Где прорывы в производстве и технологии натрий-ионных аккумуляторов? Каковы перспективы их применения?

Как важное дополнение к литиевым батареям, натрий-ионные батареи в настоящее время ограничены как колебаниями цен на карбонат лития, так и технологической зрелостью. В частности, со второй половины 2023 года развитие и инвестиции в отрасль натрий-ионных батарей были вялыми, а инвестиции и расширение мощностей переживали взлеты и падения. Связано ли это с низкими колебаниями цен на карбонат лития, трудностями в преодолении технических трудностей или взаимодействием между затратами и ценообразованием продукции? Что станет точкой прорыва для натрий-ионных батарей на следующем этапе? Каковы перспективы рыночного применения натрий-ионных батарей? Фактически, благодаря технологическим достижениям, политической поддержке и постоянному совершенствованию отраслевой цепочки, натрий-ионные батареи постепенно преодолевают различные узкие места, и перспективы их рыночного применения заслуживают глубокого внимания. Давайте рассмотрим совместный анализ и идеи аналитиков Battery Network (WeChat ID: mybattery) и DeepSeek!

Какова точка прорыва для натрий-ионных аккумуляторов?

Технологические прорывы для повышения производительности

Улучшение плотности энергии: ожидается, что плотность энергии натрий-ионного аккумулятора второго поколения компании CATL превысит 200 Вт⋅ч/кг, что является значительным улучшением по сравнению с 160 Вт⋅ч/кг у первого поколения, что сократит разрыв с литиевыми аккумуляторами.

Преимущество в работе при низких температурах: натрий-ионные аккумуляторы могут стабильно разряжаться при экстремально низких температурах до -40 °C, что делает их пригодными для использования в новых электромобилях и автомобилях с электрическим приводом в северных холодных регионах, что является ключевым фактором для дифференцированной конкуренции.

Оптимизация жизненного цикла: благодаря инновационным материалам (например, стратегиям захвата катионов, проектированию интерфейсов) и технологическим усовершенствованиям (например, полианионные катодные материалы) жизненной цикл натрий-ионных аккумуляторов превысил 6000 циклов, что обеспечивает стабильную работу в сценариях ESS (Energy Storage System (система хранения энергии)).

Пути оптимизации затрат

Замена ресурсов и материалов: Ресурсы натрия обильны и широко распространены (2,75% в земной коре). Алюминиевая фольга может заменить медную фольгу в качестве токосъемника, что еще больше снизит затраты. В настоящее время теоретическая стоимость натрий-ионных аккумуляторов может составлять всего 0,3 юаня/Вт·ч, но из-за незрелости отраслевой цепочки фактические цены остаются относительно высокими. При крупномасштабном производстве (например, запланированная мощность 248 ГВт·ч в 2024 году) ожидается, что затраты упадут ниже 0,5 юаня/Вт·ч.

Совместимость с производственной линией: натрий-ионные аккумуляторы могут использовать модифицированные существующие линии по производству литиевых аккумуляторов, что позволяет сократить первоначальные инвестиции и задействовать избыточные мощности.

Целевые сценарии применения

Сектор ESS: Натрий-ионные батареи имеют более низкие требования к плотности энергии, а их длительный срок службы, высокая безопасность и недорогие характеристики делают их весьма выгодными в секторе ESS. В 2024 году масштаб сетевого подключения отечественных проектов ESS на основе натрий-ионных батарей достигнет 66,8 МВт/151,57 МВт-ч, при этом многие проекты, такие как проект 1 МВт/1 МВт-ч на нефтяном месторождении Даган, подтверждают свою осуществимость.

Электромобили начального и среднего ценового диапазона: ожидается, что к 2025 году уровень проникновения натрий-ионных аккумуляторов достигнет 10–15% на таких нишевых рынках, как низкоскоростные электромобили и транспортные средства для логистики на короткие расстояния, что особенно подходит для экономичных средств передвижения на работу на рынках нижнего ценового диапазона.

