中國儲能網(wǎng)訊：“雙碳”背景下，電化學(xué)儲能加速發(fā)展，在鋰資源供需矛盾日益突出的情況下，發(fā)展鈉離子電池產(chǎn)業(yè)對于我國減少鋰資源對外依賴具有重要的戰(zhàn)略意義。
近幾年，對于鈉離子電池技術(shù)的支持政策持續(xù)加強(qiáng)，2021年《加快推動新型儲能發(fā)展的指導(dǎo)意見》提出加快飛輪儲能、鈉離子電池等技術(shù)開展規(guī)?；囼炇痉叮弧丁笆奈濉毙滦蛢δ馨l(fā)展實施方案》將鈉離子電池技術(shù)列為新型儲能核心技術(shù)裝備攻關(guān)重點方向之一；2023年1月，工信部等六部門聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于推動能源電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》，明確加快研發(fā)鈉離子電池等新型電池。
2023年年底，國家能源局公示新型儲能試點示范項目，入圍的56個項目中，有3個鈉離子電池項目。
隨著技術(shù)的逐步成熟、政策支持力度加大以及產(chǎn)業(yè)鏈逐步完善，鈉離子電池儲能的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程和規(guī)模化應(yīng)用正在加速推進(jìn)。
但是，處于產(chǎn)業(yè)化初期的鈉離子電池儲能實現(xiàn)大規(guī)模化商業(yè)化應(yīng)用仍面臨成本、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同、標(biāo)準(zhǔn)等多方面的問題。
產(chǎn)能擴(kuò)張規(guī)模241.9GWh 總投資金額達(dá)1397.32億元
據(jù)中國儲能網(wǎng)不完全統(tǒng)計，今年1-7月，鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈簽約、開工、備案、獲批的產(chǎn)能規(guī)模約241.9GWh，涉及的投資規(guī)模達(dá)1397.32億元，涵蓋電池、電芯、正負(fù)極材料、電池模組等領(lǐng)域。
從容量規(guī)模上看，超10GWh的鈉離子電池產(chǎn)能項目共近10個，包括英能基“年產(chǎn)10GWh鈉離子儲能電池項目”、樂普鈉電“10GWh儲能系統(tǒng)產(chǎn)品生產(chǎn)項目”、派鈉科技30GWh鈉離子電芯、10萬噸配套正極材料及30GWh電池系統(tǒng)生產(chǎn)線項目、比亞迪（徐州）年產(chǎn)能30GWh鈉離子電池項目等。
從投資金額來看，這些產(chǎn)能項目基本為億元級別，超10億元的項目占比過半，其中百億元級別的投資項目共6個，包括星空鈉電在四川達(dá)州開建的鈉離子電池產(chǎn)業(yè)綜合項目，投資金額115億元；普臺能源科技在四川簽約的過100億元的鈉離子電池一體化生產(chǎn)項目；淮海弗迪鈉電池科技（徐州）有限公司獲批的“年產(chǎn)15GWh鈉離子電池項目”；投資金額100億元、湖鈉能源在浙江開工的一期年產(chǎn)4GWh鈉離子電池電芯和模組；1.5GWh鋰離子電池模組生產(chǎn)項目，投資金額為110億元。
從分布區(qū)域來看，這些產(chǎn)能項目分布在四川、湖北、陜西、山東、山西、甘肅、廣西等十多個原材料豐富、產(chǎn)業(yè)聚集度高的省份，其中甘肅省的產(chǎn)能項目最多，共7個，投資金額近百億元，規(guī)模達(dá)70GWh。
寧夏自然資源獨特，鈉電所需的正極材料碳酸鈉和氫氧化鈉、負(fù)極材料無煙煤資源儲量豐富，另外風(fēng)光資源充足為寧夏發(fā)展新能源提供了理想場所和資源稟賦，發(fā)展鈉離子電池產(chǎn)業(yè)得天獨厚。
從項目進(jìn)展來看，超60%的項目處于簽約、獲批階段，開工投產(chǎn)僅20%。
