硬核解说员 电储能的风口在哪里?
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出镜|刘创祚
脚本、后期|刘创祚、朱喆
李德辉 马倩
上能电气短短11个交易日就创造了238%的收益;科士达自6月起至今已经有180%左右的涨幅;宁德时代迄今赚到500亿,却早已被估值破万亿。最近电能源公司行情火爆,所有这些被投资者青睐的公司都指向了一个新风口---储能。所有人都知道国家要发展新能源了,为何储能板块会被投资者如此
我们知道国家的碳达峰、碳中和目标在如火如荼的推进,而减少碳的最好办法就是用一些可再生能源,比如光伏、风电。不过这些大自然的能源不太好掌控,所以需要储能这种技术。
今天主要聊聊电储能这块。举个例子,比如风力发电,有时候晚上风特别大,产生出了1000千瓦的电,但那个时候人们都在睡觉没法全部用完。如果只用了500千瓦的电,那剩下的500千瓦就全部浪费了。有统计称,2021年上半年全国用电量3.93万亿千瓦时,而浪费的电足够照亮非洲某些国家一整年了。所以,我们需要一个电池,这个电池可以把电能储存起来,保证人们需要的时候再用。
知道了为何要储能,那各个公司又得你争我赶地找最适合做储能的载体了。现有的三种主流电池是三元锂电池、磷酸铁锂电池以及钠离子电池。先来看看三元锂电池,这也是让宁德时代崭露头角的伟大技术。三元锂电池的“三元”指的是包含镍Ni、钴、锰或铝三种金属元素的聚合物,在三元锂电池中做正极。三元材料因相同锂离子数量下更低的分子质量,因而其比容量高于铁锂,组成电池后能量密度也更高。
直到2014年三元锂电池都是极为流行的,但这类电池如果被用作储能材料,或许还有诸多问题。2021年盖斯特咨询研报指出,中国锂资源储量只有全球的20%,且开采难度大(成本高)。尤其三元锂电池的能量密度高、不耐高温,它的低安全性就渐渐不符合市场标准了。
只有成本更低、安全性更高的新技术才能刺激市场神经。磷酸铁锂电池流行了起来。大概在2014~2016 年这段时间里,铁锂电池因便宜、安全、寿命高等特性,受到各大车企的追捧。磷酸铁锂的价格相对三元锂来说能够低20%左右。磷酸铁锂的化学性质稳定,高温稳定性 好,700-800℃才会开始发生分解。
尽管三元锂电池在2017年短暂的又流行了一会儿,因为当时的新能源补贴政策格外青睐电池包能量密度:谁的能量密度高,谁就可以拿到更多的补贴。 可之后磷酸铁锂电池又慢慢占据了上风。今年7月,磷酸铁锂电池共计装车5.8GWh,单月装车量近三年来首次超越三元锂电池的5.8GWH。也就是在这个月特斯拉召开的第二季度财报会议,马斯克也表示希望三分之二的特斯拉能够配备磷酸铁锂电池。
不管磷酸铁锂和三元锂谁更适合做储能的材料,它们都属于锂电池的范畴,市场似乎也适应了锂电池的天下。直到去年3月,比亚迪集团董事长王传福宣布刀片电池的问世并量产,这个外形薄长、酷似利刃的电池切开了储能板块的一角。
刀片电池算是对磷酸铁锂电池又升级了一次,业内也称其为超级磷酸铁锂电池。只是它的结构和普通的磷酸铁锂电池不同,去掉了电池模组,采用了全新封装技术,比传统的磷酸铁锂电池能量密度更高,所以电池的续航能力也有所提高。比亚迪这一次的“进攻”是无与伦比的。宁德时代知道,再没有颠覆性技术的出现,过去的技术将一文不值。
于是,钠离子电池,破茧而出。
2021年7月,宁德时代宣布推出钠离子电池。我国仅拥有世界锂资源储量的5.93%,80%的锂依靠进口,而钠并不受资源和地域限制。相比于锂,钠离子电池成本也具有巨大优势。目前以锂为原料的碳酸锂价格已上涨至9万元每吨,而以钠为原料的氯化钠价格每吨只要几千元。宁德时代当然不是第一家做出钠离子电池的公司。
去年9月,中科海钠的钠离子电池产品已实现量产,而且这种电池是全球首款自主研发的钠离子电池,能量密度已接近150Wh/kg。格林美、华阳股份、鹏辉能源紧接着也宣布在钠离子电池行业的进展。格林美已经完成钠离子电池材料的研发,目前已送至下游客户测试;华阳股份全资子公司山西新阳,拟投资新建千吨级钠离子电池E极材料;鹏辉能源已经做出钠离子电池样品,预计年底前批量生产。
不过相比之下,宁德时代7月发布的钠离子电池还是更加震撼。宁德时代第一代钠离子电池电芯单体能量密度高达160Wh/kg,能量密度是目前钠离子电池的最高水平。常温下充电15分钟,电量就能达到80%以上。当业界普遍期待着宁德时代的第二代产品,钠离子电池的战争才刚刚打响,其他几家企业的钠离子电池或许也随时蓄势待发地走出实验室。
当然必须提一句,即便钠离子电池最近风头正旺,如果立刻把钠离子电池当作储能材料还为时尚早。
钠离子电池的一大硬伤是能量密度低。宁德时代对此公布了AB电池系统解决方案。AB电池系统解决方案就是将钠离子电池与锂离子电池同时集成到同一个电池系统里,并按一定的比例和排列进行混搭、串联、并联、集成,后续通过BMS的精准算法进行不同电池体系的均衡控制。再来看看钠离子电池的适用场景。盖斯特研究报告展示出了钠离子电池和磷酸铁锂电池更精细的对比。可以看出在成本和低温性能上,这次钠离子电池占据了优势。
当然,除了技术方面的优劣,我们还应当想想更现实的商业问题。
钠离子电池还处于商业化进程的早期,逐步从实验室走向实用化,大规模的成熟恐怕还需要3~5年。那么,投资者们有多少耐心等待钠离子电池的量产,并成功用于发电侧的储能?这期间会不会有新技术(比如钾离子电池)来飞速迭代呢?
不看未来单看现在,锂离子电池设计生产的工艺也已经有了之前数十年的经验参考,而钠离子电池则完全无法照搬之前的经验了。投资者们对于储能材料的选择或许还优先锂离子电池的。
在储能的储量、运输效率等方面,未来锂电、钠电将是互补格局。磷酸铁锂电池依然是效率最高,安全性最强,也是当今储能界的主力军。钠离子电池也有它成本低,充电速度快的优势。宁德时代只有把钠离子电池这一手牌打好,储能板块的桂冠才能向他们倾斜。
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