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、負極材料、電解液和隔膜。鈉電池主要通過 Na+ 在電池正負極之間來回的脫出和嵌入來實現(xiàn)充放電過程。在充電時,Na+從正極材料脫出, 經(jīng)過電解液和隔膜嵌入到負極材料,此時,外電路中電子從負極流向正極。鈉電池放電 過程與充電過程相反。鋰電池則是通過 Li+在電池正負極之間來回的脫出和嵌入來實現(xiàn) 上述過程,因此兩者工作原理相似,均被稱為“搖椅式電池”。
寧德時代 2021 年 7 月分布的第一代鈉離子電池單體能量密度達到 160Wh/kg,已經(jīng) 接近磷酸鐵鋰電池的能量密度。目前海辰儲能正式發(fā)布的 2022 電池新品,首款 300Ah 電 力儲能和大圓柱戶用儲能專用電池,循環(huán)壽命可達 12000 次,能量效率達 95%。采用海 辰儲能 300Ah 電力儲能專用電池的儲能系統(tǒng),相較當(dāng)下 280Ah 儲能電池,可以實現(xiàn)全生 命周期度電成本降低 25.3%;如果以用戶側(cè)儲能電站,按照一天一充應(yīng)用場景下,可實現(xiàn) IRR(內(nèi)部收益率)提高 18.4%;前三年儲能系統(tǒng)總放電量增加 5%,從而減少電量超配, 實現(xiàn)初始投資節(jié)省 5%。 根據(jù)中科海鈉和中國儲能網(wǎng)的測算,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,也最終決定了儲能系統(tǒng)的盈利性。 與動力電池追求極致的能量密度不同,儲能電池更加注重循環(huán)壽命。若要提升儲能經(jīng)濟 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)儲能電池循環(huán)壽命提升 到 10000 次,儲能成本將降至 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)注儲能系統(tǒng)循環(huán)次 數(shù)提升情況。
2.1.2 儲能電池成本預(yù)算
鋰離子電池全壽命儲能度電成本(LCOS)測算核心假設(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。 鋰離子電池儲能系統(tǒng)初始投資成本由于項目區(qū)別具有一定差異,綜合近期鋰離子電池儲 能項目中標(biāo)價格為 1.5 元/Wh。 年度運維成本:運維成本包括電站運營期間的燃料動力費、以及為了維持電站運營 所必須的零部件更換、系統(tǒng)維護、人工費等費用,根據(jù)儲能類型的不同大致占初始投資 成本的 1%-10%。鑒于鋰離子電池儲能電站普遍采用遠程監(jiān)控與定期巡檢相結(jié)合的方式, 人工費用相比其他電池類型低,假設(shè)運維成本占初始投資成本的 4%。 系統(tǒng)殘值率:儲能系統(tǒng)報廢的剩余價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。
鈉離子電池儲能全壽命儲能度電成本(LCOS)測算核心假設(shè): 初始投資成本:當(dāng)前鋰離子產(chǎn)業(yè)化正在推進中,假設(shè)成熟時期可比鐵鋰電池低 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、寧德時代等表示其產(chǎn)品可達 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。
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