Perspectivas de aplicação de baterias de sódio em veículos eléctricos de duas rodas
Índice
No contexto dos preços historicamente elevados e crescentes do sal de lítio, a nova tecnologia de baterias proporcionou oportunidades de desenvolvimento e a nova indústria energética está a avançar rapidamente com o plano de produção em massa de baterias de sódio. Como o preço do carbonato de lítio permanece elevado, a cadeia industrial acelera a implantação de baterias de sódio.
À medida que as empresas de midstream e de baterias fazem novos progressos no negócio das baterias de sódio, as baterias de sódio trarão definitivamente um novo crescimento à indústria das baterias. Prevê-se que o primeiro lote de capacidade de produção de baterias de sódio seja colocado em produção no primeiro semestre de 2023, e fabricantes de baterias para motociclos na China lançará novos produtos utilizando a pilha de sódio já no segundo semestre do ano.
Vantagens das baterias de sódio no mercado dos veículos eléctricos de duas rodas
Do ponto de vista dos factores políticos, o atual percurso das baterias instaladas nos veículos eléctricos de duas rodas é constituído principalmente por baterias de chumbo-ácido, que representam mais de 75%. Após o lançamento da nova norma nacional, estipula-se que o peso das bicicletas eléctricas (que representam mais de 90% dos veículos eléctricos de duas rodas) não deve exceder 55 kg. Uma vez que a densidade de energia real das baterias de chumbo-ácido é de apenas 40Wh/kg, o lançamento da nova norma nacional limita diretamente o limite superior da autonomia de cruzeiro das bicicletas eléctricas com baterias de chumbo-ácido instaladas.
Do ponto de vista da densidade energética, a densidade energética das baterias de sódio é de 100~120Wh/kg, o que se aproxima da densidade energética das baterias de lítio de 120~140Wh/kg. Muito mais elevada do que a densidade energética das baterias de chumbo-ácido de 40Wh/kg, pode ter uma maior autonomia de cruzeiro sob a limitação da qualidade do veículo da nova norma nacional.
Do ponto de vista do ciclo de vida, os tempos de ciclo medidos das baterias de sódio são de 1600~1800 vezes, o que é superior aos 1000 ciclos do óxido de lítio-manganês, e tem uma maior vantagem em comparação com os 800 vezes das baterias de chumbo-ácido. Isto significa que no ciclo de vida de uma bateria de sódio, uma bateria de chumbo-ácido precisa de usar dois conjuntos de baterias.
Em termos de taxa de carregamento, as baterias de sódio têm vantagens óbvias sobre as outras três baterias. As baterias de sódio podem ser carregadas de 0% a 90% em apenas 0,5-1 hora, enquanto as baterias de lítio precisam de 4-5 horas e as baterias de chumbo-ácido precisam de 6-7 horas.
No entanto, na fase inicial da produção em massa, o custo da pilha de sódio é de 0,7~0,75 RMB/Wh, o que representa ainda uma certa diferença em relação ao custo das pilhas de chumbo-ácido de 0,3~0,32 RMB/Wh. Para além do valor de reciclagem das baterias de chumbo-ácido, após considerar o número de ciclos, a bateria de sódio só substituirá gradualmente as baterias de chumbo-ácido quando o custo descer abaixo dos 0,6 RMB/Wh. Nesta fase, as baterias de sódio substituirão principalmente as baterias de lítio de fabricantes de baterias de lítio para veículos de duas rodas na China.
O futuro mercado dos veículos eléctricos de duas rodas
De acordo com as estatísticas, o número de veículos eléctricos de duas rodas na China será de 350 milhões em 2021 e continuará a aumentar ligeiramente todos os anos. Prevê-se que cresça para 400 milhões até 2025. Em 2021, o volume de vendas de veículos eléctricos de duas rodas na China será de 48,6 milhões, um aumento anual de 13.02%, principalmente devido à nova política nacional padrão. À medida que o período de transição termina gradualmente em vários locais, espera-se que a taxa de crescimento volte ao normal. Prevê-se que atinja 60,25 milhões de vendas em 2025.
A partir dos dados da procura subdividida, 70% da procura anual provém da substituição natural de automóveis, representando cerca de 10% do inventário há três anos. Devido à introdução da nova política nacional de normalização, a procura de substituição de automóveis devido à nova norma nacional aumentou nos últimos dois anos.
Em 2019, esta procura representou 4% do volume de vendas, e a proporção aumentará para 10% em 2021. Os outros dois motores de vendas anuais provêm da procura de veículos para levar e da procura de motociclos partilhados, que representarão 12% e 8%, respetivamente, em 2021.
Escala de aplicação das baterias de sódio em veículos eléctricos de duas rodas
Após a introdução da nova norma nacional, a dificuldade e o custo da certificação 3C aumentaram, o que fez aumentar a quota de mercado das empresas líderes. Em 2021, Yadea e Emma juntas ocupam mais de 50% do mercado, e as cinco principais empresas ocupam mais de 70% do mercado. A escala de aplicação e a velocidade de penetração da bateria de sódio no mercado de veículos elétricos de duas rodas dependem principalmente de se Yadi e Emma começam a promover veículos elétricos de duas rodas equipados com bateria de íon de sódio e a taxa de redução no custo de industrialização da bateria de sódio.
