隨著氣候危機(jī)愈演愈烈," 綠色轉(zhuǎn)型 " 成為大勢所趨,一批新能源產(chǎn)業(yè)也走向 " 浪潮之巔 ",鋰離子電池即是其中代表,其應(yīng)用場景橫跨消費(fèi)電子、新能源車和電力儲能,產(chǎn)業(yè)歷經(jīng) " 春天的花開 " 和 " 夏日的火爆 ",雖然難免 " 秋天的風(fēng)雨 ",但目前也仍處于收獲時節(jié)。
然而,技術(shù)原理、工藝流程相似,原材料更加易得,被行業(yè)寄予厚望的 " 兄弟 " 產(chǎn)品—鈉離子電池,產(chǎn)業(yè)化之路卻走得步履蹣跚。此前業(yè)內(nèi)曾普遍預(yù)期 2023 年是 " 鈉電元年 ",但其規(guī)模化應(yīng)用進(jìn)程卻一推再推," 元年檻 " 至今也沒能跨過。隨著研發(fā)投入、資本注入、示范項目積累越來越多,這一技術(shù)路線何時能迎來自己的 " 春天 ",也成了行業(yè)矚目的焦點。
"2025 年,鈉電會迎來產(chǎn)業(yè)化加速發(fā)展拐點,未來五年市場規(guī)模有望突破千億量級。" 在 12 月 12 日召開的主題為 " 能源自由 · 新世界 " 的第二屆海辰儲能生態(tài)日暨新品發(fā)布會上,海辰儲能電池研究院院長鄭建明作出上述判斷。
發(fā)布會現(xiàn)場,海辰儲能正式推出了歷時三年研發(fā)打造的全球首款電力儲能專用鈉離子電池∞ Cell N162Ah,據(jù)鄭建明介紹,該產(chǎn)品預(yù)計將于明年第四季度實現(xiàn) GWh 量產(chǎn)。
他還對鈦媒體 APP 透露,鈉電的量產(chǎn)可以利用目前的鋰電產(chǎn)線,既降低了投資成本,又有利于激活鋰電冗余產(chǎn)能的價值。
需求在哪里
對于新興技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化來說," 春天在哪里 " 很多時候都約等于 " 需求在哪里 "。
鄭建明認(rèn)為,鈉電之所以遲遲未能實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)規(guī)?;瘧?yīng)用,是因為沒有找到真正大規(guī)模應(yīng)用的大眾場景。大場景才能夠驅(qū)動大產(chǎn)業(yè),根據(jù)他的判斷,電力儲能將是鈉電產(chǎn)業(yè)規(guī)?;耐黄瓶?/strong>。
今年年中,我國風(fēng)電、光伏裝機(jī)合計達(dá)到 11.8 億千瓦,歷史性地超過了煤電,發(fā)電量的占比也提升到 20%,波動性新能源的持續(xù)高速發(fā)展,讓電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性面臨很大挑戰(zhàn)。隨著 " 以新能源為主體的新型電力系統(tǒng) " 建設(shè)逐步推進(jìn),我國百兆瓦級大型電站占比也已從 2020 年的 23% 提升到了今年上半年的 58%,電力儲能,尤其是大容量、差異化、長時段儲能的需求,亟待相應(yīng)高品質(zhì)、完善的產(chǎn)品和解決方案來滿足。這個市場普遍看好的萬億級賽道,也給鈉電的規(guī)?;l(fā)展提供了巨大的需求空間。
在應(yīng)用場景上,除了常規(guī)的電力儲能項目,鈉電還能有利應(yīng)對從零上三、四十度到零下三、四十度的極端環(huán)境場景。鄭建明以中東地區(qū)項目為例對鈦媒體 APP 進(jìn)一步介紹稱,在沙漠高溫地帶,鋰電儲能往往需要用自己存儲的電來為自己降溫,比如有時發(fā) 1000 度電需要 20 度電來降溫,而鈉電儲能得益于耐高溫的性能,只需要 10 度電來降溫就夠了,這就體現(xiàn)出了效率和經(jīng)濟(jì)性上的優(yōu)勢。而在低溫地帶,鈉電寬溫域的特性還能進(jìn)一步得到發(fā)揮,成為應(yīng)對極寒場景儲能的硬性解決方案。此外,海辰儲能方面也表示,以現(xiàn)在的成本來看,在客戶界面上,結(jié)合高溫低溫的穩(wěn)定性、壽命、倍率等考量,鈉電在部分電力儲能場景中已經(jīng)比鋰電更便宜了,公司也會抓住這個機(jī)遇,優(yōu)先打通這些場景,提升鈉離子電池的產(chǎn)能。
