儲能系統(tǒng)部署加快,推動儲能系統(tǒng)市場成為電池廠商的新戰(zhàn)場。無論是作為電動汽車市場的多元化延伸,還是作為專門的發(fā)展領域,儲能系統(tǒng)在未來十年都是一個誘人的商機。對此,伍德麥肯茲儲能市場研究團隊發(fā)布儲能技術趨勢系列報告Energy Storage Technology trends 2023(每季度發(fā)布),著重探討儲能系統(tǒng)市場動態(tài)如何推動鋰離子電池部件和設計的發(fā)展。
技術、市場、生產和政策因素推動鋰離子電池市場格局快速變化。隨著儲能系統(tǒng)加快普及,儲能系統(tǒng)電池的特殊性能要求與電動汽車電池的性能需求的差異性越來越大。
電動汽車電池的側重點是提高能量密度,以提高續(xù)航里程,減少充電時間;而儲能系統(tǒng)電池的側重點是成本、耐用性和儲能時長。固定式儲能需要在價格上與傳統(tǒng)的調峰調頻技術競爭,所用電池要求需要三倍于電動汽車電池的壽命——達到1萬次充電循環(huán)。此外,儲能系統(tǒng)應用對于儲能時長的需求也在增加。
政策也會影響電池市場的分化。美國《降低通貨膨脹法》針對本地化生產水平40%以上(到2029年提高至55%)的儲能系統(tǒng)項目予以10%的額外投資稅優(yōu)惠。相比之下,電動汽車電池對關鍵礦物的來源要求更嚴苛,而且還有追溯性要求。
這將增加生產成本,從而推動儲能系統(tǒng)市場電池供應的獨立,以避免儲能系統(tǒng)電池價格無謂上漲。
先進的硅基鋰金屬負極技術和全固態(tài)電池等新技術的一個重要目標都是提高能量密度。因此,它們會優(yōu)先考慮電動汽車和消費電子產品市場。
相比之下,儲能應用的電池在發(fā)展上更側重于滿足儲能行業(yè)的特殊需求。磷酸鐵鋰電池正極技術因安全性能高、循環(huán)壽命長、鐵和磷酸鹽原材料豐富(因此成本更低),在儲能系統(tǒng)市場上迅速受到歡迎。
另一項商業(yè)化速度快且對固定式儲能應用有吸引力的技術是鈉離子電池。鈉離子電池的工作原理與鋰離子電池相似,但對鋰、鈷和鎳價格上漲的敏感度可能低于磷酸鐵鋰電池。(相關閱讀:伍德麥肯茲 | 鈉離子電池 VS 鋰電池:性能、成本與市場機遇)
最后,儲能系統(tǒng)市場的電池尺寸和形狀創(chuàng)新也在迅速發(fā)展。一個降低成本的重要方法是增加電池的容量和尺寸,以此減少系統(tǒng)的部件數量,從而降低材料成本,簡化組裝和集成,減輕電池管理系統(tǒng)的負擔。
280Ah大電芯正在成為電網級應用磷酸鐵鋰電池的新標準,更高的容量(560Ah)和更長的循環(huán)壽命(1.2萬次)也在醞釀中。但是,大電芯對于生產制造和安全管理能力提出了更高的要求。
從電池形狀來看,目前在電網級儲能系統(tǒng)中占主導地位的是方形電池,這主要是因為方形電池受中國電池制廠商的青睞。方形電池空間效率高,但生產成本也高,而且由于熱管理效率較低,縮短了產品的使用壽命。
相比之下,圓柱形電池相對安全、便宜、易于生產,而且由于壽命較長,經濟效率更高。其形狀使電池組的電池之間形成空腔,降低了體積能量密度,相較于電動汽車來說這對儲能系統(tǒng)應用影響不大。我們預測,未來十年,各大儲能市場將使用最新一代大型圓柱形46xx磷酸鐵鋰電池。