De acordo com a situação a jusante, empresas como a CATL, a HiNa BATTERY e a NATRIUM já enviaram amostras para as principais empresas de veículos eléctricos de duas rodas, prevendo-se o lançamento de produtos de veículos eléctricos de duas rodas com baterias de sódio no segundo semestre do próximo ano, no mínimo. Em combinação com a cotação da bateria de sódio em 2022, o custo estimado na fase inicial da produção em massa (2022-2024) é de 0,68-0,75RMB/Wh.
2028 é um nó temporal mais importante para as baterias de sódio, porque as baterias de sódio acabam de passar por um ciclo de vida completo do produto e espera-se que sejam o ponto de partida para aplicações em grande escala. De acordo com o modelo de previsão da equipa de investigação, sob pressupostos neutros, espera-se que as baterias de sódio atinjam uma capacidade instalada de 4,4 GWh no domínio dos veículos eléctricos de duas rodas em 2025 e uma capacidade instalada de 26,8 GWh em 2030.
Conclusão
Desde que a nova bateria de iões de sódio foi exposta, as suas vantagens e desvantagens em comparação com as baterias de lítio são também amplamente conhecidas. Em comparação com as baterias de lítio, as baterias de iões de sódio não têm vantagem em termos de densidade energética, o que conduzirá inevitavelmente a um maior volume e peso das baterias de iões de sódio. Isto não é definitivamente bom para as baterias de potência, especialmente para os veículos eléctricos. As actuais baterias de lítio já são responsáveis por uma grande parte do peso dos veículos eléctricos. Se forem substituídas por baterias de iões de sódio, a proporção será ainda maior.
Por conseguinte, alguns profissionais já previram anteriormente que o futuro das baterias de iões de sódio reside em aplicações de armazenamento de energia, que não são tão adequadas como baterias de potência para veículos eléctricos. No entanto, no atual mercado dos veículos eléctricos de duas rodas, embora as baterias de iões de sódio não sejam comparáveis às baterias de lítio, continuam a ter vantagens óbvias em termos de densidade energética em comparação com as baterias de chumbo-ácido, que continuam a dominar o mercado. Além disso, o custo mais baixo das baterias de iões de sódio do que o das baterias de lítio torna-as mais vantajosas na substituição das baterias de chumbo-ácido.
Perspectivas de aplicação de baterias de sódio em veículos eléctricos de duas rodas
No contexto dos preços historicamente elevados e crescentes do sal de lítio, a nova tecnologia de baterias proporcionou oportunidades de desenvolvimento e a nova indústria energética está a avançar rapidamente com o plano de produção em massa de baterias de sódio. Como o preço do carbonato de lítio permanece elevado, a cadeia industrial acelera a implantação de baterias de sódio.
À medida que as empresas de midstream e de baterias fazem novos progressos no negócio das baterias de sódio, as baterias de sódio trarão definitivamente um novo crescimento à indústria das baterias. Prevê-se que o primeiro lote de capacidade de produção de baterias de sódio seja colocado em produção no primeiro semestre de 2023, e fabricantes de baterias para motociclos na China lançará novos produtos utilizando a pilha de sódio já no segundo semestre do ano.
Vantagens das baterias de sódio no mercado dos veículos eléctricos de duas rodas
Do ponto de vista dos factores políticos, o atual percurso das baterias instaladas nos veículos eléctricos de duas rodas é constituído principalmente por baterias de chumbo-ácido, que representam mais de 75%. Após o lançamento da nova norma nacional, estipula-se que o peso das bicicletas eléctricas (que representam mais de 90% dos veículos eléctricos de duas rodas) não deve exceder 55 kg. Uma vez que a densidade de energia real das baterias de chumbo-ácido é de apenas 40Wh/kg, o lançamento da nova norma nacional limita diretamente o limite superior da autonomia de cruzeiro das bicicletas eléctricas com baterias de chumbo-ácido instaladas.
Do ponto de vista da densidade energética, a densidade energética das baterias de sódio é de 100~120Wh/kg, o que se aproxima da densidade energética das baterias de lítio de 120~140Wh/kg. Muito mais elevada do que a densidade energética das baterias de chumbo-ácido de 40Wh/kg, pode ter uma maior autonomia de cruzeiro sob a limitação da qualidade do veículo da nova norma nacional.
Do ponto de vista do ciclo de vida, os tempos de ciclo medidos das baterias de sódio são de 1600~1800 vezes, o que é superior aos 1000 ciclos do óxido de lítio-manganês, e tem uma maior vantagem em comparação com os 800 vezes das baterias de chumbo-ácido. Isto significa que no ciclo de vida de uma bateria de sódio, uma bateria de chumbo-ácido precisa de usar dois conjuntos de baterias.