規(guī)?；瘧?yīng)用取得關(guān)鍵突破
隨著技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程加快，2023年以來，鈉離子電池在兩三輪電動車、家庭儲能、工商業(yè)儲能、新能源汽車等多個細(xì)分領(lǐng)域嶄露頭角。
鈉離子電池工作原理與鋰離子電池相似，生產(chǎn)工藝類同，相對于鋰離子電池，鈉離子電池原材料儲量豐富、易于提取、成本低廉，低溫條件下性能更好，在大規(guī)模儲能方面優(yōu)勢明顯。
在示范項目的推動下，今年前7月，15個鈉離子儲能項目開工、獲批、招標(biāo)、投運(yùn)，鈉電池在儲能領(lǐng)域應(yīng)用正在加速，實現(xiàn)了從兆瓦級時到百兆瓦級時跨越。
5月11日，我國首個大容量鈉離子電池儲能電站——伏林鈉離子電池儲能電站在廣西南寧投運(yùn)，本期投產(chǎn)規(guī)模為十兆瓦時，項目整體建成規(guī)模將達(dá)到百兆瓦時。
這是國家重點研發(fā)計劃“百兆瓦時級鈉離子電池儲能技術(shù)”項目示范工程，通過自主創(chuàng)新，首次將鈉離子電池技術(shù)應(yīng)用于大容量儲能電站。該項目投產(chǎn)標(biāo)志著鈉離子電池大規(guī)模儲能工程技術(shù)取得關(guān)鍵性突破。
項目組運(yùn)用了新的儲能變流溫控技術(shù)和安全防控技術(shù)，讓該鈉離子電池儲能系統(tǒng)能夠在實現(xiàn)能量整體轉(zhuǎn)換效率超過92%的同時，22000多個電池溫差不超過3攝氏度，轉(zhuǎn)換效率、安全性等多項關(guān)鍵指標(biāo)優(yōu)于同類鋰離子電池儲能系統(tǒng)。
6月15日，廣州發(fā)展洪湖市經(jīng)開區(qū)100MW/200MWh鈉離子儲能電站示范項目開工，該項目是國內(nèi)最大裝機(jī)容量的鈉離子電池儲能電站項目之一，是國內(nèi)首個公開招標(biāo)的百M(fèi)Wh級鈉離子電池儲能項目。
6月30日，位于湖北潛江的該項目一期 50MW/100MWh 部分已經(jīng)竣工并投入運(yùn)營，標(biāo)志著我國首個百兆瓦時鈉離子儲能項目投產(chǎn)，實現(xiàn)鈉離子新型儲能技術(shù)在全球的首次大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。
根據(jù)規(guī)劃，其容量最終將達(dá)到至 100MW/200MWh，成為世界上最大的鈉離子儲能應(yīng)用項目。
另外，今年以來，鈉離子電池儲能還在油田場景實現(xiàn)兩項應(yīng)用落地。
2月9日，大港油田聯(lián)合科研企業(yè)完成攻關(guān)，實現(xiàn)磷酸鐵鈉電池儲能先導(dǎo)試驗電站并網(wǎng)投運(yùn)。
2月17日，華北油田首臺100千瓦時鈉離子電池儲能裝備在京25-6井儲能微網(wǎng)完成控制試驗并正式投運(yùn)，實現(xiàn)了可移動、橇裝式鈉離子電池儲能裝備在油田場景下的應(yīng)用。
除此之外，上半年，大容量鈉離子電池儲能在技術(shù)上也實現(xiàn)了突破。
4月，全國首套大容量鈉離子電池儲能系統(tǒng)成功研制，該系統(tǒng)由南方電網(wǎng)廣西電網(wǎng)公司聯(lián)合南方電網(wǎng)儲能股份有限公司、中國科學(xué)院物理研究所等多家單位組成項目團(tuán)隊，基于國家重點研發(fā)項目“百兆瓦時級鈉離子電池儲能系統(tǒng)集成技術(shù)及應(yīng)用示范”課題研發(fā)而成，成功攻克了鈉離子電池規(guī)模儲能技術(shù)難題，完成了長壽命、寬溫區(qū)、高安全的鈉離子儲能電池系統(tǒng)開發(fā)，整體技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。
17家企業(yè)獲得融資 資本聚焦細(xì)分市場
