¿Quién ganará en la industria del almacenamiento de energía entre las baterías de litio, las baterías de sodio, la energía de hidrógeno y las baterías de vanadio?

Históricamente, la industria de almacenamiento de energía de China ha realizado una planificación industrial basada en el ritmo y la economía de la reducción de costos. Si la proporción de generación de energía eólica fotovoltaica alcanza el límite cero del 25-30 % en 2025 (solo el 7,5 % en 2020), bajo el impacto de la energía intermitente en la red, el almacenamiento de energía se convertirá en una opción inevitable para resolver el problema de consumo de la red, luego, frente a la capacidad instalada recientemente de almacenamiento de energía electroquímica de 1.87GW en China en 2021, la elasticidad del crecimiento de la demanda es enorme.

El futuro del almacenamiento de energía de China: competencia orientada al mercado, rutas multitécnicas, la parte inferior del almacenamiento de energía son las redes eléctricas, las operaciones de las centrales eléctricas, los hogares, etc., que son diferentes de las baterías de litio para automóviles (ciclo de certificación largo y requisitos de alta consistencia). ) con altas barreras de entrada y alta concentración. , es difícil que parezca un patrón oligárquico, y más es un patrón competitivo centrado en ventajas económicas y de costos, más como la industria fotovoltaica. Póngalo en el contexto de la industria para ver las diferencias, la evolución y el futuro de las rutas tecnológicas.

La cadena de la industria de la energía del hidrógeno es compleja e incluye la producción, el almacenamiento y el transporte de hidrógeno, la hidrogenación, las chimeneas, etc. Se parece más al gas natural entre las tres principales fuentes de energía fósil. Aunque es el más limpio, es probable que se complemente en el campo de la energía en el futuro en función de su cuello de botella en el transporte. No el protagonista; la aplicación de la energía del hidrógeno se puede dividir en fuentes de energía para autobuses, camiones pesados, marina y de respaldo con referencia al informe anual de Ballard. La forma sencilla es buscar alternativas al diésel y al fuel oil. No es mucho mirar fijamente a los vehículos comerciales, pero mirando el consumo de diésel y gasolina, el primero es mayor. ¿Se puede abrir el techo de valoración? En un período más largo, además de las aplicaciones energéticas,

Es probable que la batería de sodio sea más rápida de lo que espera el mercado, principalmente en función de su ventaja de costo teórica y la reutilización de la cadena de la industria de la batería de litio. La mayor parte de la capacidad de producción desde baterías hasta electrodos positivos, electrodos negativos y separadores se puede utilizar en general. Esto es similar al campo fotovoltaico. La competencia entre el monocristal y el policristalino, y la heterounión son diferentes, y la resistencia de la cadena industrial madura es muy pequeña. La batería de sodio no subvertirá el patrón de competencia del líder de la batería de litio, es más una oportunidad para la industria. Necesitamos buscar la diferencia entre la batería de sodio y la batería de litio en el lado del material, como el proceso y la diferencia de costo entre el electrodo negativo y el carbón duro/carbono blando, y varias rutas diferentes.

El sistema de flujo de líquido (energía de vanadio), como la seguridad, la larga vida útil y la fácil recuperación, son la mejor solución para el almacenamiento de energía a largo plazo, pero la velocidad de la industrialización depende primero de la velocidad de reducción de costos de la celda de combustible de hidrógeno. La mayor parte de las capacidades de la cadena industrial (especialmente el eslabón material) y la competitividad líder se transmitirán al sistema de flujo. Prestamos más atención a los componentes comunes de las pilas de combustible de hidrógeno y las baterías de flujo en la pila, como las placas bipolares, las membranas de intercambio de protones, las capas de difusión de gas, etc. La aplicación de la energía del hidrógeno en el campo energético no debería ser el techo de valoración. de materiales aguas arriba.

