四大新型储能技术路线分析

原创遇韦以航维科网储能

储能，指把太阳能、风能、潮汐能、地热能、电能等不易存储的能量，转换为化学能、热能等容易存储的形式进行存储，在需要的时候使用。

传统储能技术，主要有抽水蓄能、水力发电等机械能储能，铅酸蓄电池、磷酸铁锂电池等电化学储能。

新型储能技术，则主要有锂离子电池、钠离子电池、液流电池、熔盐储能、压缩空气储能、氢储能等。

目前，新型储能技术路线里，锂离子电池、全钒液流电池、钠离子电池和氢燃料电池是主流路线。

锂离子电池VS钠离子电池

工作原理方面。锂离子电池和钠离子电池都是二次电池（充电电池），电能的存储主要依靠锂离子（钠离子）在正负极之间往返嵌入和脱出进行实现。

现在市面上，占据储能市场的主要是锂离子电池，尤其是安全性最高的磷酸铁锂电池。

钠离子电池正处于研发阶段，考虑到安全性，未来储能市场，钠离子电池有可能后来居上，逐渐抢占锂离子电池的储能市场份额。

电池成本方面。锂离子电池原材料价格高昂，2022年10月24日，主要原材料99.2%工业零级碳酸锂盐价格为51.6万元/吨。

钠离子电池材料成本则较低，近十年价格基本稳定在1000—4000元/吨的区间内，经钠电领军企业FARADION公司测算，钠离子电池产业化后成本约为锂离子电池的七成。

此外，其他条件相同的情况下，电池负极集流体的选材对成本影响极大。钠离子电池负极集流体可选用铝箔，而锂离子电池则必须为铜箔，两者悬殊10%的价差。

以具体的原材料成本为例，目前，铜基钠离子电池为0.29元/Wh，磷酸铁锂电池材料成本0.43元/Wh。

资源丰富度方面。锂元素在地壳中的含量仅为0.006%，在我国主要集中在青藏高原等环境恶劣的地方，开采困难。

钠元素则不一样，其在地壳中的含量为2.74%，在我国广泛分布，开采简单。

产业布局企业方面。我国锂电池产业链已经成型，布局钠电的企业主要有容百科技、国轩高科、中航锂电、宁德时代、比亚迪、上汽集团等。

钠电产业布局基本承袭锂电，现阶段我国钠电市场正处于初步布局阶段，宁德时代正推动产业链成型。我国布局钠电的企业主要有宁德时代、中科海纳、钠创新能源、鹏辉能源、欣旺达等。

全钒液流电池VS氢燃料电池

电池构成方面。全钒液流电池是一种氧化还原电池，主要由储存有不同价态钒离子的正极硫酸电解液、负极硫酸电解液、外接泵、电池堆体（含双极板和电极）、储液罐和质子交换膜构成。

工作原理方面。全钒液流电池隔膜是质子交换膜，外接泵将储液罐内的硫酸电解液压入电池堆体，机械动力作用下，电解液在储液罐和半电池构成的闭合回路内循环流动，电解液流过电极表面时，发生化学反应，将化学能转换为电能，电池堆体内双极板负责收集和传导电流。

氢燃料电池的结构与全钒液流电池稍有不同，氢燃料电池储液罐内换成了高压储氢罐，硫酸电解液换成了氢气，另外增加了催化剂、气体扩散层等；工作原理则类似。

成本方面。全钒液流电池成本较高，目前约3-3.2元/Wh，其中电堆材料、电解液在成本中占比最大，接近七成。氢燃料电池的核心是电池堆，我国在这方面，核心材料依赖进口，技术也存在短板，成本较高。

资源丰富度方面。我国钒矿资源丰富，据USGS数据，目前，中国已探明钒矿储量为950万吨，占全球总比重的43%，同时，中国产出了全球约六成钒金属。

氢在自然界中含量丰富，除空气中的氢气，它还以化合物形态存在水中，据推算，全球海水中含有的氢，能源总量约为全球化石能源的9000余倍，根据石油和化学工业规划院统计，我国当前氢气产能为4000万吨，产量为3300万吨。

市场布局方面。全钒液流电池具有技术优势，但成本过高，相同容量下，全钒液流电池的成本约为锂电池的2.5倍左右，严重制约了其商业化进展。

我国布局全钒液流电池的企业有国网英大、攀钢钒钛、西子洁能、海德股份、中和储能等。

氢燃料电池方面，我国整体研究还比较落后，难以同发达国家竞争。我国布局氢燃料电池的企业有国电投氢能公司、雪人股份、上海神力、中科氢能、龙蟠科技、亿氢科技、通用氢能等。

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