2022年鈉離子電池行業(yè)優(yōu)劣勢及應(yīng)用場景分析

1、2022年鈉離子電池行業(yè)優(yōu)劣勢及應(yīng)用場景分析1、鈉離子電池：優(yōu)勢在于本錢，劣勢在于能量密度和循 環(huán)壽命到2025年，新型儲能由商業(yè)化初期步入規(guī)?；_展階段、 具備大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用條件。其中，鈉離子電池在多種儲能 技術(shù)中排在首位，彰顯了國家、能源局對鈉離子電池技術(shù)的 高度重視與未來開展的信心。（1）本錢優(yōu)勢鈉離子電池的突 出優(yōu)勢在于資源和本錢。根據(jù)中科海鈉官網(wǎng)信息，鈉與鋰處 于同一主族，擁有相似的物理化學(xué)性質(zhì)。鈉資源在地殼中的豐 度為2.75%,遠(yuǎn)高于鋰資源的0.0065%。鈉資源的分布也非常 廣泛，全球各處均有分布，而鋰資源約75%集中在美洲。假設(shè) 按照15萬元/噸的碳酸鋰價格以及2000元/

2、噸的碳酸鈉價格， 鈉離子電池材料本錢相較鋰離子電池降低30%-40%o由于鋰 價長期處于高位，鈉離子電池原材料價格的優(yōu)越性不斷凸顯。根據(jù)2020年3月容曉暉發(fā)布的文章從基礎(chǔ)研究到工程 化探索，鈉離子電池原料本錢為0.29元/Wh,較鋰電池本錢 低32.6%O彼時2020年3月碳酸鋰市場均價為5.03萬元/噸; 碳酸鈉市場均價為1505元/噸。圖32：鈉離子電池與鋰離子本錢構(gòu)成比照鈉離子電池本錢VS.鋰離子電池本錢鈉離子電池本錢VS.鋰離子電池本錢26%16%26%18%4%0%材料本錢B隹彳氏3040% m43%11%15%13%13% 5%正極材料負(fù)極材料電解液隔膜集流體其他注：鈉離子電池選

3、用NaCuFeMnO/軟碳體系，鋰離子電池選用磷酸鐵鋰/石蚩體系 資料來源：中科海鈉官網(wǎng)，光大證券研究所柒未耒智庫由于鋰離子電池原材料價格上漲和鋰資源的稀缺性，鈉 離子電池在本錢端和資源端的表現(xiàn)優(yōu)異，鈉離子電池未來可 以在特定應(yīng)用場景形成對鋰離子電池的替代?？紤]到我國政 策端對新型儲能的支持，鈉離子電池未來產(chǎn)業(yè)化存在巨大的發(fā) 展空間。（2）劣勢在于能量密度和循環(huán)壽命鈉離子電池循環(huán) 壽命2000次以上，而鋰離子電池在3000次以上。一方面由 于Na+半徑相比Li+大很多，Na+反復(fù)的嵌入/脫出極易導(dǎo)致多 次循環(huán)后電極的結(jié)構(gòu)變化，從而引起容量的衰減。另一方面 隨著離子穿過電池?zé)o序晶體結(jié)構(gòu)，單個顆粒

4、內(nèi)晶體層的錯誤 取向會增加，電池運行中的特定原子重組P2-O2會相變，最 終破壞了電池的無序晶體結(jié)構(gòu)，這直接導(dǎo)致了鈉離子電池的循 環(huán)壽命偏低。鈉離子電池質(zhì)量能量密度為100-150W-h/kg , 低 于鋰離子電池的120-180Wh/kg。2、鈉離子電池可以應(yīng)用于對能量密度要求不高的場景鈉離子電池可以應(yīng)用于對能量密度要求不高的場景。比 如電動自行車、A00電動車、公交車、儲能等領(lǐng)域。（1）電動自行車據(jù)研究機構(gòu)EVTank、伊維經(jīng)濟(jì)研究院 聯(lián)合中國電池產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的中國電動兩輪車行業(yè)開展 白皮書（2021年）顯示，2020年中國鋰電電動兩輪車的產(chǎn) 量到達(dá)1136萬輛，總體滲透率到達(dá)23.5%

5、,同比2019年增長 84.7%,并預(yù)計至1 2025年市場滲透率有望接近60%o相較于 鉛酸電池，鈉離子電池在能量密度、功率密度上有明顯的優(yōu)勢, 同時在節(jié)能環(huán)保、體積重量、循環(huán)壽命等方面都大大優(yōu)于鉛 酸電池。鉛酸電池中的鉛，對環(huán)境有污染、對人體有一定的 傷害。相較于鋰離子電池，鈉離子電池的優(yōu)勢在于本錢，且 鈉、鋰二者物理化學(xué)特性及儲存機制相似。A00電動車根據(jù)2022年工信部新能源汽車推廣 應(yīng)用推薦車型目錄，目前市場上主要A00級電動車的磷酸 鐵鋰電池能量密度在H0130Wh/kg之間，鈉離子電池的能 量密度在120160Wh/kg之間，理論上在A00級電動車領(lǐng)域， 鈉離子電池可以實現(xiàn)對鋰離

