1400亿产能扩张、规模化应用取得关键突破 1-7月钠离子电池产能、融资解析-中国储能网
2024 07/31 16:06:59
来源:中国储能网

1400亿产能扩张、规模化应用取得关键突破 1-7月钠离子电池产能、融资解析

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作者:吴涛

  中国储能网讯:“双碳”背景下,电化学储能加速发展,在锂资源供需矛盾日益突出的情况下,发展钠离子电池产业对于我国减少锂资源对外依赖具有重要的战略意义。

  近几年,对于钠离子电池技术的支持政策持续加强,2021年《加快推动新型储能发展的指导意见》提出加快飞轮储能、钠离子电池等技术开展规模化试验示范;《“十四五”新型储能发展实施方案》将钠离子电池技术列为新型储能核心技术装备攻关重点方向之一;2023年1月,工信部等六部门联合发布《关于推动能源电子产业发展的指导意见》,明确加快研发钠离子电池等新型电池。

  2023年年底,国家能源局公示新型储能试点示范项目,入围的56个项目中,有3个钠离子电池项目。

  随着技术的逐步成熟、政策支持力度加大以及产业链逐步完善,钠离子电池储能的产业化进程和规模化应用正在加速推进。

  但是,处于产业化初期的钠离子电池储能实现大规模化商业化应用仍面临成本、技术、产业链协同、标准等多方面的问题。

产能扩张规模241.9GWh 总投资金额达1397.32亿元

  据数字储能网不完全统计,今年1-7月,钠离子电池产业链签约、开工、备案、获批的产能规模约241.9GWh,涉及的投资规模达1397.32亿元,涵盖电池、电芯、正负极材料、电池模组等领域。

  从容量规模上看,超10GWh的钠离子电池产能项目共近10个,包括英能基“年产10GWh钠离子储能电池项目”、乐普钠电“10GWh储能系统产品生产项目”、派钠科技30GWh钠离子电芯、10万吨配套正极材料及30GWh电池系统生产线项目、比亚迪(徐州)年产能30GWh钠离子电池项目等。

  从投资金额来看,这些产能项目基本为亿元级别,超10亿元的项目占比过半,其中百亿元级别的投资项目共6个,包括星空钠电在四川达州开建的钠离子电池产业综合项目,投资金额115亿元;普台能源科技在四川签约的过100亿元的钠离子电池一体化生产项目;淮海弗迪钠电池科技(徐州)有限公司获批的“年产15GWh钠离子电池项目”;投资金额100亿元、湖钠能源在浙江开工的一期年产4GWh钠离子电池电芯和模组;1.5GWh锂离子电池模组生产项目,投资金额为110亿元。

  从分布区域来看,这些产能项目分布在四川、湖北、陕西、山东、山西、甘肃、广西等十多个原材料丰富、产业聚集度高的省份,其中甘肃省的产能项目最多,共7个,投资金额近百亿元,规模达70GWh。

  宁夏自然资源独特,钠电所需的正极材料碳酸钠和氢氧化钠、负极材料无烟煤资源储量丰富,另外风光资源充足为宁夏发展新能源提供了理想场所和资源禀赋,发展钠离子电池产业得天独厚。

  从项目进展来看,超60%的项目处于签约、获批阶段,开工投产仅20%。

规模化应用取得关键突破

  随着技术和产业化进程加快,2023年以来,钠离子电池在两三轮电动车、家庭储能、工商业储能、新能源汽车等多个细分领域崭露头角。

  钠离子电池工作原理与锂离子电池相似,生产工艺类同,相对于锂离子电池,钠离子电池原材料储量丰富、易于提取、成本低廉,低温条件下性能更好,在大规模储能方面优势明显。

  在示范项目的推动下,今年前7月,15个钠离子储能项目开工、获批、招标、投运,钠电池在储能领域应用正在加速,实现了从兆瓦级时到百兆瓦级时跨越。

  5月11日,我国首个大容量钠离子电池储能电站——伏林钠离子电池储能电站在广西南宁投运,本期投产规模为十兆瓦时,项目整体建成规模将达到百兆瓦时。

  这是国家重点研发计划“百兆瓦时级钠离子电池储能技术”项目示范工程,通过自主创新,首次将钠离子电池技术应用于大容量储能电站。该项目投产标志着钠离子电池大规模储能工程技术取得关键性突破。

