全球首套钠离子电池光储充智能微网系统运行 能否取代锂电池？

6月28日，全球首套1MWh钠离子电池光储充智能微网系统在山西太原综改区正式投入运行，该系统以钠离子电池为储能主体，结合市电、光伏和充电设施形成微网系统，可根据需求与公共电网智能互动。

此次钠离子电池光储充智能微网系统的研制成功，标志着我国在钠离子电池技术及其产业化方面走在了世界前列，同时将进一步推动钠离子电池商业化应用发展。

钠离子电池成大规模储能新选择

今年5月21日，在宁德时代股东大会上，宁德时代董事长曾毓群透露，宁德时代将于今年7月左右发布钠电池(“钠离子电池”)。作为极具潜力的新一代储能技术，钠离子电池引发关注。

长期以来，锂电子电池都是储能领域的“主力军”。根据中国化学与物理电源行业协会统计数据，2020年全球与中国新增电化学储能中，锂电池储能占比分别是96%和92%，行业覆盖率占据主导地位。随着电动汽车及规模化储能技术的推广应用，锂的需求量逐年递增，然而锂在地壳的储量不高(0.0065%)，且70%的锂集中于南美洲。我国锂资源不算贫瘠，但由于资源开采成本等问题，目前我国80%的锂资源供应依赖进口，存在卡脖子的风险。所以寻找无资源限制的储能技术方案来应对规模储能需求势在必行。

钠离子电池与锂离子电池工作原理相似，性能相近，但相比锂离子电池具有原材料储量丰富、分布广泛、成本低廉、环境友好和兼容锂离子电池现有生产设备的优势，同时具备功率特性较好、温度范围适应性宽、性能安全和无过放电问题等特点，因此被普遍认为是成为大规模储能的重要可选路径。

但目前市场上普遍认为，钠离子电池还有能量密度较低、充放电速率慢、初期成本高于锂电池等问题，未来短时间内很难有全面替换电动车锂电池的可能。

中国科学院物理研究所研究员、中科海钠董事长胡勇胜在会上介绍，钠离子电池相关技术指标已经达到国际领先水平，2020年11月11日，北京市科技计划课题“长寿命和低成本钠离子电池正极材料研究”课题验收获通过，课题研制的2.5Ah电池在25°C、0.5C下20%-80%DOD循环2000次后容量保持率为92.9%;1C下80%DOD循环3000次后容量保持率为87.1%;2C下80%DOD循环4500次后容量保持率为83.2%，通过了一系列安全测试，并在国际上首次进行了储能电站及低速电动车的示范应用。

据相关数据显示，截至2020年，全球已约有二十多家企业致力于钠离子电池的研发和产业化，主要包括中国的中科海钠、英国Faradion、法国Tiamat、美国Natron Energy等，率先入局的企业均在不同场景实现了钠离子电池的应用实践，尤其是在储能领域的应用。

但钠离子电池的量产化还需要很长时间，胡勇胜表示，前十年我们验证了钠离子电池的可行性，回答了中国机会，接下来十年，我们要推动钠离子电池在中国的产业化，实现从中国的机会到中国的贡献的跨越。

从100kWh到1MWh，量变到质变

全球首套1MWh钠离子电池光储充智能微网系统是由中科院物理所与中科海钠联合建立并提供技术支撑，是钠离子在大型储能领域的又一次重要产业应用的突破。

中科海钠总经理唐堃介绍，项目储能系统为0.5MW/1MWh低压直挂系统，经用户0.4kV母线并入配电线路，可供厂区生产、生活用电及充电桩供电等。系统为仓储式集装箱储能系统，采用分仓设计，分电气仓及电池仓，电气仓内集成储能变流器、配电柜、控制柜、消防主机和EMS能量管理系统;电池仓电池系统采用钠离子电池，由16个电池簇组成，每个电池簇由8个72V-120Ah电池插箱，1个高压箱组成，总配置容量约1MWh。目前中科海钠已建成了钠离子电池百吨级材料中试线及MWh级电芯线，正在山西太原与华阳集团合作建设年产2000吨钠离子电池正、负极材料生产基地。

此前，中科院物理所与中科海钠联合双方曾于2019年3月在江苏溧阳实现了世界首座100kWh钠离子电池储能电站示范运行，并成功为中科院物理所长三角物理研究中心提供储能服务。时隔两年，中科海钠在材料工艺，电芯设计和生产制造多个维度都进行了系统改进，唐堃介绍，这次启用的兆瓦时级钠离子电池储能系统，综合能量效率达到了86.8%。

碳达峰和碳中和成为我国“十四五”规划的重点内容，我国大力推进清洁能源增长消纳和储能协调有序发展，在国家政策的指导下，未来能源革命和大规模可再生能源将会进一步深化。按照目前发展趋势，未来储能市场可达万亿级别。

钠离子电池技术不仅满足储能领域低成本、长寿命和高安全性能等要求，在一定程度上也可以缓解锂资源短缺引发的储能电池发展受限问题，同时还可以替代铅酸电池，有望在低速电动车、电动船、家庭/工业储能、5G通信基站、数据中心、可再生能源大规模接入和智能电网等多个领域快速发展。

唐堃表示，中国钠离子电池在基础研究、技术水平和产业化推进速度方面都处于国际领先地位，已具备了先发优势。作为新时代的中国科技型创业企业，我们坚信在钠离子电池领域，我们实现了从跟跑到并跑，再到领跑的跨越，我们拥有底层的核心知识产权和快速的产品化能力，我们正在加快建设工程化实现能力。在全球大规模储能产业快速发展的今天，特别是在众多电化学储能技术中，作为最接近锂离子电池技术的钠离子电池将凭借其独特的优势在储能领域拥有广阔的用武之地。