,2021年至今钠(工业级)产品价格区间为1.6-2.5万元/吨,即便当前碳酸锂价格在下跌,价格仍存在较大的差别。此外,钠离子电池正负极集流体可以选择更便宜的铝箔(锂离子电池采用铜箔)。据中科海钠官网披露,钠离子电池材料成本相比锂离子电池有望降低30-40%。
但目前,钠离子电池产业尚处于发展初期阶段,还没有建立起和锂离子电池一样成熟的上下游产业链体系,较多成本测算更偏理论场景。实际落地后可能会出现工业化初期生产成本偏高的情况,后续整个产业链发展完善后,成本优势方可逐渐显现。
安全性更高,钠离子电池性能相对稳定
钠离子电池在理论上还具有安全性高、高低温性能优异等优势。参考《推动我国钠离子电池产业化路径探析》的解读,钠离子电池在理论性能方面具备多种优势。
钠离子电池的电芯单体能量密度在100Wh/kg以上,高于铅酸电池,可比肩磷酸铁锂电池。其快充性能也较好,理论上讲钠离子的斯托克斯直径更小,同浓度下钠盐电解液离子电导率比锂盐电解液更高,充电速度更快。
此外,钠离子电池还具备高低温性能优异,既能忍受太阳暴晒又能经受冰冻环境,工作温度范围可达-400-80°C。
安全性方面,由于钠的活性高,在一定条件下钠枝晶比锂离子电池中形成的锂枝晶更易发生自消融,进而避免电池短路自燃,因此钠离子电池的电化学性能相对稳定。但考虑到钠离子电池还未大范围量产,上述优势或需等到产业化成熟才可充分释放。
钠离子电池将成为储能领域明日之星
储能是未来电力系统的重要环节。电源侧利用储能可实现电力调峰,电网侧可缓解电网阻塞,用户侧利用则可实现电力容量管理、峰谷价差套利等多项功能。
图:储能系统不同应用场景下钠离子电池可以发挥的作用
未来随着电力系统中新能源占比的持续提升,储能的角色将由2030年前的满足系统日内平衡调节需求为主逐步演变到2045-2060年满足不同时间和空间尺度上大规模可再生能源的调节和存储需求,预计未来储能的时长将持续拉长,形式亦将逐渐多元化,储能远期发展空间也将充分打开。
钠离子电池作为一种新型的电化学储能技术,在大规模储能应用领域可充分发挥其低成本的优势。根据《钠离子电池储能技术及经济性分析》(2022年6月发表)的解读,与锂离子电池相比,钠离子电池能量密度略低,钠离子电池应用于储能电站,虽然会增加安装设备及用地的成本。但是由于钠离子电池在充放循环中不用担心过放电的问题,放电深度可达100%,其实际可用容量近乎等于标称容量。
另外,由于钠离子电池的温度适应性较宽,在充放电过程中的辅助耗能进一步降低。在产品全生命周期内,钠离子电池储能还可以通过电池结构和工艺创新设计,降低制造、运维和电池组替换成本,从而降低整个储能电站的度电成本。就度电成本而言,钠离子电池的成本较磷酸铁锂和三元锂电池有所降低,存在成本优势。
全球首套1 MWh钠离子电池储能系统已落地。据中科海钠官网,2021年6月28日,中科海钠联合华阳集团在山西太原综改区联合推出了全球首套1 MWh钠离子电池储能系统,该系统以钠离子电池为储能主体,结合市电、光伏和充电设施形成微网系统,可根据需求与公共电网智能互动。
该项目荣获“2022储能技术创新典范TOP10”,并列入国家能源局综合司2021年度能源领域首台(套)重大技术装备项目名单且成功投入运行。该系统的投运意味着钠离子电池步入商业化应用新阶段,在储能领域迈出坚实一步。
发布人:文涛关注索比储能官方微信,第一时间获取行业资讯!
关键词:【储能】【锂离子】【钠离子】标签:
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