作為一個重資產(chǎn)的行業(yè)，融資是助推鈉離子企業(yè)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程和研發(fā)創(chuàng)新，?推動鈉電池技術(shù)的成熟和應(yīng)用的必然選擇。
據(jù)中國儲能網(wǎng)不完全統(tǒng)計，今年前7月，共有17家企業(yè)獲得融資，融資輪數(shù)多為天使輪，最高為A+輪，融資金額千萬級別居多，也有少數(shù)億元級別的融資。
對比2023年的鈉電領(lǐng)域融資情況可以發(fā)現(xiàn)，獲得融資的企業(yè)越來越少，?中國儲能網(wǎng)曾統(tǒng)計，2023年前11月，涉及鈉電池賽道的投融資事件達(dá)近50起，今年前7月獲得融資的企業(yè)不及去年前11月的一半。
2023年，鋰價暴漲使得鈉電領(lǐng)域投資熱度空前，進(jìn)入2024年，市場相對低迷，投資越來越趨于理性，更加聚焦產(chǎn)業(yè)鏈細(xì)分市場，正極材料成為資本熱衷的方向，初創(chuàng)型企業(yè)容易獲得資本青睞。
值得一提的是，在鈉電領(lǐng)域具有“硬科技”的企業(yè)持續(xù)受到資本追捧，今年獲得融資的多家企業(yè)曾在2023年獲得多次融資。
其中，鈉離子電池關(guān)鍵材料及儲能一體化解決方案提供商樂普鈉電僅一年多時間已完成5輪融資。
具體而言，2023年3月公司完成數(shù)千萬天使輪融資；2023年3月公司獲得浙商創(chuàng)投天使+輪融資；2023年5月公司完成Pre-A輪融資，投資方包括科源產(chǎn)業(yè)基金、有孚創(chuàng)投、和仲資本；2023年6月A輪融資金安基金完成首筆投資；2024年6月晨光產(chǎn)業(yè)發(fā)展領(lǐng)投，A+輪融資完成。
在負(fù)極材料的研發(fā)上，樂普鈉電借助于前期生物質(zhì)硬碳研究結(jié)果，開發(fā)了具有優(yōu)異穩(wěn)定性和孔道結(jié)構(gòu)的多孔碳骨架，在此基礎(chǔ)上，實驗室正在進(jìn)行新型硅碳復(fù)合材料的氣相和液相方法開發(fā)，兩種方法均取得實驗室樣品，相關(guān)性能正在驗證。
今年3月，鈉離子電池正負(fù)極材料及電池體系廠商珈鈉能源完成A輪數(shù)億元融資。
珈鈉能源專注于高安全、長壽命、低成本鈉離子電池體系研究、開發(fā)、生產(chǎn)及銷售，可以提供從正極、負(fù)極、電解液、輔材到電池工藝等整套解決方案。其董事長兼首席科學(xué)家曹余良教授早在2009年就開始研究鈉離子電池，目前公司已擁有100余項發(fā)明專利，是鈉離子電池領(lǐng)域擁有核心競爭力的少數(shù)企業(yè)之一。
2022年成立至今，珈鈉能源已經(jīng)完成4輪融資，分別是2022年5月由順為資本獨家投資的數(shù)千萬元天使輪融資、2023年1月由光速中國獨家投資的數(shù)千萬人民幣Pre-A輪融資、2023年8月，由春華資本領(lǐng)投、順為資本跟投的A輪融資、2024年由自貢高投領(lǐng)投的A輪數(shù)億元融資。
此外，專注于鈉離子電池及其他電池產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)的璞鈉能源2023年12月獲得了申能集團(tuán)和復(fù)容投資的天使輪首輪融資，2024年2月獲得上海機(jī)場集團(tuán)第二輪融資，7月再獲申能集團(tuán)投資。
以硬炭和多孔炭材料為主攻方向的國科炭美今年5月獲1億元天使+輪融資，在近兩年時間里，國科炭美相繼完成種子輪、天使輪、天使+輪三輪融資。
規(guī)模化應(yīng)用還需闖過“多道關(guān)”