一旦需求問題得以解決,鈉電的優(yōu)勢很快就能體現(xiàn)出來。從資源供給來看,鋰元素地殼豐度約為 0.0065%,而鈉元素則能達(dá)到 2.75%,相差 400 倍以上。近年來,隨著鋰電需求的大爆發(fā),該資源供給告急的焦慮也在逐步蔓延,2019 年諾貝爾化學(xué)獎得主、有 " 鋰電池之父 " 之稱的斯坦利 · 惠廷厄姆此前也曾預(yù)警過,如果無法找到循環(huán)利用方法和替代產(chǎn)品,鋰資源可能在十年內(nèi)被消耗殆盡。而根據(jù)鄭建明的介紹,自然界的鈉資源極其豐富,如果將其中 1% 做成鈉電池,按照全球儲能每年新增 1TWh 計算,能滿足 150 億年的儲能需求。而且,鈉資源全球分布廣泛,成本低廉、自主可控,除了解困 " 缺鋰焦慮 " 外,也有助于打破因地域分布限制、價格波動等帶來的供應(yīng)鏈瓶頸與 " 卡脖子 " 風(fēng)險。
此外,前瞻產(chǎn)業(yè)研究院曾在一份報告中指出,鈉電池的產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)與鋰電池類似,而鋰電產(chǎn)線經(jīng)過改造即可兼容鈉電大部分產(chǎn)品的生產(chǎn)。海辰儲能方面也對鈦媒體 APP 表示,鈉電生產(chǎn)工藝與鋰電相似度較高,生產(chǎn)過程中會涉及到部分產(chǎn)線的改造,但相關(guān)技改成本并不高,完全能夠?qū)崿F(xiàn) " 絲滑 " 過渡。而這也有助于鈉電產(chǎn)品及上下游依托完備的鋰電產(chǎn)線快速放量,并在 2025 年迎來拐點。
鈉離子電池生產(chǎn)工藝流程,資料來源:前瞻產(chǎn)業(yè)研究院
多一種選擇
儲能行業(yè)素有 " 一鋰獨大 " 的說法,國家能源局?jǐn)?shù)據(jù)顯示,截至今年上半年,我國鋰電儲能在已建成投運(yùn)的新型儲能項目中占比高達(dá) 97%。目前儲能頭部玩家也無一例外都是走以鋰電為主的技術(shù)路線。
如果鈉電終于迎來自己的時代,這些企業(yè)的鋰電產(chǎn)品和鈉電產(chǎn)品會出現(xiàn)互相擠壓、左右互搏的問題嗎?
針對這一問題,鄭建明告訴鈦媒體 APP,鈉電儲能與鋰電儲能并非單純的替代關(guān)系,目前電力儲能的需求還在持續(xù)增長,供應(yīng)端仍存在明顯的緊缺、不均衡等問題,鋰電、鈉電可以共同發(fā)展來滿足需求缺口。在未來的發(fā)展規(guī)劃中,無論是鋰電還是鈉電,哪一個方案能夠給客戶提供更大的價值,就會提供哪個方案,公司希望打造鋰鈉互補(bǔ)的生態(tài),走向鋰鈉齊飛的未來。
換言之,鈉電產(chǎn)品是讓電力儲能 " 多了一種選擇 "。在生態(tài)日現(xiàn)場,海辰儲能數(shù)位高管也都提及 " 讓電力儲能實現(xiàn)選擇自由 " 的愿景。對此,海辰儲能聯(lián)合創(chuàng)始人、總裁王鵬程還進(jìn)一步解釋稱:" 作為一個能源參與者、建設(shè)者,海辰儲能始終認(rèn)為在可預(yù)見的未來,‘儲能 + 新能源’模式一定是實現(xiàn)能源自由的必然選擇 "。
從技術(shù)角度來看,海辰儲能發(fā)布的電力儲能專用鈉電池采用磷酸焦磷酸鐵鈉正極搭配硬碳負(fù)極的技術(shù)路線,同時采用均質(zhì)高導(dǎo)電包覆策略、微鍵合電解液配方等一系列技術(shù)創(chuàng)新,具有長壽命、寬溫域、高倍率、高能效、高安全等諸多特性。
鈦媒體 APP 也從一位行業(yè)分析師處了解到,鈉電產(chǎn)品體系主要通過正極、負(fù)極材料來確定。負(fù)極材料方面,硬碳的商業(yè)化優(yōu)勢比較明顯。正極材料方面,目前押注層狀氧化物、普魯士藍(lán)類化合物和聚陰離子化合物等方向的都有。而不同技術(shù)路線的適用場景又有所區(qū)別,比如層狀氧化物能量密度相對較高,更適合 UPS、戶儲、備用電源等場景,目前鈉電兩輪電動車很多也走這一路線;普魯士藍(lán)在能量密度、穩(wěn)定性上有一定優(yōu)勢,此前行業(yè)也有通過這一路線為新能源車研發(fā)動力電池的嘗試。但在與主流鋰電池的比較中,鈉電的能量密度始終不占優(yōu)勢,在移動場景的應(yīng)用上,難以攻克續(xù)航難題,這也讓其始終無法在動力電池領(lǐng)域大展拳腳。而相對來說,在靜態(tài)應(yīng)用場景上則較為適配。海辰儲能的鈉電產(chǎn)品屬于聚陰離子路線,能量密度低于另外兩大路線,但在熱穩(wěn)定性、循環(huán)壽命上優(yōu)勢明顯,再加之鈉電池本身在寬溫域、倍率放電、耐過放電等方面的 " 天賦 ",的確是最適合電力儲能的技術(shù)選擇。
