鈉離子電池
鈉電池組成結(jié)構(gòu)、工作原理與鋰電池相似。鈉電池是一種新型二次電池，其組成結(jié) 構(gòu)與鋰電池相似，主要包括正極材料、負(fù)極材料、電解液和隔膜。鈉電池主要通過(guò) Na+ 在電池正負(fù)極之間來(lái)回的脫出和嵌入來(lái)實(shí)現(xiàn)充放電過(guò)程。在充電時(shí)，Na+從正極材料脫出， 經(jīng)過(guò)電解液和隔膜嵌入到負(fù)極材料，此時(shí)，外電路中電子從負(fù)極流向正極。鈉電池放電 過(guò)程與充電過(guò)程相反。鋰電池則是通過(guò) Li+在電池正負(fù)極之間來(lái)回的脫出和嵌入來(lái)實(shí)現(xiàn) 上述過(guò)程，因此兩者工作原理相似，均被稱為“搖椅式電池”。
寧德時(shí)代 2021 年 7 月分布的第一代鈉離子電池單體能量密度達(dá)到 160Wh/kg，已經(jīng) 接近磷酸鐵鋰電池的能量密度。目前海辰儲(chǔ)能正式發(fā)布的 2022 電池新品，首款 300Ah 電 力儲(chǔ)能和大圓柱戶用儲(chǔ)能專用電池，循環(huán)壽命可達(dá) 12000 次，能量效率達(dá) 95%。采用海 辰儲(chǔ)能 300Ah 電力儲(chǔ)能專用電池的儲(chǔ)能系統(tǒng)，相較當(dāng)下 280Ah 儲(chǔ)能電池，可以實(shí)現(xiàn)全生 命周期度電成本降低 25.3%;如果以用戶側(cè)儲(chǔ)能電站，按照一天一充應(yīng)用場(chǎng)景下，可實(shí)現(xiàn) IRR(內(nèi)部收益率)提高 18.4%;前三年儲(chǔ)能系統(tǒng)總放電量增加 5%，從而減少電量超配， 實(shí)現(xiàn)初始投資節(jié)省 5%。 根據(jù)中科海鈉和中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)的測(cè)算，1wh 鋰電成本為 0.43 元，鈉電成本則為 0.29 元，鉛酸電池成本為 0.40 元。 電池組性能決定最終產(chǎn)品的安全性、使用壽命，也最終決定了儲(chǔ)能系統(tǒng)的盈利性。 與動(dòng)力電池追求極致的能量密度不同，儲(chǔ)能電池更加注重循環(huán)壽命。若要提升儲(chǔ)能經(jīng)濟(jì) 性，除系統(tǒng)降本外，提升循環(huán)壽命亦為重要途徑。數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)儲(chǔ)能電池循環(huán)壽命提升 到 10000 次，儲(chǔ)能成本將降至 1000 元/ kWh 以下，扣除充放電損耗和折舊，度電成本將 低于 0.16 元。因此，下一階段，除關(guān)注電池自身降本情況外，也需關(guān)注儲(chǔ)能系統(tǒng)循環(huán)次 數(shù)提升情況。
2.1.2 儲(chǔ)能電池成本預(yù)算
鋰離子電池全壽命儲(chǔ)能度電成本(LCOS)測(cè)算核心假設(shè): 初始投資成本：包括能量成本，PCS、BMS、 EMS 系統(tǒng)成本，建設(shè)成本以及其他成本。 鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)初始投資成本由于項(xiàng)目區(qū)別具有一定差異，綜合近期鋰離子電池儲(chǔ) 能項(xiàng)目中標(biāo)價(jià)格為 1.5 元/Wh。 年度運(yùn)維成本：運(yùn)維成本包括電站運(yùn)營(yíng)期間的燃料動(dòng)力費(fèi)、以及為了維持電站運(yùn)營(yíng) 所必須的零部件更換、系統(tǒng)維護(hù)、人工費(fèi)等費(fèi)用，根據(jù)儲(chǔ)能類型的不同大致占初始投資 成本的 1%-10%。鑒于鋰離子電池儲(chǔ)能電站普遍采用遠(yuǎn)程監(jiān)控與定期巡檢相結(jié)合的方式， 人工費(fèi)用相比其他電池類型低，假設(shè)運(yùn)維成本占初始投資成本的 4%。 系統(tǒng)殘值率：儲(chǔ)能系統(tǒng)報(bào)廢的剩余價(jià)值減去處置成本所得到的凈值，根據(jù)電池類型 不同占初始投資成本的 3%-40%。其中磷酸鐵鋰電池相較其他類型電池回收價(jià)值較低，假 設(shè)其系統(tǒng)殘值率為 5%。 系統(tǒng)壽命：鋰離子電池循環(huán)壽命為 3500-10000 次，假設(shè)其循環(huán)壽命為 7500 次，年 均循環(huán)次數(shù) 500 次，則系統(tǒng)壽命為 15 年。
鈉離子電池儲(chǔ)能全壽命儲(chǔ)能度電成本(LCOS)測(cè)算核心假設(shè): 初始投資成本：當(dāng)前鋰離子產(chǎn)業(yè)化正在推進(jìn)中，假設(shè)成熟時(shí)期可比鐵鋰電池低 20- 30%。目前成本約 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)件好電氣件成本，初始容量投資有望控制在 500-700 元/kWh。 年度運(yùn)維成本：每年需要 3.7%左右，為 0.04 元/W。 壽命：可循環(huán) 2000 次以上，中科海鈉、寧德時(shí)代等表示其產(chǎn)品可達(dá) 3000 次，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。 循環(huán)效率：可以達(dá)到 84-90%。 貼現(xiàn)率：考慮到當(dāng)前央企能源企業(yè)的融資成本在 4-5%，取 6%作為折現(xiàn)率。
評(píng)論