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真实成本核算:实证分析钠电池在各个场景的可行性

真实成本核算:实证分析钠电池在各个场景的可行性

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作者 | 闷得而蜜@雪球

导语:钠电池在储能中碰到的问题是,系统集成密度太低、能量转换效率太低。钠电池电站,被大量花费在机箱、机柜、电缆、风扇、BMS、EMS等部件上,真实成本根本不敢核算。

钠离子电池的安全性是被大家认可优势之一

由于钠离子电池的内阻比锂电池高所以其在短路的情况下瞬时发热量少温升较低热失控温度高于锂电池具备更高的安全性

另一方面锂电池在低温下充电会析锂;而钠电池的电势比锂低不会发生析出故钠离子电池拥有更宽的工作温度范围

钠离子电池可以在-40℃到 80℃的温度区间正常工作-20℃的环境下容量保持率接近 90%高低温性能优于锂离子电池

功率 = 电压 / 电阻任何电池都有内阻非常非常小以毫欧姆计电阻一般都是x~xK Ω

消费锂电池的内阻一般在0.8mΩ一下动力锂电池的内阻在0.3~0.5mΩ左右钠离子电池的内阻一般在15~60mΩ左右大约是锂电池的50倍以上

电压由正负极材料决定3.2v不变所以当电池短路的时候钠电池产生的瞬间电流和功率仅仅为锂电池的几十分之一瞬间能量释放少所以相对来说安全无疑了

但有利比有弊

低速电动自行车场景


电池包

在电动二轮车上0.6度电的产品配32片软包钠离子电池系统效率可以做到98%还是不错的核心是成本

48V12AH的铅酸二轮车电池包消费者购买价是680元假设5年生命周期中间更换一次电池包更换价为180元最后回收价为200

消费者总的费用 = 680+480-200=960元假设经销商的毛利是20%回收毛利40%经销商可以赚=2*680*0.2+2*200*0.4=272 +160 = 432元则厂家的含税出货价 = 680*0.8 = 544元折算成度电含税出货价=900元

换成钠离子电池后一次性消费不许更换因为钠离子电池没有回收价值为了保障经销商的利润不变那么钠电池等效的出厂价= 900 - 160/0.6 = 630元/度

扣除15%的综合税负等于535元/度含pack成本按照电芯与pack成本 7:3算电芯价格=535*0.7=374元/度再假设15%的毛利则电芯成本价=318元/度

经过初步核算钠离子电池电芯的成本价达到318元/度电时0.32元/wh与铅酸相当这时候企业的净利润率大概在亏算~3%之间参考锂电行业

中国大陆的二轮车大概4000万辆/年1度电/车那么一年就是40Gwh电池按照钠电2025年30%的渗透率对应12Gwh总的净利润=12*3.74*0.03= 1.34亿元

低速乘用车场景

以宏光mini EV 13度电版本做参考提供96v的驱动电压额度功率10kwMax功率20kw

LFP大概32串2并一共64节电池海纳32138型号圆柱钠离子电池需要32串36并一共1152颗鹏辉41030型号圆柱钠离子电池需要32串24并一共768颗多氟多的61030型号圆柱钠电池需要576颗

LFP电池的放电效率达到99%钠离子电池越大效率越低多氟多的大圆柱pack后放电效率只能做到89%差强人意

在低速乘用车上最大的问题是pack成本钠电池的数量是LFP的9~18倍体积大成组效率低pack增加50%成本按照pack:cell=4:6计算cell对应的成本必须降低20%来补贴

也就是说钠离子电池的cell成本低于LFP的20%的情况下电池包的成本基本相当钠离子车型结构件BMS散热等赚更多的钱如果是LFP转移到电池上的钱更多所以钠离子做小了电池的空间

假设低速车2025年销量200万台每台车12kwh电量对应 24Gwh按照50%的渗透率钠电=12Gwh总的净利润=12*7*0.03= 2.52亿元

储能场景

在储能上的差别有多大呢 分别从阳光电源(SZ:300274)、中航锂电和中科海纳的官网提供相关储能产品的数据其中磷酸铁锂体系的产品如下

锂电池的电芯规格

钠离子电池的储能产品如下

左边是16个钠电池串联起来的机箱跟台式计算机大小类似然后6个机箱并联成中间的电池柜6并16串合计1.11kwh的电量

亿纬锂能(SZ:300014)的一节280k的LFP电池有0.9kwh电量也就是说LFP的一节电池约等于一个钠电池柜的电量

目测上图阳光电源的一个LFP电池模块可等效于右边一个钠电集装箱的电量一个1Mwh的小型储能电站需要60个这样的钠电集装箱

有人可能会问难道不能够把钠电池的容量做上去吗 这是个好问题且看下面的表格

中科海纳宣称他们的商用局效率达到86%按此推算内阻值应该在15mΩ但为了避免估算误差引起误解笔者取12mΩ的保守值

从表格可以看出电压恒定为3.2v如果想加大容量电流必定增大电流每增加一倍内阻耗电增加四倍

钠电池如果要追上LFP的容量大小系统效率降低到29.8%达到完全不可用状态

钠电池最大的圆柱型封装是多氟多的61030对应容量是LFP的1/7但放电效率已经低于90%算上PCS等损耗预计低于85%的系统效率基本不可用

钠电池在储能中碰到的问题是系统集成密度太低能量转换效率太低钠电池电站被大量花费在机箱机柜电缆风扇BMSEMS等部件上真实成本根本不敢核算

有人可能会顶嘴说钠电池会进步啊首先本文的数字都是在2022年同一时间点对比其次LFP的进步也不小亿纬锂能的560Ah电池已发布2024年初量产电池密度再翻倍

电池集成度提升实质是将其它开销转移为电池成本做大电池蛋糕和利润钠电和LFP走不同的方向

总结

1钠离子电池在低速二轮车上没看到明显的瓶颈取决于成本竞争力

2钠离子电池在低速电动车12度电的宏光mini可用但成组效率低pack成本远大于LFP带电量越低越可行

3钠离子电池在储能场景大储小储成组效率太低不适用

如果钠电池只用在二轮和低速车量太小24Gwh / 2025产能严重过剩, 全行业净利润不到4个亿如果要拓展储能市场离LFP大概还有x年。

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