此外,鈦媒體 APP 還了解到,得益于具有高熱穩(wěn)定性的技術(shù)路線及電池化學(xué)體系的優(yōu)化,以及 0V 超長貨架期存儲的特性,海辰儲能的鈉電產(chǎn)品在出海等業(yè)務(wù)中,尤其能為電池及系統(tǒng)的存儲、組裝、運(yùn)輸和運(yùn)營提供較高的人身和財產(chǎn)安全保障。
鈉電的未來
對于 2025 年,儲能行業(yè)的期待遠(yuǎn)不止 " 鈉電元年 "。
在 2022 年 2 月國家發(fā)改委、國家能源局印發(fā)的《" 十四五 " 新型儲能發(fā)展實施方案》中,明確提出新型儲能到 2025 年由商業(yè)化初期步入規(guī)模化發(fā)展階段,具備大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用條件的目標(biāo)。根據(jù)中國物理與化學(xué)電源行業(yè)協(xié)會的預(yù)測,屆時我國新型儲能產(chǎn)業(yè)規(guī)模將突破萬億元人民幣。在中金公司今年 12 月 5 日發(fā)布的《儲能行業(yè) 2025 年展望》報告中,也將 2025 年視為全球儲能高速增長的拐點,預(yù)計全年全球儲能出貨量(含通信儲能)將達(dá)到 449GWh,同比增長 31.5%。此外,伍德麥肯錫還預(yù)測稱,2025 年全球長時儲能裝機(jī)和市場會迎來顯著增長,累計投資額將達(dá)到 500 億美元左右。
全球儲能分類型出貨量預(yù)估(大儲即電力儲能),圖片來源:中金公司《儲能行業(yè) 2025 年展望》報告
雖然種種 " 大預(yù)測 " 難免令人有目不暇接之感,但究其根源,指向的都是如何破解新能源的 " 時空難題 "(風(fēng)電、光伏作為電源在時間維度存在間歇性、波動性問題,在空間維度存在資源分布不均勻等問題),這需要在現(xiàn)有 " 源網(wǎng)荷儲 " 體系中找到突破口,更需要儲能行業(yè)通過技術(shù)更新、多元化發(fā)展來給出答案。
當(dāng)然,行業(yè)對 " 拐點 "" 元年 "" 風(fēng)口 " 總是抱有戲劇性的期待,但拐點之后,產(chǎn)能爬坡、市占提升、成本下降的表現(xiàn),往往才是決定產(chǎn)業(yè)未來的關(guān)鍵。
中國工程院院士、中國科學(xué)院物理研究所研究員陳立泉曾表示,鈉離子電池規(guī)模化上產(chǎn)放量后,成本有望比磷酸鐵鋰電池低 20%。而在海辰儲能對鈉電未來的規(guī)劃和設(shè)想中,近兩年的當(dāng)務(wù)之急是拉升自身和供應(yīng)鏈的產(chǎn)能,并找到實實在在的訂單鎖定產(chǎn)能。當(dāng)量產(chǎn)、市場步入正軌后,該技術(shù)路線的電芯成本未來三年內(nèi)即可接近磷酸鐵鋰儲能電池,未來五年左右有望優(yōu)于磷酸鐵鋰儲能電池。而在體現(xiàn)出經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢后,鈉電產(chǎn)業(yè)也將以更快速度發(fā)展,海辰儲能鈉電項目負(fù)責(zé)人對鈦媒體 APP 表示,經(jīng)過解決方案部門對未來應(yīng)用場景、客戶渠道的調(diào)研、梳理和測算,預(yù)計鈉電未來五年市場規(guī)模有望突破千億。
無論多么美好的未來,都要從此刻出發(fā)。今年 11 月 6 日,我國工信部發(fā)布《新型儲能制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展行動方案》(征求意見稿),其中指出,要持續(xù)提升高安全、高可靠、高能效、長壽命、經(jīng)濟(jì)可行的新型儲能產(chǎn)品供給能力。也明確提及 " 支持顛覆性技術(shù)創(chuàng)新,提升高端產(chǎn)品供給能力 "" 推動鈉電池、液流電池等工程化和應(yīng)用技術(shù)攻關(guān) "。在年底企業(yè)、投資人、機(jī)構(gòu)的復(fù)盤和展望中,對明年儲能領(lǐng)域鈉電等多元技術(shù)路線的政策、資金支持也普遍看好。
看起來,鈉電又一次站上了產(chǎn)業(yè)爆發(fā)的歷史關(guān)口,萬事俱備,只待龍門一躍。
來源:鈦媒體