钠离子电池——储能的新秀，会成为游戏规则的改变者吗？
光伏产业网讯
发布日期：2023-11-03
核心提示：
钠离子电池——储能的新秀，会成为游戏规则的改变者吗？
钠离子电池已经成为储能行业的一个热门话题，因为它具有替代传统锂离子电池的成本效益潜力。这些电池使用钠离子而不是锂离子来储存和释放能量，作为一种有前途的可再生能源存储解决方案，它们已经引起了人们的关注。
钠离子电池的主要优点之一是含量丰富。钠是一种广泛存在的元素，可以在海水、盐滩和其他来源中找到。这使得它成为锂的一种更可持续、更经济的替代品，锂是一种稀有而昂贵的元素。
此外，与锂离子电池相比，钠离子电池寿命更长，不易过热，使其成为更安全的储能选择。随着对可再生能源需求的不断增加，对高效可靠的储能解决方案的需求也在上升。
钠离子电池有潜力在能源存储领域发挥重要作用，它们的发展和实施可能会导致一个更可持续、更负担得起的能源未来。
据国家能源局介绍，在新型储能中，锂离子电池占据绝对主导地位，截至2022年底，全国新型储能装机中，锂离子电池储能占比94.5％。但随着新能源汽车对电池需求的大幅上升，带来锂价暴涨的神话，加上锂资源储量低且分布不均等多种因素影响，锂离子电池显然无法满足未来万亿级的储能市场。
钠离子电池储能经济可行性分析
1、从全生命周期度电成本（LCOE）看，钠离子电池储能系统经济性最优。
据中科院物理研究所测算，在储能系统投资成本中，初始容量投资成本一般占据初始投资的60%以上，主要用于电芯购置。钠离子电池初始容 量投资在500-700元/（kWh）。
在当前循环寿命水平下，钠离子电池/三元锂电池/磷酸铁锂电池/铅蓄电池储能系统LCOE分别为 0.51-0.59/1.07-1.29/0.74-0.87/0.95-1.23元/kWh，钠离子电池在储能系统的经济性最优。循环次数提升至8000周时，钠离子电池储能系统LCOE将下探至0.2元/kWh，对于高价格敏感度的大型储能地面电站，钠离子电池有望凭借低成本优势而替代部分磷酸铁锂电池加速渗透。
2、单位容量成本和循环次数对储能度电成本的影响
与锂离子电池相比，钠离子电池能量密度略低，钠离子电池应用于储能电站，虽然增加了安装设备及用地的成本。但是由于钠离子电池在充放循环中不用担心过放电的问题，放电深度可达100%，其实际可用容量近乎等于标称容量。
另外，由于钠离子电池的温度适应性较宽，在充放电过程中的辅助耗能进一步降低。在产品全生命周期内，钠离子电池储能还可以通过电池结构和工艺创新设计，降低制造、运维和电池组替换成本，从而降低整个储能电站的度电成本。
3、钠离子电池储能在电力系统中的应用场景
储能技术已被视为现代电力系统的重要组成部分。储能系统在电源侧、电网侧和负荷侧的主要应用，在引入储能系统后，可以实现需求侧有效管理，消除昼夜间峰谷差，平滑负荷，高效利用电力设备，降低供电成本，促进可再生能源的应用，也可作为提高系统运行稳定性、调整频率、补偿负荷波动的一种手段。
钠离子电池作为一种新型的电化学储能技术，在大规模储能应用领域可充分发挥其低成本的优势，同时，在例如调频、启动电源等应用领域，钠离子电池的大倍率充放特性可以很好地支撑系统运行。
钠离子电池在储能领域应用优势凸显
钠离子电池作为锂离子电池的有效补充，近年来技术也逐步成熟，可以很好的解决目前储能存在的安全性、寿命全周期、成本、低温充放电等问题。
虽然能量密度比锂电池低，但钠离子电池不易发生热失控，在充放循环中不用担心过放电的问题，放电深度可达100%，其实际可用容量近乎等于标称容量。另外，由于钠离子电池的温度适应性较宽，其能在-20℃下容量保持率大于88%，能有效解决高寒地区储能电站效率低下的问题。