Em termos de taxa de carregamento, as baterias de sódio têm vantagens óbvias sobre as outras três baterias. As baterias de sódio podem ser carregadas de 0% a 90% em apenas 0,5-1 hora, enquanto as baterias de lítio precisam de 4-5 horas e as baterias de chumbo-ácido precisam de 6-7 horas.
No entanto, na fase inicial da produção em massa, o custo da pilha de sódio é de 0,7~0,75 RMB/Wh, o que representa ainda uma certa diferença em relação ao custo das pilhas de chumbo-ácido de 0,3~0,32 RMB/Wh. Para além do valor de reciclagem das baterias de chumbo-ácido, após considerar o número de ciclos, a bateria de sódio só substituirá gradualmente as baterias de chumbo-ácido quando o custo descer abaixo dos 0,6 RMB/Wh. Nesta fase, as baterias de sódio substituirão principalmente as baterias de lítio de fabricantes de baterias de lítio para veículos de duas rodas na China.
O futuro mercado dos veículos eléctricos de duas rodas
De acordo com as estatísticas, o número de veículos eléctricos de duas rodas na China será de 350 milhões em 2021 e continuará a aumentar ligeiramente todos os anos. Prevê-se que cresça para 400 milhões até 2025. Em 2021, o volume de vendas de veículos eléctricos de duas rodas na China será de 48,6 milhões, um aumento anual de 13.02%, principalmente devido à nova política nacional padrão. À medida que o período de transição termina gradualmente em vários locais, espera-se que a taxa de crescimento volte ao normal. Prevê-se que atinja 60,25 milhões de vendas em 2025.
A partir dos dados da procura subdividida, 70% da procura anual provém da substituição natural de automóveis, representando cerca de 10% do inventário há três anos. Devido à introdução da nova política nacional de normalização, a procura de substituição de automóveis devido à nova norma nacional aumentou nos últimos dois anos.
Em 2019, esta procura representou 4% do volume de vendas, e a proporção aumentará para 10% em 2021. Os outros dois motores de vendas anuais provêm da procura de veículos para levar e da procura de motociclos partilhados, que representarão 12% e 8%, respetivamente, em 2021.
Escala de aplicação das baterias de sódio em veículos eléctricos de duas rodas
Após a introdução da nova norma nacional, a dificuldade e o custo da certificação 3C aumentaram, o que fez aumentar a quota de mercado das empresas líderes. Em 2021, Yadea e Emma juntas ocupam mais de 50% do mercado, e as cinco principais empresas ocupam mais de 70% do mercado. A escala de aplicação e a velocidade de penetração da bateria de sódio no mercado de veículos elétricos de duas rodas dependem principalmente de se Yadi e Emma começam a promover veículos elétricos de duas rodas equipados com bateria de íon de sódio e a taxa de redução no custo de industrialização da bateria de sódio.
De acordo com a situação a jusante, empresas como a CATL, a HiNa BATTERY e a NATRIUM já enviaram amostras para as principais empresas de veículos eléctricos de duas rodas, prevendo-se o lançamento de produtos de veículos eléctricos de duas rodas com baterias de sódio no segundo semestre do próximo ano, no mínimo. Em combinação com a cotação da bateria de sódio em 2022, o custo estimado na fase inicial da produção em massa (2022-2024) é de 0,68-0,75RMB/Wh.
2028 é um nó temporal mais importante para as baterias de sódio, porque as baterias de sódio acabam de passar por um ciclo de vida completo do produto e espera-se que sejam o ponto de partida para aplicações em grande escala. De acordo com o modelo de previsão da equipa de investigação, sob pressupostos neutros, espera-se que as baterias de sódio atinjam uma capacidade instalada de 4,4 GWh no domínio dos veículos eléctricos de duas rodas em 2025 e uma capacidade instalada de 26,8 GWh em 2030.
Conclusão
Desde que a nova bateria de iões de sódio foi exposta, as suas vantagens e desvantagens em comparação com as baterias de lítio são também amplamente conhecidas. Em comparação com as baterias de lítio, as baterias de iões de sódio não têm vantagem em termos de densidade energética, o que conduzirá inevitavelmente a um maior volume e peso das baterias de iões de sódio. Isto não é definitivamente bom para as baterias de potência, especialmente para os veículos eléctricos. As actuais baterias de lítio já são responsáveis por uma grande parte do peso dos veículos eléctricos. Se forem substituídas por baterias de iões de sódio, a proporção será ainda maior.
Por conseguinte, alguns profissionais já previram anteriormente que o futuro das baterias de iões de sódio reside em aplicações de armazenamento de energia, que não são tão adequadas como baterias de potência para veículos eléctricos. No entanto, no atual mercado dos veículos eléctricos de duas rodas, embora as baterias de iões de sódio não sejam comparáveis às baterias de lítio, continuam a ter vantagens óbvias em termos de densidade energética em comparação com as baterias de chumbo-ácido, que continuam a dominar o mercado. Além disso, o custo mais baixo das baterias de iões de sódio do que o das baterias de lítio torna-as mais vantajosas na substituição das baterias de chumbo-ácido.
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