6、子電池的替代。UPS （IDC數(shù)據(jù)中心，5G通信基站）2021年7月 14 0,工信部印發(fā)新型數(shù)據(jù)中心開展三年行動計劃，規(guī) 劃提出支持探索利用鋰電池、儲氫和飛輪儲能等作為數(shù)據(jù)中心 多元化儲能和備用電源裝置，加強動力電池梯次利用產(chǎn)品推廣應(yīng)用。當(dāng)前UPS電源電池仍以鉛酸為主，在綠色數(shù)據(jù)中心 的背景下，鋰電池具有高能量密度、長循環(huán)壽命、高倍率、 污染少等特點，有望取代鉛酸電池成為UPS供電系統(tǒng)的重要 組成局部。另一方面，數(shù)據(jù)中心對電源也有高功率和占地面 積小的需求，而鈉離子電池的能量密度和倍率性能介于鋰電 池和鉛酸電池之間，理論上也可以成為替代鉛酸電池的技術(shù) 路線之一。在5G基站電源應(yīng)用上，中國鐵塔

7、早在2018年已經(jīng)停止 采購鉛酸電池，統(tǒng)一采購梯次利用電池，但梯次電池目前仍 存在平安性的問題。2021年6月國家能源局就新型儲能項 目管理規(guī)范（暫行）（征求意見稿）公開征求意見：原那么 上不得新建大型動力電池梯次利用儲能工程。鈉離子電池相較 梯次電池而言本錢相近但平安性將顯著加強。理論上鈉離子 電池也適合應(yīng)用在5G基站場景。圖33：鈉離子電池市場空間（左軸，GWh）和增速（右軸）資料來源：EVTank,光大證券研究所整理秀泮醞藻智庫（4）公交車考慮到公交車的體積一般都比擬大，對能量 密度的要求沒有很高，可以犧牲一點體積，多放一些電池達(dá) 到同樣的帶電量。另外，考慮到公交車的運行線路是比擬確 定

8、的，可以及時回去充電，對續(xù)航的要求也不是很高。工信 部最新公布的新能源公交車參數(shù)，電池系統(tǒng)能量密度在 160Wh/kg左右，理論上我們認(rèn)為鈉離子電池在公交車領(lǐng)域也 存在替代磷酸鐵鋰電池的可能。（5）儲能：用戶側(cè)用戶側(cè)儲能可以針對傳統(tǒng)負(fù)荷實施削 峰填谷、需求響應(yīng)和需量電費管理等?！肮瘸浞宸拧苯档陀秒?本錢是目前最為普遍的商業(yè)化應(yīng)用；響應(yīng)電網(wǎng)調(diào)度可以幫助 改變或者推移用電負(fù)荷獲取收益；需求管理那么可以消減用電尖 峰降低需量電費。目前，國內(nèi)用戶側(cè)工程隨著電池本錢的降 低以及電力市場機制的完善將逐漸具備投資價值。（6）儲能：發(fā)電側(cè)從發(fā)電側(cè)看，各地政策支持集中式光 伏發(fā)電以及風(fēng)電同步配套一定規(guī)模的儲能已

9、成為一種趨勢。 由于新能源的開發(fā)和電力系統(tǒng)的消納能力不匹配，“棄風(fēng)棄光” 一度是比擬突出的問題，因此構(gòu)建新型電力系統(tǒng)搭配儲能，可 以有效解決消納問題，提升新能源發(fā)電利用率。而鈉離子電 池的本錢優(yōu)勢理論上可以使儲能的經(jīng)濟(jì)性有所提升。按照寧德時代2021年報數(shù)據(jù)，公司實現(xiàn)電池系統(tǒng)銷量 133.41 GWh,對應(yīng)動力電池系統(tǒng)營業(yè)收入為914.9億元，那么電 池系統(tǒng)售價為0.69元/Wh。根據(jù)EVTank測算的結(jié)果，2026 年鈉離子電池市場空間1500億元接近于2021年全國動力電 池產(chǎn)值1515.9億元（按產(chǎn)量219.7GWh,單價0.69元/Wh測 算）。圖34：鋼電池工作原理圖（充電過程）Ch

10、arging含有不同價態(tài)機子的電解法資料來源：北京普能官網(wǎng)，光大證券研究所3、鈉離子電池商業(yè)化進(jìn)展全球范圍內(nèi)，以國內(nèi)中科海鈉、寧德時代、鈉創(chuàng)新能源 以及國外Faradion、Natron Energy等為代表的企業(yè)已率先開 啟鈉離子電池的商業(yè)化探索，大局部企業(yè)已經(jīng)實現(xiàn)了小規(guī)模 的試產(chǎn)。預(yù)計鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化最快有望2023年-2024年實 現(xiàn)，2025年-2027年可以實現(xiàn)規(guī)?；某墒鞈?yīng)用。2022年5月10日電池行業(yè)龍頭寧德時代在互動平臺表示, 公司于2021年發(fā)布鈉離子電池，其電芯單體能量密度高達(dá) 160Wh/kg,常溫下充電15分鐘，電量可達(dá)80%以上，在- 20%低溫環(huán)境中，也擁有90%以上的放電保持率，系統(tǒng)集成效率可達(dá)80%以上。公司正致力于推進(jìn)鈉離子電池在2023 年實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。2022年2月28日天目湖先進(jìn)儲能技術(shù)研究院舉辦的鈉電 池線上技術(shù)研討會中胡勇勝研究員提及，鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈 布局很快，2023年基本可以構(gòu)建整個產(chǎn)業(yè)鏈。2022年