四大新型儲(chǔ)能技術(shù)路線分析

儲(chǔ)能，指把太陽能、風(fēng)能、潮汐能、地?zé)崮?/strong>、電能等不易存儲(chǔ)的能量，轉(zhuǎn)換為化學(xué)能、熱能等容易存儲(chǔ)的形式進(jìn)行存儲(chǔ)，在需要的時(shí)候使用。

傳統(tǒng)儲(chǔ)能技術(shù)，主要有抽水蓄能、水力發(fā)電等機(jī)械能儲(chǔ)能，鉛酸蓄電池、磷酸鐵鋰電池等電化學(xué)儲(chǔ)能。

新型儲(chǔ)能技術(shù)，則主要有鋰離子電池、鈉離子電池、液流電池、熔鹽儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能、氫儲(chǔ)能等。

目前，新型儲(chǔ)能技術(shù)路線里，鋰離子電池、全釩液流電池、鈉離子電池和氫燃料電池是主流路線。

鋰離子電池VS鈉離子電池

工作原理方面。鋰離子電池和鈉離子電池都是二次電池（充電電池），電能的存儲(chǔ)主要依靠鋰離子（鈉離子）在正負(fù)極之間往返嵌入和脫出進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。

現(xiàn)在市面上，占據(jù)儲(chǔ)能市場的主要是鋰離子電池，尤其是安全性最高的磷酸鐵鋰電池。

鈉離子電池正處于研發(fā)階段，考慮到安全性，未來儲(chǔ)能市場，鈉離子電池有可能后來居上，逐漸搶占鋰離子電池的儲(chǔ)能市場份額。

電池成本方面。鋰離子電池原材料價(jià)格高昂，2022年10月24日，主要原材料99.2%工業(yè)零級(jí)碳酸鋰鹽價(jià)格為51.6萬元/噸。

鈉離子電池材料成本則較低，近十年價(jià)格基本穩(wěn)定在1000—4000元/噸的區(qū)間內(nèi)，經(jīng)鈉電領(lǐng)軍企業(yè)FARADION公司測算，鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化后成本約為鋰離子電池的七成。

此外，其他條件相同的情況下，電池負(fù)極集流體的選材對(duì)成本影響極大。鈉離子電池負(fù)極集流體可選用鋁箔，而鋰離子電池則必須為銅箔，兩者懸殊10%的價(jià)差。

以具體的原材料成本為例，目前，銅基鈉離子電池為0.29元/Wh，磷酸鐵鋰電池材料成本0.43元/Wh。

資源豐富度方面。鋰元素在地殼中的含量僅為0.006%，在我國主要集中在青藏高原等環(huán)境惡劣的地方，開采困難。

鈉元素則不一樣，其在地殼中的含量為2.74%，在我國廣泛分布，開采簡單。

產(chǎn)業(yè)布局企業(yè)方面。我國鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)成型，布局鈉電的企業(yè)主要有容百科技、國軒高科、中航鋰電、寧德時(shí)代、比亞迪、上汽集團(tuán)等。

鈉電產(chǎn)業(yè)布局基本承襲鋰電，現(xiàn)階段我國鈉電市場正處于初步布局階段，寧德時(shí)代正推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈成型。我國布局鈉電的企業(yè)主要有寧德時(shí)代、中科海納、鈉創(chuàng)新能源、鵬輝能源、欣旺達(dá)等。

全釩液流電池VS氫燃料電池

電池構(gòu)成方面。全釩液流電池是一種氧化還原電池，主要由儲(chǔ)存有不同價(jià)態(tài)釩離子的正極硫酸電解液、負(fù)極硫酸電解液、外接泵、電池堆體（含雙極板和電極）、儲(chǔ)液罐和質(zhì)子交換膜構(gòu)成。

工作原理方面。電池組隔膜是質(zhì)子交換膜，外接泵將儲(chǔ)液罐內(nèi)的硫酸電解液壓入電池堆體，機(jī)械動(dòng)力作用下，電解液在儲(chǔ)液罐和半電池構(gòu)成的閉合回路內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，電解液流過電極表面時(shí)，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能，電池堆體內(nèi)雙極板負(fù)責(zé)收集和傳導(dǎo)電流。

氫燃料電池的結(jié)構(gòu)與全釩液流電池稍有不同，氫燃料電池儲(chǔ)液罐內(nèi)換成了高壓儲(chǔ)氫罐，硫酸電解液換成了氫氣，另外增加了催化劑、氣體擴(kuò)散層等；工作原理則類似。

成本方面。全釩液流電池成本較高，目前約3-3.2元/Wh，其中電堆材料、電解液在成本中占比最大，接近七成。氫燃料電池的核心是電池堆，我國在這方面，核心材料依賴進(jìn)口，技術(shù)也存在短板，成本較高。

資源豐富度方面。我國釩礦資源豐富，據(jù)USGS數(shù)據(jù)，目前，中國已探明釩礦儲(chǔ)量為950萬噸，占全球總比重的43%，同時(shí)，中國產(chǎn)出了全球約六成釩金屬。

氫在自然界中含量豐富，除空氣中的氫氣，它還以化合物形態(tài)存在水中，據(jù)推算，全球海水中含有的氫，能源總量約為全球化石能源的9000余倍，根據(jù)石油和化學(xué)工業(yè)規(guī)劃院統(tǒng)計(jì)，我國當(dāng)前氫氣產(chǎn)能為4000萬噸，產(chǎn)量為3300萬噸。

市場布局方面。全釩液流電池具有技術(shù)優(yōu)勢，但成本過高，相同容量下，全釩液流電池的成本約為鋰電池的2.5倍左右，嚴(yán)重制約了其商業(yè)化進(jìn)展。

我國布局全釩液流電池的企業(yè)有國網(wǎng)英大、攀鋼釩鈦、西子潔能、海德股份、中和儲(chǔ)能等。

氫燃料電池方面，我國整體研究還比較樓后，難以同發(fā)達(dá)國家競爭。我國布局氫燃料電池的企業(yè)有國電投氫能公司、雪人股份、上海神力、中科氫能、龍?bào)纯萍肌|氫科技、通用氫能等。