鈉離子電池或?qū)⒄碱I(lǐng)新能源的首席位

上世紀(jì)70年代末，鈉離子電池研究幾乎同鋰離子電池同步開(kāi)展。然而，由于當(dāng)時(shí)鈉離子電池面臨的能量密度和循環(huán)性能限制，鋰離子電池更受到人們的關(guān)注。近年來(lái)，隨著鋰資源稀缺、分布不均、開(kāi)發(fā)利用困難等問(wèn)題逐漸暴露，資源分布廣的鈉離子電池重新回到人們的視野，尋找低成本的替代成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。

鈉離子電池引發(fā)廣泛關(guān)注是在去年7月，當(dāng)時(shí)動(dòng)力電池巨頭寧德時(shí)代發(fā)布了第一代鈉離子電池。但實(shí)際上在更早之前的2021年3月，鈉離子電池制造商中科海鈉完成億元級(jí)A輪融資。

2021年8月，工信部表示將適時(shí)開(kāi)展鈉離子電池標(biāo)準(zhǔn)制定，推動(dòng)鈉離子電池全面商業(yè)化。

與此同時(shí)，對(duì)能量密度要求較低的儲(chǔ)能市場(chǎng)的開(kāi)拓更為鈉離子電池的產(chǎn)業(yè)化吃了一顆定心丸。近10年來(lái)，關(guān)于鈉離子電池的研究迎來(lái)井噴式增長(zhǎng)，全球鈉離子電池公司陸續(xù)成立，標(biāo)志著鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化時(shí)代的到來(lái)。

實(shí)際上早在一年前，隨著新能源車(chē)的大批量應(yīng)用，鋰電池上游材料碳酸鋰價(jià)格已經(jīng)逐漸走高，從而引發(fā)行業(yè)對(duì)電池供應(yīng)緊張的擔(dān)憂。因此，許多業(yè)內(nèi)人士也更早地開(kāi)始關(guān)注鈉離子電池這個(gè)儲(chǔ)能行業(yè)優(yōu)質(zhì)的低成本補(bǔ)充產(chǎn)品。

中國(guó)汽車(chē)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟數(shù)據(jù)顯示，2021年，我國(guó)動(dòng)力電池累計(jì)產(chǎn)量為219.7GWh，同比增長(zhǎng)163.4%;銷(xiāo)量為186.0GWh，同比增長(zhǎng)182.3%;裝車(chē)量為154.5GWh，同比增長(zhǎng)142.8%。

動(dòng)力電池裝車(chē)量暴漲，帶動(dòng)碳酸鋰價(jià)格一路走高。

碳酸鋰主要用于生產(chǎn)磷酸鐵鋰和三元材料中的正極材料。ifind數(shù)據(jù)顯示，截至2022年3月17日，1噸電池級(jí)碳酸鋰價(jià)格為47.6萬(wàn)元，使鋰電池成本水漲船高;而作為鈉離子電池正極材料，1噸碳酸鈉的價(jià)格只有2000元-3000元。

業(yè)內(nèi)人士通過(guò)對(duì)全產(chǎn)業(yè)鏈的行業(yè)研究，發(fā)現(xiàn)在儲(chǔ)能、低速電動(dòng)車(chē)等對(duì)成本比較敏感的應(yīng)用市場(chǎng)中，鈉離子電池有突出優(yōu)勢(shì)。

鈉離子電池原理結(jié)構(gòu)同鋰電類(lèi)似，與鋰電相比，鈉離子電池資源廣、成本低且波動(dòng)小，而鋰資源價(jià)格持續(xù)攀升，鈉離子電池具備低價(jià)、價(jià)穩(wěn)條件。在全球能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型背景下，日益增長(zhǎng)的電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)和儲(chǔ)能市場(chǎng)拉動(dòng)鋰電需求，疊加疫情因素，鋰原材料價(jià)格持續(xù)上漲。截至2022年2月，主要原材料電池級(jí)碳酸鋰鹽價(jià)格突破45萬(wàn)元/噸，創(chuàng)歷史新高。

鈉離子電池成本比磷酸鐵鋰低30%

鈉離子電池或?qū)⒄碱I(lǐng)新能源的首席位

國(guó)金證券研究所數(shù)據(jù)顯示，截至2020年，全球?qū)⒔?0%的鋰資源儲(chǔ)量分布在南美洲和大洋洲，盡管中國(guó)鋰資源儲(chǔ)量位居全球第6，但難以滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的巨額需求。鋰元素的豐度很低，地殼豐度僅為0.006%，且大多數(shù)集中在南美洲，引發(fā)各大電池廠商供應(yīng)焦慮。