Estructura del mercado: la proporción de almacenamiento de energía electroquímica ha aumentado rápidamente y las baterías de litio siguen siendo la corriente principal. Según el historial de desarrollo del almacenamiento de energía fotovoltaica en Alemania, la capacidad instalada de almacenamiento de energía distribuida se basa principalmente en el consumo de electricidad de las empresas industriales y la diferencia en los precios de la electricidad de pico a valle, lo que refleja la economía.

El principio de la batería de litio y la batería de sodio es el mismo, y el camino hacia la industrialización de la batería de sodio es sencillo. Amplios recursos, bajo costo, la mejor aplicación en almacenamiento de energía.

El principio de funcionamiento de las baterías de iones de sodio es el mismo que el principio de "silla mecedora" de las baterías de iones de litio, y se utiliza la desintercalación reversible de los iones de sodio (Na+) entre los materiales positivos y negativos para lograr la carga y descarga. La batería de iones de sodio se compone principalmente de un electrodo positivo, un electrodo negativo, un separador y un electrolito, y es básicamente compatible con el equipo de producción de baterías de iones de litio, lo que reduce la dificultad de industrialización.

Los precios de la materia prima de litio continuaron aumentando. A partir de marzo de 2022, el precio del carbonato de litio de grado de batería, la principal materia prima, superó los 500.000 yuanes por tonelada, un récord. La abundancia de litio es baja, con una abundancia en la corteza de solo el 0,006 %, y la mayoría de ellos se concentran en América del Sur, lo que provoca ansiedad por el suministro de los principales fabricantes de baterías.

Zhongke Haina estima que los materiales de las baterías de iones de sodio tienen ventajas de costo significativas, que son aproximadamente 1/3 más bajas que las baterías de fosfato de hierro y litio. El costo de la materia prima de la batería de iones de sodio a base de cobre es de 0,29 yuanes/Wh, el costo del material de la batería de fosfato de hierro y litio es de 0,43 yuanes/Wh y el costo de la batería de plomo-ácido es de 0,40 yuanes/Wh.

1）El recurso de sodio es abundante, el precio es bajo y estable, y el precio permanecerá entre 1000 y 4000 yuanes por tonelada en 10 años. 2) La selección de elementos es más económica; 3) El carbón duro y el carbón blando utilizados en el electrodo negativo tienen requisitos de proceso más bajos, menor consumo de energía y tienen un potencial de bajo costo; 4) Papel de aluminio económico para el colector de corriente del electrodo negativo.

Las baterías de flujo "hechas a medida" para el almacenamiento de energía son especialmente adecuadas como sistemas de centrales eléctricas de almacenamiento de energía a gran escala.

Ventaja central uno: fundamentalmente evitar la deflagración - seguridad.

Ventaja principal 2: vida útil extremadamente larga: los sistemas de almacenamiento de energía duraderos son generalmente instalaciones estáticas con bajos requisitos de peso y volumen, y la densidad de energía no es un indicador clave. Además de las ventajas generales de las baterías de flujo, existen tres ventajas: baterías de flujo miniaturizadas totalmente de vanadio para uso con energía fotovoltaica doméstica. El volumen es de 3 a 7 veces mayor que el de las baterías de litio (1) Las baterías de flujo redox de vanadio respetuosas con el medio ambiente están completamente cerradas y funcionan con casi cero emisiones. (2) Si el valor residual es mayor, el elemento de vanadio en el electrolito no se perderá y el valor residual es de alrededor del 70 %. (3) Recuperación conveniente El electrolito contiene un solo metal de transición y es fácil de extraer.

La pila de pilas de combustible de hidrógeno es el valor central del sistema de pilas de combustible, y las pilas domésticas de China tienen deficiencias por la falta de materiales básicos y tecnologías clave. Entre los materiales compartidos de vanadio-hidrógeno, la placa bipolar de grafito se produce básicamente en el país, y la membrana de intercambio de protones y la capa de difusión de gas todavía se importan principalmente, y el costo no se puede controlar.