  项目组运用了新的储能变流温控技术和安全防控技术,让该钠离子电池储能系统能够在实现能量整体转换效率超过92%的同时,22000多个电池温差不超过3摄氏度,转换效率、安全性等多项关键指标优于同类锂离子电池储能系统。

  6月15日,广州发展洪湖市经开区100MW/200MWh钠离子储能电站示范项目开工,该项目是国内最大装机容量的钠离子电池储能电站项目之一,是国内首个公开招标的百MWh级钠离子电池储能项目。

  6月30日,位于湖北潜江的该项目一期 50MW/100MWh 部分已经竣工并投入运营,标志着我国首个百兆瓦时钠离子储能项目投产,实现钠离子新型储能技术在全球的首次大规模商业化应用。

  根据规划,其容量最终将达到至 100MW/200MWh,成为世界上最大的钠离子储能应用项目。

  另外,今年以来,钠离子电池储能还在油田场景实现两项应用落地。

  2月9日,大港油田联合科研企业完成攻关,实现磷酸铁钠电池储能先导试验电站并网投运。

  2月17日,华北油田首台100千瓦时钠离子电池储能装备在京25-6井储能微网完成控制试验并正式投运,实现了可移动、橇装式钠离子电池储能装备在油田场景下的应用。

  除此之外,上半年,大容量钠离子电池储能在技术上也实现了突破。

  4月,全国首套大容量钠离子电池储能系统成功研制,该系统由南方电网广西电网公司联合南方电网储能股份有限公司、中国科学院物理研究所等多家单位组成项目团队,基于国家重点研发项目“百兆瓦时级钠离子电池储能系统集成技术及应用示范”课题研发而成,成功攻克了钠离子电池规模储能技术难题,完成了长寿命、宽温区、高安全的钠离子储能电池系统开发,整体技术达到国际领先水平。

17家企业获得融资 资本聚焦细分市场

  作为一个重资产的行业,融资是助推钠离子企业产业化进程和研发创新,‌推动钠电池技术的成熟和应用的必然选择。

  据数字储能网不完全统计,今年前7月,共有17家企业获得融资,融资轮数多为天使轮,最高为A+轮,融资金额千万级别居多,也有少数亿元级别的融资。

  对比2023年的钠电领域融资情况可以发现,获得融资的企业越来越少,‌数字储能网曾统计,2023年前11月,涉及钠电池赛道的投融资事件达近50起,今年前7月获得融资的企业不及去年前11月的一半。

  2023年,锂价暴涨使得钠电领域投资热度空前,进入2024年,市场相对低迷,投资越来越趋于理性,更加聚焦产业链细分市场,正极材料成为资本热衷的方向,初创型企业容易获得资本青睐。

  值得一提的是,在钠电领域具有“硬科技”的企业持续受到资本追捧,今年获得融资的多家企业曾在2023年获得多次融资。

  其中,钠离子电池关键材料及储能一体化解决方案提供商乐普钠电仅一年多时间已完成5轮融资。

  具体而言,2023年3月公司完成数千万天使轮融资;2023年3月公司获得浙商创投天使+轮融资;2023年5月公司完成Pre-A轮融资,投资方包括科源产业基金、有孚创投、和仲资本;2023年6月A轮融资金安基金完成首笔投资;2024年6月晨光产业发展领投,A+轮融资完成。

  在负极材料的研发上,乐普钠电借助于前期生物质硬碳研究结果,开发了具有优异稳定性和孔道结构的多孔碳骨架,在此基础上,实验室正在进行新型硅碳复合材料的气相和液相方法开发,两种方法均取得实验室样品,相关性能正在验证。

  今年3月,钠离子电池正负极材料及电池体系厂商珈钠能源完成A轮数亿元融资。

  珈钠能源专注于高安全、长寿命、低成本钠离子电池体系研究、开发、生产及销售,可以提供从正极、负极、电解液、辅材到电池工艺等整套解决方案。其董事长兼首席科学家曹余良教授早在2009年就开始研究钠离子电池,目前公司已拥有100余项发明专利,是钠离子电池领域拥有核心竞争力的少数企业之一。

