储能行业:锂、钠、镁电池的“新战场”

家衡 4周前 (11-11)

汽车电池领域的“黑科技”,能在储能行业掀起水花吗?

进入2022年,有关能源的话题频现新闻头条,在此背景下,储能赛道得到了资本市场的热捧。

从技术路径来看,大多数储能企业看向了最具成长性的电化学储能,并且选择了技术成熟的磷酸铁锂电池构筑储能产品。

然而,随着新能源汽车需求的疯狂增长,上下游之间的博弈不断抬升锂电池的价格,最终这场“涨价风波”波及到储能领域

替代锂电池:新型电池的“储能美梦”

在疯狂的市场价格之下,部分储能企业看向了成本更低的新型电池——钠电池、镁电池、钒电池……这些曾经让人眼前一亮的“黑科技电池”,如今在储能市场再次耀眼。

初次挑战锂电池,止于动力电池领域

11月9日,《科技日报》登出一则关于镁电池的报道,全文围绕着重庆大学镁电池研究团队的最新研究成果,表明“镁电池正从实验室走向应用”。

稍早前,该团队研发的镁离子电池项目获得2022年国际“镁科学技术奖”,同样得到这家央媒跟踪报道。

替代锂电池:新型电池的“储能美梦”

报道一出,资本市场迅速反应,国内镁矿相关上市公司云海金属、濮耐股份等均在当日迎来了股价上涨。

据了解,云海金属是以矿业开采为主的上市公司,靠着子公司的镁矿开采业务,公司在数年前就从事镁电池的研究;而濮耐股份同样涉及镁矿相关业务,并且长期观察镁电池产业发展。

回顾此前的报道,国内针对镁电池的相关研究与项目并不少,但大多集中在动力电池领域

相较于锂电池,镁电池成本更低,并且国内镁矿储备丰富,基本无需考虑资源问题。

但低成本的背后,是镁电池的低安全性。

据专业人士介绍,镁电池存在“电压滞后”的特性,极易发生腐蚀反应,其次镁电池贮存性能差,因此不宜长期间歇放电使用。

基于以上诸多原因,在强调续航与安全的动力电池领域,镁电池并未掀起水花。

同样的问题也体现在钠电池上,在宁德时代宣布推出钠电池时,业内曾传出“替代锂电池”的言论,但从能量密度来看,钠电池根本“卷”不过锂电池。

替代锂电池:新型电池的“储能美梦”

最终,这些宣传“颠覆”、“替代”锂电池的新型电池,在动力电池领域喧嚣一时后,便迅速沉寂。

转战储能行业,新型电池迎来新机遇?

然而,正所谓“尺有所短,寸有所长”。当锂电池进入储能赛道,其弊端就显现出来。

相较于动力电池,储能电站更看重电池的寿命、安全性和使用成本

据研究机构统计,一个大型储能电站的寿命需要长达20年甚至50年以上,这对于电池寿命提出了极高的要求。

目前,一块用于新能源汽车的锂电池,使用寿命大约为5-8年,如果回收后梯次利用,也不过延长数年寿命。即便是专供储能系统使用的280Ah方型磷酸铁锂电池,使用寿命也不过10年左右。

替代锂电池:新型电池的“储能美梦”

相比之下,镁电池与钠电池在使用寿命上更加出色,更符合储能要求。

更现实的问题则是居高不下的锂价——原本能源价格就“贵的离谱”,高价采购的锂电池更是新添一笔高额支出

动力电池厂商尚且能靠下游需求消化这部分成本增长,但对于储能厂商来说,这些成本都需要自行承担。

就在今年6月29日,国家能源局发布《防止电力生产事故的二十五项重点要求(2022年版)(征求意见稿)》。其中提出:中大型电化学储能电站不得选用三元锂电池、钠硫电池,不宜选用梯次利用动力电池。这一新规更是限制了锂电池在储能领域的发展。

也正是此时,镁电池、钠电池逐渐在储能领域崭露头角,与之一同受到关注的还有钒电池这一“凭空出现”的新概念,随之而来的便是行业内不断出现储能企业牵手钒资源的整合消息,例如大连融科牵手攀钢钒钛,前者是国内钒电池明星企业,后者是国内最大的钒制品企业。

替代锂电池:新型电池的“储能美梦”

图 | 融科旗下钒电池储能系统

对比之前的钠电池、镁电池,钒电池更是陌生的“黑科技”。

据《锦缎》介绍,这种新型电池全称为全钒氧化还原液流电池,正、负极都是钒,通过氧化还原反应实现充放电。

对比锂电池,钒电池实际上是一类“电池系统”,相较于前者,钒电池体积偏大、能量密度低,还有成本高。但由于安全性高、循环寿命长,因此非常符合储能的需求。

替代锂电池:新型电池的“储能美梦”

图源 | 锦缎

与钒电池相同概念的还有铁铬液流电池与锌溴液流电池,但目前市场反响并不大。

伴随着新规的推出,钒电池被投资者们拾起也并不意外。同样,钠电池、镁电池等新型电池也随着新规的推出迎来了第二春。

回顾《科技日报》关于镁电池的报道,我们也可以发现,文章中重点提到“共同打造储能科技创新平台、助力我国新型储能领域发展”的相关文字。而在宁德时代回复投资者的问题时,也提到了钠电池在储能领域的应用。

储能“新秀”已起,就看投资者们愿不愿意吃下这些“大饼”。

关于新型电池的思考

就在11月3日,中国目前规模最大的全钒液流电池储能系统正式开标,受此消息影响,钒电池板块指数当日涨幅达3.69%。研究机构也纷纷表示看好钒电池业务。

但从一线大厂的反应来看,新型电池想在短时间内冲击锂电池的地位并不现实。以钠电池为例,目前主要推动国家为欧美和日本,国内除了宁德时代以外,依然由中科海钠等创业公司主导。

而镁电池这类“黑科技”更是停留在研究机构层面,想跳出科研走向产业,还需要很长一段时间。

回顾历史,钒电池技术的研究、开发与应用起始于上世纪80年代,几乎是和锂电池同一时代的技术。但后来锂电池率先商业化突围,之后一路扶摇而上。而钒电池由于应用场景受限,一直都比较冷门。

存在需求的情况下,新型电池的初始成本很高,必须靠“规模化”来化解,但现在各类新型电池产业化的过程中还存在一定的放大风险,技术路径也尚不成熟。

如果说钠电池尚有突围的可能性,镁电池与钒电池还需要时间去证明。

另一方面,宁德时代等大厂研究钠电池的初心是寻求替代锂电池的“Plan B”。在复杂的国际关系下,锂矿正逐渐成为一种“战略资源”。

就在本月,加拿大工业部以所谓国家安全为由,要求三家中国锂矿公司剥离其在加拿大关键矿产公司投资,涉及企业包括中矿资源、藏格矿业、盛新锂能三家上市公司。虽然各家电池厂的分布十分广泛,但在“卡脖子”的风险下,谋求替代品还是非常有必要。如果未来锂矿资源供应趋于稳定,锂电池还将保持领先地位。

替代锂电池:新型电池的“储能美梦”

但不管怎么说,任何电池技术都存在利弊,比起“替代”,我们更应该期待各种电池技术的百花齐放与共存。从能源革命的视角来看,每种新型电池都有改变行业的可能。

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