据中国科学院物理所测算，在储能系统投资成本中，初始容量投资成本一般占据初始投资的60%以上，主要用于电芯购置。钠离子电池初始容量投资在500-700元/（kWh）。在当前循环寿命水平下，钠离子电池/三元锂电池/磷酸铁锂电池/铅蓄电池储能系统全生命周期度电成本分别为0.51-0.59/1.07-1.29/0.74-0.87/0.95-1.23元/kWh，钠离子电池在储能系统的经济性最优。循环次数提升至8000周时，钠离子电池储能系统全生命周期度电成本将下探至0.2元/kWh，对于高价格敏感度的大型储能地面电站，钠离子电池有望凭借低成本优势而替代部分磷酸铁锂电池加速渗透。
已有钠电储能项目投入使用
早在2019年3月29日，中科海钠科技有限责任公司自主研发的30kW/100kWh钠离子电池储能电站在江苏省溧阳市成功示范运行。
2021年6月，中科海钠推出了全球首套1 MWh钠离子电池光储充智能微网示范系统，并成功投入运行。
2021年11月12日下午，全球首台100kWh钠离子电池数字储能系统样机顺利通电，该样机也是乌兰察布“源网荷储”技术研发试验基地新型储能验证平台首个完成通电测试的试制储能集装箱。
2022年1月，全球首款钠离子电池家用储能系统正式亮相拉斯维加斯CES展。该产品由BLUETTI公司设计，其搭载的钠离子电池由中科海钠完全自主研发。
2023年6月28日，国家电投山东能源东明100兆瓦/200兆瓦时储能电站成功实现并网送电。该项目规划建设100MW/200MWh磷酸铁锂电池和1MW/4MWh长时钠离子电池，共分为32+1个储能单元。
2023年7月1日，立方新能源与美联新材及控股子公司美彩新材、七彩化学、星空钠电等五家公司联合成功打造的首个普鲁士蓝钠离子电池储能示范项目在国网辽宁省电力有限公司管理培训中心正式投入使用。
瞄准储能市场，企业规划钠离子储能电池项目
今年以来，盘古钠祥与远信储能，苏州云能魔方与浙江昌意钠电，普利特与大秦新能源、派能科技与众钠能源、中比新能源和华宝新能等众多企业已经达成合作，致力于推动钠离子电池在储能场景中的应用。仅8月份就有多家企业的钠离子储能电池项目筹备或开工。
8月初，昆宇电源透露，目前公司已初步完成对常德昆宇新能源0.5GWh中试线的升级改造，即将投产单体95Ah容量的钠离子电池，用于储能系统测试及国外客户送样。预计2024年上半年实现量产，产品将运用在户用储能系统、通信储能系统、两轮电动车等领域。
8月9日，华阳集团与新日电动车合作生产的首批商业化钠离子电池电动二轮车，在阳泉市正式亮相。在发布会上，华阳集团表示将推进实施钠离子电池大规模储能示范项目，布局建设钠离子电池+飞轮储能独立共享储能电站，建设规模为100MW/200MWh，预计2024年上半年建成投运。
8月20日消息，中清集团与中南大学签署“储能产业链深度协同”合作协议。加快在钠离子储能领域的产学研成果转化，共同推进产业落地规模化发展。根据协议，双方计划1年内建设10GWh钠电池产能，5年内实现100GWh钠电池产能。
8月23日，山东临沂兰山区曜灵新能源年产2GWh钠电储能电池项目总投资30亿元。
8月24日，唐山古冶区电科空间能源装备有限公司储能（钠离子）电池中试及储能装备制造项目也宣布开工。该项目计划总投资21亿元，主要建设钠离子电池中试线、电池组生产线及储能装置成套设备生产线。
8月25日，酒泉市政府党组成员、副市长石峰会见光伦新能源科技（苏州）有限公司董事长余熠、中南大学材料科学与工程学院李荐教授、山高新能源集团总经理助理王建东一行，双方围绕钠离子储能电池项目合作事宜进行了深入交流，并达成一致意见。
8月28日，紫建电子发布公告称，公司拟子公司设立新公司投资建设“1GWh储能用电池建设项目”。通过新建产线，引进先进生产设备及信息化系统等，重点建立中高端家庭储能电池生产基地。
