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儲(chǔ)能電池是電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)核心部分。 目前市場(chǎng)上的主流電池根據(jù)技術(shù)路線不同，大致可分為鋰離子電池、鈉離子電池和液流電池等。 不同技術(shù)路線的電池響應(yīng)速度、放電效率都不盡相同，也有各自的適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)。

儲(chǔ)能的未來(lái)必然是市場(chǎng)化競(jìng)爭(zhēng)加劇、多技術(shù)路線并存的態(tài)勢(shì)，哪種技術(shù)路線更能可持續(xù)發(fā)展？讓我們拭目以待。

2022年我國(guó)鋰電儲(chǔ)能系統(tǒng)價(jià)格為1.66元/Wh（0.5C系統(tǒng)），在新型儲(chǔ)能技術(shù)中占據(jù)主力位置

鋰離子電池?zé)o疑是目前電化學(xué)儲(chǔ)能中商業(yè)化進(jìn)程最快的技術(shù)之一，發(fā)展勢(shì)頭迅猛。鋰電儲(chǔ)能具有能量密度大、綜合效率高、反應(yīng)速度快、使用壽命長(zhǎng)、生態(tài)環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)，是目前儲(chǔ)能產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中適應(yīng)性最好的技術(shù)路線。

圖：鋰電池工作原理圖


圖源：網(wǎng)絡(luò)

當(dāng)前，鋰電池市場(chǎng)需求正在急劇增加，已大規(guī)模應(yīng)用于儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車、備用電源等領(lǐng)域。2022年，鋰電儲(chǔ)能技術(shù)在新型儲(chǔ)能新增裝機(jī)中市場(chǎng)占比接近90%。由于鈉離子電池、液流電池等其他新型儲(chǔ)能技術(shù)蓬勃發(fā)展，預(yù)計(jì)鋰電儲(chǔ)能技術(shù)在新型儲(chǔ)能新增裝機(jī)中市場(chǎng)占比會(huì)逐漸降低，但仍將維持其在新型儲(chǔ)能技術(shù)中的主力位置。

圖：2022年-2030年新型儲(chǔ)能新增裝機(jī)不同技術(shù)變化趨勢(shì)


圖源：中國(guó)光伏行業(yè)協(xié)會(huì)

經(jīng)過(guò)近二十年的發(fā)展，鋰離子電池行業(yè)已經(jīng)形成了一個(gè)專業(yè)化程度高、分工明晰的產(chǎn)業(yè)鏈體系。鋰電儲(chǔ)能是新型儲(chǔ)能的絕對(duì)主力軍，而磷酸鐵鋰電池技術(shù)又是我國(guó)鋰電儲(chǔ)能的主導(dǎo)技術(shù)。由于磷酸鐵鋰技術(shù)的進(jìn)步，電池能量密度得到提升，循環(huán)壽命是鋰電池中較為優(yōu)秀的，而且有相對(duì)較低的成本，目前新建的大型儲(chǔ)能項(xiàng)目一般優(yōu)先選擇磷酸鐵鋰電池。

根據(jù)最新數(shù)據(jù)顯示，2022年我國(guó)鋰電儲(chǔ)能系統(tǒng)價(jià)格約為1.66元/Wh（0.5C系統(tǒng)）。與其他新型儲(chǔ)能技術(shù)相比，鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)具有高能量轉(zhuǎn)化效率的突出優(yōu)點(diǎn)。2022年我國(guó)鋰電儲(chǔ)能系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)化效率約為89%。隨著技術(shù)水平的持續(xù)提升，鋰電儲(chǔ)能系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)化效率將有所提升。

圖：2022年-2030年我國(guó)鋰電儲(chǔ)能系統(tǒng)價(jià)格變化趨勢(shì)（元/Wh）


圖源：中國(guó)光伏行業(yè)協(xié)會(huì)

鈉鋰產(chǎn)業(yè)鏈重合度高，利于產(chǎn)業(yè)化快速導(dǎo)入

鈉離子電池工作原理與鋰離子電池原理相同，和鋰離子電池的生產(chǎn)設(shè)備基本可實(shí)現(xiàn)兼容，降低了產(chǎn)業(yè)化難度。鈉離子電池性能優(yōu)異，是近來(lái)被頻繁報(bào)道的“未來(lái)”電池，2023年有望實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)、5G基站、戶用儲(chǔ)能、光伏、風(fēng)能都將是鈉離子電池的主戰(zhàn)場(chǎng)。