  2022年成立至今,珈钠能源已经完成4轮融资,分别是2022年5月由顺为资本独家投资的数千万元天使轮融资、2023年1月由光速中国独家投资的数千万人民币Pre-A轮融资、2023年8月,由春华资本领投、顺为资本跟投的A轮融资、2024年由自贡高投领投的A轮数亿元融资。

  此外,专注于钠离子电池及其他电池产品研发和生产的璞钠能源2023年12月获得了申能集团和复容投资的天使轮首轮融资,2024年2月获得上海机场集团第二轮融资,7月再获申能集团投资。

  以硬炭和多孔炭材料为主攻方向的国科炭美今年5月获1亿元天使+轮融资,在近两年时间里,国科炭美相继完成种子轮、天使轮、天使+轮三轮融资。

规模化应用还需闯过“多道关”

  尽管钠离子电池被公认最有可能成为主流储能技术的路线之一,未来将是锂电池的有效补充和延拓,经过2023年至今近两年的发展,钠电池无论是在储能、两轮车、A00级车、消费电池、等领域都成功实现了应用落地,规模化应用也实现了兆瓦级到从兆瓦级时到百兆瓦级时跨越,但钠离子电池储能实现大规模商业化应用还需闯过“多道关”。

 成本优势尚未显现。数据显示,2023年中国钠离子电池实际出货量仅为0.7GWh,远低于之前预测的3GWh,原因在于其理论成本优势尚未得到体现,钠离子电池的均价高于三元锂离子电池、磷酸铁锂电池和铅酸电池等竞争对手。

  去年以来,受碳酸锂价格下降影响,锂离子电池价格由1.1元/wh的高点降至2024年6月的0.5元/wh,铅酸电池的价格基本维持在0.4元/wh左右,均低于目前钠离子电池的0.65元/Wh的平均价格。

  规模化是钠电降本的一个主要途径,钠离子电池产业链各环节企业需要通过原材料、规模效应、技术进步等多方面措施促使尽快钠离子电池降低成本,提升在下游应用场景中的竞争力。

 能量密度、循环寿命仍待提高。钠离子电池的电芯通常为100-150 Wh/kg,最高的钠离子电池能量密度为160Wh/Kg左右,而锂离子电池电芯的能量密度普遍在120-200Wh/kg。这就使得制造相同容量的电池,钠电池的体积较锂电池,体积更大重量较重,限制了其在能量密度要求较高的应用场景的使用。

  目前,钠离子电池的循环次数约1500次,远低于磷酸铁锂电池和三元锂电池,对于储能等快速充放电等应用场景上万次的循环次数需求,钠离子电池循环稳定性和寿命相比于锂离子电池还需大幅度提高。

  虽然钠离子电池在安全性方面具有优势,但在高温、潮湿等环境下,电池的稳定性和安全性仍需进一步研究和改进。

  技术和材料选择需不断优化。相比锂电池,钠电池的技术还不成熟,需要更多的研发、改进和场景验证,以提高其性能和可靠性。

  另外,提高钠离子电池性能的关键在于正极材料、负极材料和电解液的选择和优化,目前,在负极以硬碳为主的情况下,正极材料决定了电池的能量密度,需要通过优化制造工艺、其他材料复合选用等方式提升材料性能。

  标准化和检测体系亟待完善。钠离子电池作为一个产业化初期的储能技术,缺乏统一的标准和检测体系,限制了其市场推广和应用。需要依托现有的国家级创新平台、产业链企业、高校院所、整车企业等,加强低成本、高密度、长寿命钠离子电池研发和技术攻关,持续完善政策及标准体系建设。

  产业链上下游需加强协同。上游材料方面,钠离子电池与锂离子电池产业链高度重合,目前正、负极材料、电解液已实现国产化,但隔膜等关键材料仍依赖进口。下游应用场景方面拓展不足,目前主要集中在两轮车、储能和中低端乘用车领域,上下游企业难以形成高效协同。

【责任编辑:高倩】