此外，5月，众钠能源钠离子电池项目在安徽广德签约落户，项目总投资100亿元，包括20GWh储能钠电池及10GWh钠电池储能系统量产基地的建设；英能基与华电安徽新能源有限公司、郎溪县政府三方签约，投资50亿元，建年产10GWh钠离子储能电池项目。相信随着钠离子电池项目落地，产能迎来规模化释放，钠电池在储能市场的渗透率将不断提升。
钠离子电池的主要优点之一是含量丰富。钠是一种广泛存在的元素，可以在海水、盐滩和其他来源中找到。这使得它成为锂的一种更可持续、更经济的替代品，锂是一种稀有而昂贵的元素。
此外，与锂离子电池相比，钠离子电池寿命更长，不易过热，使其成为更安全的储能选择。随着对可再生能源需求的不断增加，对高效可靠的储能解决方案的需求也在上升。
钠离子电池有潜力在能源存储领域发挥重要作用，它们的发展和实施可能会导致一个更可持续、更负担得起的能源未来。
据国家能源局介绍，在新型储能中，锂离子电池占据绝对主导地位，截至2022年底，全国新型储能装机中，锂离子电池储能占比94.5％。但随着新能源汽车对电池需求的大幅上升，带来锂价暴涨的神话，加上锂资源储量低且分布不均等多种因素影响，锂离子电池显然无法满足未来万亿级的储能市场。
钠离子电池储能经济可行性分析
1、从全生命周期度电成本（LCOE）看，钠离子电池储能系统经济性最优。
据中科院物理研究所测算，在储能系统投资成本中，初始容量投资成本一般占据初始投资的60%以上，主要用于电芯购置。钠离子电池初始容 量投资在500-700元/（kWh）。
在当前循环寿命水平下，钠离子电池/三元锂电池/磷酸铁锂电池/铅蓄电池储能系统LCOE分别为 0.51-0.59/1.07-1.29/0.74-0.87/0.95-1.23元/kWh，钠离子电池在储能系统的经济性最优。循环次数提升至8000周时，钠离子电池储能系统LCOE将下探至0.2元/kWh，对于高价格敏感度的大型储能地面电站，钠离子电池有望凭借低成本优势而替代部分磷酸铁锂电池加速渗透。
2、单位容量成本和循环次数对储能度电成本的影响
与锂离子电池相比，钠离子电池能量密度略低，钠离子电池应用于储能电站，虽然增加了安装设备及用地的成本。但是由于钠离子电池在充放循环中不用担心过放电的问题，放电深度可达100%，其实际可用容量近乎等于标称容量。
另外，由于钠离子电池的温度适应性较宽，在充放电过程中的辅助耗能进一步降低。在产品全生命周期内，钠离子电池储能还可以通过电池结构和工艺创新设计，降低制造、运维和电池组替换成本，从而降低整个储能电站的度电成本。
3、钠离子电池储能在电力系统中的应用场景
储能技术已被视为现代电力系统的重要组成部分。储能系统在电源侧、电网侧和负荷侧的主要应用，在引入储能系统后，可以实现需求侧有效管理，消除昼夜间峰谷差，平滑负荷，高效利用电力设备，降低供电成本，促进可再生能源的应用，也可作为提高系统运行稳定性、调整频率、补偿负荷波动的一种手段。
钠离子电池作为一种新型的电化学储能技术，在大规模储能应用领域可充分发挥其低成本的优势，同时，在例如调频、启动电源等应用领域，钠离子电池的大倍率充放特性可以很好地支撑系统运行。
钠离子电池在储能领域应用优势凸显
钠离子电池作为锂离子电池的有效补充，近年来技术也逐步成熟，可以很好的解决目前储能存在的安全性、寿命全周期、成本、低温充放电等问题。
虽然能量密度比锂电池低，但钠离子电池不易发生热失控，在充放循环中不用担心过放电的问题，放电深度可达100%，其实际可用容量近乎等于标称容量。另外，由于钠离子电池的温度适应性较宽，其能在-20℃下容量保持率大于88%，能有效解决高寒地区储能电站效率低下的问题。
据中国科学院物理所测算，在储能系统投资成本中，初始容量投资成本一般占据初始投资的60%以上，主要用于电芯购置。钠离子电池初始容量投资在500-700元/（kWh）。在当前循环寿命水平下，钠离子电池/三元锂电池/磷酸铁锂电池/铅蓄电池储能系统全生命周期度电成本分别为0.51-0.59/1.07-1.29/0.74-0.87/0.95-1.23元/kWh，钠离子电池在储能系统的经济性最优。循环次数提升至8000周时，钠离子电池储能系统全生命周期度电成本将下探至0.2元/kWh，对于高价格敏感度的大型储能地面电站，钠离子电池有望凭借低成本优势而替代部分磷酸铁锂电池加速渗透。
