Qui va gagner dans l'industrie du stockage d'énergie parmi les batteries au lithium, les batteries au sodium, l'énergie hydrogène et les batteries au vanadium ?

L'industrie chinoise du stockage de l'énergie a historiquement établi une planification industrielle basée sur le rythme et l'économie de la réduction des coûts. Si la part de la production d'énergie éolienne photovoltaïque atteindra la borne zéro de 25-30% en 2025 (seulement 7,5% en 2020), sous l'impact de l'énergie intermittente sur le réseau, le stockage de l'énergie deviendra un choix incontournable pour résoudre le problème de consommation du réseau, puis face à la capacité nouvellement installée de stockage d'énergie électrochimique de 1,87 GW en Chine en 2021, l'élasticité de la croissance de la demande est énorme.

L'avenir du stockage d'énergie en Chine : concurrence axée sur le marché, voies multitechniques, l'aval du stockage d'énergie sont les réseaux électriques, les opérations des centrales électriques, les ménages, etc., qui sont différents des batteries au lithium automobiles (long cycle de certification et exigences de cohérence élevées ) avec de fortes barrières à l'entrée et une forte concentration. , il est difficile d'apparaître un modèle oligarchique, et plus est un modèle concurrentiel centré sur les avantages économiques et de coûts, plus comme l'industrie photovoltaïque. Mettez-le dans le contexte de l'industrie pour voir les différences, l'évolution et l'avenir des voies technologiques.

La chaîne de l'industrie de l'énergie hydrogène est complexe, y compris la production, le stockage et le transport de l'hydrogène, l'hydrogénation, les cheminées, etc. Elle ressemble le plus au gaz naturel parmi les trois principales sources d'énergie fossile. Bien qu'il soit le plus propre, il est susceptible d'être complété dans le domaine de l'énergie à l'avenir en raison de son goulot d'étranglement dans les transports. Pas le protagoniste ; l'application de l'énergie hydrogène peut être divisée en sources d'alimentation de bus, de camions lourds, marines et de secours en référence au rapport annuel de Ballard . Le moyen le plus simple consiste à rechercher des alternatives au diesel et au mazout. Ce n'est pas beaucoup pour regarder les véhicules utilitaires, mais en regardant la consommation de diesel et d'essence, le premier est plus important. Le plafond de valorisation peut-il être ouvert ? A plus long terme, en plus des applications énergétiques,

batterie au sodium est susceptible d'être plus rapide que prévu par le marché, principalement en raison de son avantage de coût théorique et de la réutilisation de la chaîne de l'industrie des batteries au lithium. La majeure partie de la capacité de production des batteries aux électrodes positives, aux électrodes négatives et aux séparateurs peut être utilisée en général. Ceci est similaire au champ photovoltaïque. La concurrence entre le monocristal et le polycristallin et l'hétérojonction est différente et la résistance de la chaîne industrielle mature est très faible. La batterie au sodium ne renversera pas le modèle de concurrence du leader de la batterie au lithium, c'est plutôt une opportunité pour l'industrie. Nous devons rechercher la différence entre la batterie au sodium et la batterie au lithium du côté des matériaux, comme la différence de processus et de coût entre l'électrode négative et le carbone dur/carbone mou, et plusieurs voies différentes.

système d'écoulement de liquide (vanadium power), tels que la sécurité, la longue durée de vie et la facilité de récupération, sont la meilleure solution pour le stockage d'énergie à long terme, mais la vitesse d'industrialisation dépend d'abord de la vitesse de réduction des coûts de la pile à combustible à hydrogène. L'essentiel des capacités de la chaîne industrielle (en particulier le maillon matériel) et de la compétitivité de premier plan sera répercuté sur le système de flux. Nous accordons plus d'attention aux composants communs des piles à combustible à hydrogène et des batteries à flux dans la pile, tels que les plaques bipolaires, les membranes échangeuses de protons, les couches de diffusion de gaz, etc., l'application de l'énergie hydrogène dans le domaine de l'énergie ne devrait pas être le plafond de valorisation de matériaux en amont.