盡管鈉離子電池被公認(rèn)最有可能成為主流儲能技術(shù)的路線之一，未來將是鋰電池的有效補(bǔ)充和延拓，經(jīng)過2023年至今近兩年的發(fā)展，鈉電池?zé)o論是在儲能、兩輪車、A00級車、消費(fèi)電池、等領(lǐng)域都成功實現(xiàn)了應(yīng)用落地，規(guī)模化應(yīng)用也實現(xiàn)了兆瓦級到從兆瓦級時到百兆瓦級時跨越，但鈉離子電池儲能實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用還需闖過“多道關(guān)”。
成本優(yōu)勢尚未顯現(xiàn)。數(shù)據(jù)顯示，2023年中國鈉離子電池實際出貨量僅為0.7GWh，遠(yuǎn)低于之前預(yù)測的3GWh，原因在于其理論成本優(yōu)勢尚未得到體現(xiàn)，鈉離子電池的均價高于三元鋰離子電池、磷酸鐵鋰電池和鉛酸電池等競爭對手。
去年以來，受碳酸鋰價格下降影響，鋰離子電池價格由1.1元/wh的高點降至2024年6月的0.5元/wh，鉛酸電池的價格基本維持在0.4元/wh左右，均低于目前鈉離子電池的0.65元/Wh的平均價格。
規(guī)?；氢c電降本的一個主要途徑，鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)企業(yè)需要通過原材料、規(guī)模效應(yīng)、技術(shù)進(jìn)步等多方面措施促使盡快鈉離子電池降低成本，提升在下游應(yīng)用場景中的競爭力。
能量密度、循環(huán)壽命仍待提高。鈉離子電池的電芯通常為100-150 Wh/kg，最高的鈉離子電池能量密度為160Wh/Kg左右，而鋰離子電池電芯的能量密度普遍在120-200Wh/kg。這就使得制造相同容量的電池，鈉電池的體積較鋰電池，體積更大重量較重，限制了其在能量密度要求較高的應(yīng)用場景的使用。
目前，鈉離子電池的循環(huán)次數(shù)約1500次，遠(yuǎn)低于磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池，對于儲能等快速充放電等應(yīng)用場景上萬次的循環(huán)次數(shù)需求，鈉離子電池循環(huán)穩(wěn)定性和壽命相比于鋰離子電池還需大幅度提高。
雖然鈉離子電池在安全性方面具有優(yōu)勢，但在高溫、潮濕等環(huán)境下，電池的穩(wěn)定性和安全性仍需進(jìn)一步研究和改進(jìn)。
技術(shù)和材料選擇需不斷優(yōu)化。相比鋰電池，鈉電池的技術(shù)還不成熟，需要更多的研發(fā)、改進(jìn)和場景驗證，以提高其性能和可靠性。
另外，提高鈉離子電池性能的關(guān)鍵在于正極材料、負(fù)極材料和電解液的選擇和優(yōu)化，目前，在負(fù)極以硬碳為主的情況下，正極材料決定了電池的能量密度，需要通過優(yōu)化制造工藝、其他材料復(fù)合選用等方式提升材料性能。
標(biāo)準(zhǔn)化和檢測體系亟待完善。鈉離子電池作為一個產(chǎn)業(yè)化初期的儲能技術(shù)，缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和檢測體系，限制了其市場推廣和應(yīng)用。需要依托現(xiàn)有的國家級創(chuàng)新平臺、產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)、高校院所、整車企業(yè)等，加強(qiáng)低成本、高密度、長壽命鈉離子電池研發(fā)和技術(shù)攻關(guān)，持續(xù)完善政策及標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)。
產(chǎn)業(yè)鏈上下游需加強(qiáng)協(xié)同。上游材料方面，鈉離子電池與鋰離子電池產(chǎn)業(yè)鏈高度重合，目前正、負(fù)極材料、電解液已實現(xiàn)國產(chǎn)化，但隔膜等關(guān)鍵材料仍依賴進(jìn)口。下游應(yīng)用場景方面拓展不足，目前主要集中在兩輪車、儲能和中低端乘用車領(lǐng)域，上下游企業(yè)難以形成高效協(xié)同。