鈉電產(chǎn)業(yè)鏈布局承襲鋰電，雖然我國(guó)鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈還處于初級(jí)階段，產(chǎn)業(yè)布局尚不成熟，但目前國(guó)內(nèi)在鈉離子電池產(chǎn)品研發(fā)制造、標(biāo)準(zhǔn)制定以及市場(chǎng)應(yīng)用推廣等方面的工作已經(jīng)在全面展開(kāi)，鈉離子電池即將進(jìn)入商業(yè)化應(yīng)用階段，相關(guān)工作已經(jīng)走在世界前列。

圖：鈉離子電池充放電原理


圖源：中科海納官網(wǎng)

決定電化學(xué)儲(chǔ)能能否被大面積應(yīng)用的關(guān)鍵因素包括安全性、材料資源可得性、高低溫性能、壽命、投資成本等，而根據(jù)鈉離子電池最新研究進(jìn)展，它在這些方面都表現(xiàn)出了良好的性能。在規(guī)?；瘧?yīng)用后成本有望低于鐵鋰電池，可在大規(guī)模電化學(xué)儲(chǔ)能、低速電動(dòng)車等領(lǐng)域得到廣闊應(yīng)用，有望與鋰離子電池形成互補(bǔ)和有效替代。

相關(guān)研究表明，綜合正極材料、負(fù)極材料和集流體幾個(gè)方面，鈉離子電池材料成本約370元/kWh，而且隨著產(chǎn)業(yè)鏈成熟，材料成本有望進(jìn)一步下探，結(jié)合結(jié)構(gòu)件、電氣件成本，初始容量投資有望控制在500-700元/kWh；性能方面，隨著研發(fā)持續(xù)投入和技術(shù)迭代，電池循環(huán)壽命有望突破8000次以上。

圖：鈉離子電池發(fā)展的五個(gè)時(shí)期


液流電池為儲(chǔ)能“量身打造”，性能穩(wěn)定，安全性高

隨著行業(yè)整體的擴(kuò)張，新型儲(chǔ)能步入快速發(fā)展期，市場(chǎng)對(duì)于長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能需求增加，釩液流電池等適合建造大型電化學(xué)儲(chǔ)能設(shè)施的新興技術(shù)路徑也在加速布局。作為儲(chǔ)能領(lǐng)域的新勢(shì)力，全釩液流電池正蓄勢(shì)待發(fā)。

相比其他電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)，液流電池具有本征安全性和超長(zhǎng)循環(huán)壽命，特別適用于大規(guī)模儲(chǔ)能電站。多重合力下，全釩液流電池前景較為明朗，商業(yè)化初期相對(duì)較高的成本預(yù)計(jì)也將隨著項(xiàng)目增多，規(guī)?；a(chǎn)以及技術(shù)突破得到緩解。液流電池具有壽命長(zhǎng)、安全性好、輸出功率大、儲(chǔ)能容量大且易于擴(kuò)展等特點(diǎn)，長(zhǎng)期來(lái)看是儲(chǔ)能最優(yōu)的解決方案。

液流電池具備兩大核心優(yōu)勢(shì)，一是安全，從根本上避免爆燃；二則是其較的長(zhǎng)生命周期，活性物質(zhì)衰減緩慢，工作壽命長(zhǎng)達(dá)15-20年，加之儲(chǔ)能系統(tǒng)一般是靜態(tài)設(shè)施，對(duì)重量、體積的要求不高，能量密度并非關(guān)鍵指標(biāo)，使得其尤其適合作為大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)。

同其他儲(chǔ)能技術(shù)比較，與風(fēng)電場(chǎng)硬件具備最高的匹配度，特別適合用于風(fēng)電廠儲(chǔ)能，滿足其頻繁充放電、大容量、長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)能需求。當(dāng)然，全釩液流電池能量密度低，體積、質(zhì)量遠(yuǎn)大于其他電池，需要5-40°的溫度環(huán)境。

總結(jié)：

不管是哪一種電池體系，材料的進(jìn)步?jīng)Q定電池的進(jìn)步。在新能源高速成長(zhǎng)和快速技術(shù)迭代的長(zhǎng)周期里，只有保障產(chǎn)品的安全性及產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)性能，才能促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。此外，降低儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)備價(jià)格，特別是降低電池價(jià)格是實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能商業(yè)化、規(guī)?；瘧?yīng)用的重要前提。 

原標(biāo)題：儲(chǔ)能技術(shù)路線選擇：鋰電、鈉電、釩電，誰(shuí)更香？