已有钠电储能项目投入使用
早在2019年3月29日，中科海钠科技有限责任公司自主研发的30kW/100kWh钠离子电池储能电站在江苏省溧阳市成功示范运行。
2021年6月，中科海钠推出了全球首套1 MWh钠离子电池光储充智能微网示范系统，并成功投入运行。
2021年11月12日下午，全球首台100kWh钠离子电池数字储能系统样机顺利通电，该样机也是乌兰察布“源网荷储”技术研发试验基地新型储能验证平台首个完成通电测试的试制储能集装箱。
2022年1月，全球首款钠离子电池家用储能系统正式亮相拉斯维加斯CES展。该产品由BLUETTI公司设计，其搭载的钠离子电池由中科海钠完全自主研发。
2023年6月28日，国家电投山东能源东明100兆瓦/200兆瓦时储能电站成功实现并网送电。该项目规划建设100MW/200MWh磷酸铁锂电池和1MW/4MWh长时钠离子电池，共分为32+1个储能单元。
2023年7月1日，立方新能源与美联新材及控股子公司美彩新材、七彩化学、星空钠电等五家公司联合成功打造的首个普鲁士蓝钠离子电池储能示范项目在国网辽宁省电力有限公司管理培训中心正式投入使用。
瞄准储能市场，企业规划钠离子储能电池项目
今年以来，盘古钠祥与远信储能，苏州云能魔方与浙江昌意钠电，普利特与大秦新能源、派能科技与众钠能源、中比新能源和华宝新能等众多企业已经达成合作，致力于推动钠离子电池在储能场景中的应用。仅8月份就有多家企业的钠离子储能电池项目筹备或开工。
8月初，昆宇电源透露，目前公司已初步完成对常德昆宇新能源0.5GWh中试线的升级改造，即将投产单体95Ah容量的钠离子电池，用于储能系统测试及国外客户送样。预计2024年上半年实现量产，产品将运用在户用储能系统、通信储能系统、两轮电动车等领域。
8月9日，华阳集团与新日电动车合作生产的首批商业化钠离子电池电动二轮车，在阳泉市正式亮相。在发布会上，华阳集团表示将推进实施钠离子电池大规模储能示范项目，布局建设钠离子电池+飞轮储能独立共享储能电站，建设规模为100MW/200MWh，预计2024年上半年建成投运。
8月20日消息，中清集团与中南大学签署“储能产业链深度协同”合作协议。加快在钠离子储能领域的产学研成果转化，共同推进产业落地规模化发展。根据协议，双方计划1年内建设10GWh钠电池产能，5年内实现100GWh钠电池产能。
8月23日，山东临沂兰山区曜灵新能源年产2GWh钠电储能电池项目总投资30亿元。
8月24日，唐山古冶区电科空间能源装备有限公司储能（钠离子）电池中试及储能装备制造项目也宣布开工。该项目计划总投资21亿元，主要建设钠离子电池中试线、电池组生产线及储能装置成套设备生产线。
8月25日，酒泉市政府党组成员、副市长石峰会见光伦新能源科技（苏州）有限公司董事长余熠、中南大学材料科学与工程学院李荐教授、山高新能源集团总经理助理王建东一行，双方围绕钠离子储能电池项目合作事宜进行了深入交流，并达成一致意见。
8月28日，紫建电子发布公告称，公司拟子公司设立新公司投资建设“1GWh储能用电池建设项目”。通过新建产线，引进先进生产设备及信息化系统等，重点建立中高端家庭储能电池生产基地。
此外，5月，众钠能源钠离子电池项目在安徽广德签约落户，项目总投资100亿元，包括20GWh储能钠电池及10GWh钠电池储能系统量产基地的建设；英能基与华电安徽新能源有限公司、郎溪县政府三方签约，投资50亿元，建年产10GWh钠离子储能电池项目。相信随着钠离子电池项目落地，产能迎来规模化释放，钠电池在储能市场的渗透率将不断提升。