Structure du marché : la proportion de stockage d'énergie électrochimique a augmenté rapidement et les batteries au lithium sont toujours le courant dominant. Sur la base de l'historique du développement du stockage d'énergie photovoltaïque en Allemagne, la capacité installée de stockage d'énergie distribuée est principalement basée sur la consommation d'électricité des entreprises industrielles et la différence des prix de l'électricité de crête à vallée, ce qui reflète l'économie.

Le principe de la batterie au lithium et de la batterie au sodium est le même, et la route vers l'industrialisation de la batterie au sodium est fluide. Larges ressources, faible coût, la meilleure application en matière de stockage d'énergie.

Le principe de fonctionnement des batteries sodium-ion est le même que le principe de la "chaise berçante" des batteries lithium-ion, et la désintercalation réversible des ions sodium (Na+) entre les matériaux positifs et négatifs est utilisée pour réaliser la charge et la décharge. La batterie sodium-ion est principalement composée d'une électrode positive, d'une électrode négative, d'un séparateur et d'un électrolyte, et est fondamentalement compatible avec les équipements de production des batteries lithium-ion, ce qui réduit la difficulté d'industrialisation.

Les prix des matières premières du lithium ont continué d'augmenter. En mars 2022, le prix du carbonate de lithium de qualité batterie, la principale matière première, dépassait 500 000 yuans la tonne, un record. L'abondance de lithium est faible, avec une abondance dans la croûte de seulement 0,006 %, et la plupart d'entre eux sont concentrés en Amérique du Sud, provoquant une anxiété d'approvisionnement pour les principaux fabricants de batteries.

Zhongke Haina estime que les matériaux des batteries sodium-ion présentent des avantages de coût significatifs, qui sont environ 1/3 inférieurs aux batteries au lithium fer phosphate. Le coût des matières premières de la batterie sodium-ion à base de cuivre est de 0,29 yuan/Wh, le coût des matériaux de la batterie lithium fer phosphate est de 0,43 yuan/Wh et le coût de la batterie plomb-acide est de 0,40 yuan/Wh.

1）La ressource en sodium est abondante, le prix est bas et stable et le prix restera à 1000-4000 yuans/tonne dans 10 ans. 2) La sélection des éléments est moins chère ; 3) Le carbone dur et le carbone mou utilisés dans l'électrode négative ont des exigences de processus inférieures, une consommation d'énergie inférieure et ont un potentiel de faible coût ; 4) Feuille d'aluminium bon marché pour le collecteur de courant d'électrode négative.

Les batteries à flux "sur mesure" pour le stockage d'énergie sont particulièrement adaptées en tant que systèmes de centrales de stockage d'énergie à grande échelle .

Avantage principal un : éviter fondamentalement la déflagration - sécurité.

Avantage principal 2 : durée de vie extrêmement longue - Les systèmes de stockage d'énergie durables sont généralement des installations statiques avec de faibles exigences en matière de poids et de volume, et la densité d'énergie n'est pas un indicateur clé. En plus des avantages généraux des batteries à flux, il y a trois avantages : des batteries à flux miniaturisées tout vanadium pour une utilisation avec le photovoltaïque domestique. Le volume est 3 à 7 fois supérieur à celui des batteries au lithium (1) Les batteries à flux redox tout vanadium respectueuses de l'environnement sont entièrement fermées et fonctionnent avec presque zéro émission. (2) Si la valeur résiduelle est supérieure, l'élément vanadium dans l'électrolyte ne sera pas perdu et la valeur résiduelle est d'environ 70 %. (3) Récupération pratique L'électrolyte ne contient qu'un seul métal de transition et est facile à extraire.

La pile à combustible à hydrogène est la valeur fondamentale du système de pile à combustible, et les piles nationales chinoises présentent des lacunes en raison du manque de matériaux de base et de technologies clés. Parmi les matériaux partagés vanadium-hydrogène, la plaque bipolaire en graphite est essentiellement produite dans le pays, et la membrane échangeuse de protons et la couche de diffusion de gaz sont encore principalement importées, et le coût ne peut pas être contrôlé.