Перспективи застосування натрієвих акумуляторів для електричного двоколісного транспорту

В умовах історично високих цін на літієву сіль, що постійно зростають, нова технологія акумуляторів відкрила можливості для розвитку, і нова енергетична галузь швидко просуває план масового виробництва натрієвих акумуляторів. Оскільки ціна на карбонат літію залишається високою, промисловий ланцюг прискорює розгортання натрієвих батарей.

Оскільки середні та акумуляторні компанії досягають нових успіхів у бізнесі з виробництва натрієвих акумуляторів, натрієві батареї, безумовно, принесуть нове зростання в акумуляторну промисловість. Очікується, що перша партія виробничих потужностей натрієвих батарей буде введена в експлуатацію в першій половині 2023 року, а виробники мотоциклетних акумуляторів у Китаї випустить нові продукти з натрієвою батареєю вже у другому півріччі.

Переваги натрієвих акумуляторів на ринку електричних двоколісних транспортних засобів

З точки зору політичних факторів, поточний маршрут встановлених акумуляторів електричних двоколісних транспортних засобів - це переважно свинцево-кислотні акумулятори, на які припадає понад 75%. Після запуску нового національного стандарту передбачено, що вага електровелосипедів (що становить понад 90% електричних двоколісних транспортних засобів) не повинна перевищувати 55 кг. Оскільки фактична енергоємність свинцево-кислотних акумуляторів становить лише 40 Вт-год/кг, введення в дію нового національного стандарту безпосередньо обмежує верхню межу запасу ходу електровелосипедів з встановленими свинцево-кислотними акумуляторами.

З точки зору щільності енергії, щільність енергії натрієвих батарей становить 100~120 Вт-год/кг, що близько до щільності енергії літієвих батарей 120~140 Вт-год/кг. Набагато вища, ніж щільність енергії свинцево-кислотних акумуляторів 40 Вт-год/кг, вона може мати більший запас ходу при обмеженні якості транспортного засобу новим національним стандартом.

З точки зору тривалості циклу, виміряний час циклу натрієвих батарей становить 1600 ~ 1800 разів, що перевершує 1000 циклів літій-марганцево-оксидних батарей і має більшу перевагу в порівнянні з 800 циклами свинцево-кислотних батарей. Це означає, що протягом циклу роботи натрієвої батареї, свинцево-кислотної батареї потрібно використовувати два комплекти батарей.

З точки зору швидкості заряджання, натрієві батареї мають очевидні переваги перед іншими трьома типами батарей. Натрієві батареї можна зарядити від 0% до 90% всього за 0,5-1 годину, тоді як літієві батареї потребують 4-5 годин, а свинцево-кислотні - 6-7 годин.

Однак на ранній стадії масового виробництва вартість натрієвої батареї становить 0,7 ~ 0,75 юанів/Вт-год, що все ще є певним розривом у порівнянні з вартістю свинцево-кислотних батарей 0,3 ~ 0,32 юанів/Вт-год. На додаток до вартості переробки свинцево-кислотних акумуляторів, після врахування кількості циклів, натрієві батареї будуть поступово замінювати свинцево-кислотні батареї лише тоді, коли вартість опуститься нижче 0,6 юанів/год. На цьому етапі натрієві батареї в основному замінять літієві батареї двоколісних виробників літієвих батарей у Китаї.

Майбутній ринок електричних двоколісних транспортних засобів

Згідно зі статистикою, кількість електричних двоколісних транспортних засобів у Китаї становитиме 350 мільйонів у 2021 році, і ця цифра все ще буде дещо збільшуватися щороку. Очікується, що до 2025 року вона зросте до 400 мільйонів. У 2021 році обсяг продажів електричних двоколісних транспортних засобів у Китаї складе 48,6 мільйона, що на 13,02% більше, ніж у попередньому році, в основному завдяки новій політиці національних стандартів. Оскільки перехідний період поступово закінчується в різних місцях, очікується, що темпи зростання повернуться до нормального рівня. Очікується, що в 2025 році буде досягнуто 60,25 мільйона продажів.

Згідно з даними розподіленого попиту, 70% річного попиту припадає на природну заміну автомобілів, що становить близько 10% від інвентарного запасу три роки тому. Завдяки запровадженню нової політики національного стандарту, попит на заміну автомобілів за новим національним стандартом збільшився за останні два роки.

У 2019 році на цей попит припало 4% обсягу продажів, а до 2021 року ця частка зросте до 10%. Іншими двома рушійними силами річних продажів є попит на транспортні засоби на винос і попит на спільне користування мотоциклами, які складуть 12% і 8% відповідно у 2021 році.

Масштаби застосування натрієвих батарей в електричних двоколісних транспортних засобах

Після введення нового національного стандарту складність і вартість сертифікації 3C зросли, що збільшило частку ринку провідних компаній. У 2021 році Yadea та Emma разом займають понад 50% ринку, а п'ять провідних компаній займають понад 70% ринку. Масштаб застосування та швидкість проникнення натрієвої батареї на ринок електричних двоколісних транспортних засобів в основному залежать від того, чи почнуть Яді та Емма просувати електричні двоколісні транспортні засоби, оснащені іонно-натрієвим акумулятором, та темпів зниження вартості індустріалізації натрієвої батареї.

Відповідно до ситуації, що склалася, такі компанії, як CATL, HiNa BATTERY та NATRIUM, вже надіслали зразки провідним компаніям-виробникам електричних двоколісних транспортних засобів, і очікується, що електричні двоколісні транспортні засоби з натрієвими акумуляторами будуть випущені на ринок не раніше другої половини наступного року. У поєднанні з котируванням натрієвих батарей у 2022 році, оціночна вартість на ранній стадії масового виробництва (2022-2024 рр.) становить 0,68-0,75 юанів/Вт-год.

2028 рік є більш важливим часовим вузлом для натрієвих батарей, оскільки натрієві батареї тільки проходять повний життєвий цикл продукту і, як очікується, стануть відправною точкою для широкомасштабного застосування. Згідно з прогнозною моделлю дослідницької групи, за нейтральних припущень очікується, що натрієві батареї досягнуть встановленої потужності 4,4 ГВт-год у сфері електричних двоколісних транспортних засобів у 2025 році, а встановленої потужності 26,8 ГВт-год у 2030 році.

Висновок

З того часу, як була представлена нова батарея іонно-натрієвих акумуляторів, її переваги та недоліки порівняно з літієвими батареями також широко відомі. У порівнянні з літієвими батареями, натрій-іонні батареї не мають переваги в щільності енергії, що неминуче призведе до більшого об'єму і ваги натрій-іонних батарей. Це, безумовно, не дуже добре для силових батарей, особливо для електромобілів. Існуючі літієві акумуляторні батареї вже складають значну частину ваги електромобілів. Якщо їх замінити на натрій-іонні акумулятори, ця частка буде тільки більшою.

Тому деякі фахівці раніше робили прогнози про те, що майбутнє натрій-іонних акумуляторів лежить в області накопичувачів енергії, які не дуже підходять в якості силових батарей для електромобілів. Однак на сучасному ринку двоколісних електромобілів, хоча натрій-іонні акумулятори не можна порівняти з літієвими батареями, вони все ще мають очевидні переваги в щільності енергії порівняно зі свинцево-кислотними батареями, які все ще домінують на ринку. А нижча вартість натрій-іонних батарей порівняно з літієвими робить їх більш вигідними при заміні свинцево-кислотних батарей.