與之相比，鈉資源的地殼豐度高達(dá) 2.5%，不僅是地殼中第六豐富的元素，且在全球分布較為均勻，鈉離子電池資源廣，價(jià)格低廉穩(wěn)定。據(jù)中科海鈉團(tuán)隊(duì)研究，銅基鈉離子電池原材料成本為0.29元/Wh，磷酸鐵鋰電池材料成本為0.43元/Wh，鉛酸電池成本為0.40元/Wh，鈉離子電池材料具備顯著成本優(yōu)勢(shì)，比磷酸鐵鋰電池低約1/3。

鈉離子電池低成本原因主要為：

1、鈉是地殼中含量較高的幾種元素之一，比鋰豐度高2-3個(gè)數(shù)量級(jí)。原材料碳酸鈉資源豐富、價(jià)格低廉穩(wěn)定，10年價(jià)格保持在1000-4000元/噸;

2、鈉離子電池中正極材料多選用鐵、錳、銅等元素，幾乎擺脫對(duì)于豐度較低、價(jià)格昂貴的鎳、鈷元素的依賴(lài)，且選擇范圍更廣;

3、負(fù)極所用硬碳工藝要求更低，具備低成本潛力;

4、鈉離子負(fù)極集流體可使用更為廉價(jià)的鋁箔替代傳統(tǒng)鋰離子電池中的銅箔集流體，從而進(jìn)一步降低電池成本。

在鈉離子電池大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用中，儲(chǔ)能也擁有廣闊的市場(chǎng)空間。

業(yè)內(nèi)人士表示，目前，儲(chǔ)能市場(chǎng)比電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)更大，成本要求比電動(dòng)汽車(chē)要求更低，但鈉離子電池能量密度較低，體積比鋰電池要大20%-30%，所以手機(jī)，筆記本電腦等高端應(yīng)用場(chǎng)景不是鈉離子電池的主戰(zhàn)場(chǎng)。

而新能源接入市場(chǎng)對(duì)體積要求不敏感，將成為鈉離子電池的主戰(zhàn)場(chǎng)。大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)(ESS)、5G基站、戶用儲(chǔ)能、特斯拉的powerwall、光伏、風(fēng)能都將是鈉離子電池的主戰(zhàn)場(chǎng)。

2030年全球儲(chǔ)能規(guī)模達(dá)突破10億美元，2020-2030年CAGR達(dá)142%。隨著全球能源轉(zhuǎn)型迫在眉睫，各國(guó)政府相繼出臺(tái)碳中和方案，對(duì)新能源儲(chǔ)能的需求愈發(fā)強(qiáng)烈。至2030年，以發(fā)電側(cè)和用戶側(cè)新增儲(chǔ)能滲透率達(dá)到60%以上計(jì)，全球儲(chǔ)能新增市場(chǎng)需求將達(dá)1361Gwh，十年CAGR突破150%。中國(guó)市場(chǎng)儲(chǔ)能也將突破660Gwh，產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到33.1億元。

中國(guó)儲(chǔ)能爆發(fā)式增長(zhǎng)

鈉離子電池或?qū)⒄碱I(lǐng)新能源的首席位

儲(chǔ)能電站不受能量密度限制，成本低廉的鈉離子電池能夠滿足儲(chǔ)能各項(xiàng)要求，且鈉離子電池的低溫安全等特性更拓寬了配套儲(chǔ)能的應(yīng)用場(chǎng)景。

快速擴(kuò)容的儲(chǔ)能市場(chǎng)，有望帶動(dòng)鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。新增儲(chǔ)能中電化學(xué)儲(chǔ)能占比躍升，鋰離子電池占比90%的首選優(yōu)勢(shì)為相似性能而成本更優(yōu)的鈉離子電池發(fā)展打下“強(qiáng)心劑”。

儲(chǔ)能市場(chǎng)未來(lái)空間十分廣闊，鈉離子電池同樣面臨著多種儲(chǔ)能方式(氫燃料電池、釩電池、飛輪儲(chǔ)能等)的激烈競(jìng)爭(zhēng)。除了控制成本外，鈉離子電池需要在一致性、安全性上精準(zhǔn)控制，并積極拓寬自己在低溫區(qū)、高功率儲(chǔ)能等領(lǐng)域的應(yīng)用，挖掘其不可替代性。

目前，全球近三十家企業(yè)開(kāi)始布局鈉離子電池，儲(chǔ)能、電動(dòng)車(chē)應(yīng)用多點(diǎn)開(kāi)花。除了Faradion、Tiamat和中科海鈉世界三大鈉離子電池生產(chǎn)廠商外，美國(guó)NatronEnergy、中國(guó)鈉創(chuàng)新能源等二十余家企業(yè)紛紛布局商業(yè)化鈉離子電池，并逐步拓展產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，包括儲(chǔ)能電站、5G基站、車(chē)用電池等。