Технология гибридных аккумуляторов: например, гибридный аккумуляторный блок Freevoy компании CATL сочетает в себе натрий-ионные и литиевые аккумуляторы, обеспечивая баланс плотности энергии и производительности при низких температурах, тем самым расширяя возможности применения.

Каковы перспективы рынка натрий-ионных аккумуляторов?

Прогноз роста спроса

Глобальный рынок: Ожидается, что к 2025 году мировой спрос на натрий-ионные аккумуляторы достигнет 23 ГВт·ч (17 ГВт·ч в секторе ESS), а размер рынка составит около 13,8 млрд юаней. К 2030 году поставки могут достичь нескольких сотен ГВт·ч, дополняя, а не заменяя литиевые аккумуляторы.

Китайский рынок: к 2025 году объем внутреннего рынка натрий-ионных аккумуляторов, по прогнозам, превысит 10 млрд юаней, а среднегодовой темп роста составит более 30%. Основными драйверами станут ESS и силовые аккумуляторы, а уровень проникновения в электроэнергетический сектор потенциально достигнет 15%.

Поддержка политики и отраслевой цепочки

Ориентация политики: «14-й пятилетний план Китая по внедрению плана развития ESS нового типа» определяет натрий-ионные батареи как ключевой фокус для прорывов. Местная политика (например, провинция Хэнань) способствует интеграции производства, академических кругов и исследований для ускорения коммерциализации технологий.

Схема мощностей: в 2024 году запланированная емкость отечественных натрий-ионных аккумуляторов достигнет 248 ГВт·ч, причем на долю таких ведущих предприятий, как CATL и BYD, придется более 50%. Экономия за счет масштаба приведет к снижению затрат.

Долгосрочная конкурентная среда

Взаимодополняемость с литиевыми батареями: натрий-ионные батареи сформируют дифференцированную конкуренцию в секторах ESS и низкоскоростных транспортных средств, в то время как литиевые батареи продолжат доминировать на рынке высококлассных электромобилей. Сосуществование этих двух будет способствовать технологической итерации и оптимизации затрат.

Международная конкуренция: китайские предприятия лидируют в секторе натрий-ионных аккумуляторов (например, CATL, HiNa Battery), но им необходимо устранить торговые барьеры ЕС и ускорить строительство заводов за рубежом, чтобы расширить свое присутствие на рынке.

Проблемы и стратегии для натрий-ионных аккумуляторов

Технические узкие места: Плотность энергии натрий-ионных аккумуляторов остается ниже, чем у аккумуляторов LFP, что требует постоянных исследований и разработок в области высокоэнергетических катодных материалов (например, слоистых оксидов, берлинской лазури).

Зрелость отраслевой цепочки: Крупномасштабное производство исходных материалов (например, твердых углеродных анодов) недостаточно, что требует более тесной интеграции и стандартизации цепочки поставок.

Осведомленность рынка: для повышения доверия пользователей необходимы демонстрационные проекты, демонстрирующие работу натрий-ионных аккумуляторов в экстремальных условиях (например, в регионах с экстремальным холодом) и в условиях длительного срока службы (например, в энергосистемах ESS).

Резюме и перспективы

Прорывные моменты для натрий-ионных аккумуляторов заключаются в повышении производительности, оптимизации затрат и дифференцированных сценариях применения. В течение следующих 3-5 лет рынок будет фокусироваться на секторах ESS и низко- и среднебюджетных электромобилей, эффективно дополняя литиевые аккумуляторы. При политической поддержке, улучшениях в цепочке производства и технологических итерациях ожидается, что натрий-ионные аккумуляторы станут ключевым столпом энергетического перехода к 2030 году.

Источник: https://news.metal.com/newscontent/103188313/Where-Are-the-Breakthroughs-in-Sodium-Ion-Battery-Products-and-Technology-What-Are-the-Prospects-for-Their-Applications