Международное агентство по возобновляемым источникам энергии (IRENA) выпустило отчет, посвящённый технологиям и оценке перспектив натрий-ионных аккумуляторов (sodium-ion batteries — SIBs).
В документе говорится, что SIBs серьезно «вышли на арену» в 2021 году, когда цены на карбонат лития начали стремительно расти. Но поскольку цены на литий с тех пор снизились, еще неизвестно, станут ли SIBs более дешевой альтернативой литий-ионным батареям (LIBs) в долгосрочной перспективе.
К сожалению, IRENA не приводит актуальных данных по стоимости натрий-ионных аккумуляторов, ограничиваясь одним источником, описывающим ситуацию на 2022 год: 80-105 долларов США / кВт-ч для ячеек и 90-125 долларов / кВт-ч для батарей. В ноябрьской (2025 год) публикации в издании Chemical & Engineering News приводится интервал в 60-100 долларов / кВт-ч для натрий-ионных батарей в сравнении с <50 долларов / кВт-ч для литий-железо-фосфатных (LFP).
В отчёте IRENA отмечено, что некоторые производители ожидают снижения стоимости натрий-ионных элементов до 40 долларов за кВт-ч после расширения производства (вследствие эффекта масштаба). Поэтому SIBs могут получить конкурентное преимущество перед литий-ионными батареями. Отмечу, что BYD и CATL прогнозируют, что натрий-ионные аккумуляторы будут стоить 10–20 долларов за киловатт-час. Однако эксперты сомневаются, что такая цена достижима в ближайшем будущем
Важное преимущество SIBs: обилие, доступность и стоимость натрия, из которого они сделаны. IRENA сообщает, что цена на карбонат натрия в период с 2020 по 2024 год находилась в интервале от 100 до 500 долларов за тонну, в то время как цена на карбонат лития за тот же период времени колебалась от 6000 до 83000 долларов за тонну.
Кроме того, натрия в земной коре примерно в 1000 раз больше, чем лития, а в океанах в 60 тысяч раз больше. Благодаря этому SIBs могут снизить нагрузку на цепочки поставок и разнообразить ассортимент аккумуляторных батарей, особенно в условиях роста использования электромобилей.
Кроме того, в конструкции SIBs могут применяться более доступные и дешёвые катодные материалы, такие как марганец и железо, а также алюминиевые коллекторы вместо медных.
Преимущество SIBs также заключается в более высоком потенциале снижения затрат, чем у литий-ионных батарей, поскольку технология на сегодняшний день находится на стадии становления, говорится в отчете. Ожидается, что в текущем году производственные мощности по выпуску SIBs достигнут 70 ГВт-ч, в основном они будут сосредоточены в Китае.
Основной недостаток натрий-ионных батарей – низкая плотность энергии, соответственно, батареи получаются более тяжелыми, чем литиевые. Соответственно, на сегодняшний день сфера применения SIBs ограничена стационарными системами накопления энергии и электрическими транспортными средствами малого класса, в том числе двух- и трехколесными.
Хотя ожидается, что к концу десятилетия производственные мощности вырастут до 400 ГВт-ч в год, IRENA отмечает, что по-прежнему существует неопределенность в отношении объемов будущего спроса на SIBs – прогнозы из разных источников варьируются от 50 ГВт-ч до 600 ГВт-ч в год к 2030 г. Соответственно остается неопределенность и в части развёртывания производственных мощностей.
Агентство считает, что помимо электромобилей, у SIBs есть большой потенциал в области стационарных крупномасштабных накопителей энергии, поскольку они обладают многообещающими характеристиками безопасности, хорошей производительностью в широком диапазоне температур и конкурентоспособным сроком службы. SIBS могут играть особенно важную роль в низкотемпературных и высокотемпературных средах, где они могут превосходить литий-ион.
IRENA подчеркивает, что SIBs следует рассматривать не как полноценную замену литий-ионным батареям, а, скорее, как дополнительную технологию, которая может помочь решить некоторые проблемы устойчивости и доступности, связанные с цепочкой поставок аккумуляторных батарей.
«Долгосрочный успех SIBs, вероятно, будет зависеть от ряда факторов, включая стоимость и доступность материалов», — говорится в заключении отчета. «Узкие места в цепочке поставок лития, нехватка лития или более высокая стоимость лития – всё это, вероятно, приведет к более высокому уровню распространения SIBs, в то время как дальнейшее снижение затрат на LIBs, вероятно, окажет негативное влияние на спрос на натрий-ионные батареи».
Про натрий-ионные аккумуляторы, которые «лучше и дешевле» литий-ионных, говорят уже давно. В 2020 году ученые из Мюнхенского университета Людвига-Максимилиана (Ludwig-Maximilians-Universität München, LMU) заявили, что «дни литий-ионных батарей сочтены», поскольку они будут заменены натриевыми аккумуляторами.
По оценкам компании Benchmark Mineral Intelligence, которые приводятся в вышеупомянутой публикации Chemical & Engineering News, на сегодняшний день натрий-ионные аккумуляторы занимают менее 1% мирового рынка аккумуляторов, и их доля в лучшем случае достигнет 15,5% в ближайшие 10 лет. Рост внушительный, однако о «замене» литиевых батарей речи не идёт. Причина: «ценовое преимущество натрий-ионных аккумуляторов по сравнению с LFP-аккумуляторами сошло на нет».
В 2021 году CATL, крупнейший производитель литий-ионных аккумуляторов в мире, представил свою «натрий-ионную батарею первого поколения».
В ноябре 2023 года сообщалось, что BYD, ведущий производитель электромобилей и литий-ионных батарей, начнет производить натрий-ионные аккумуляторы.
В июле 2024 года в КНР ввели в строй крупнейшую натрий-ионную систему накопления энергии емкостью 100 МВт-ч. В ней использованы натрий-ионные аккумуляторы емкостью 185 ампер-часов, поставленные китайской компанией HiNa Battery Technology.
В конце октября текущего года две китайские компании начали строить две фабрики натрий-ионных аккумуляторов общей годовой мощностью 2,5 ГВт-ч.
В ноябре Sinopec, крупнейшая в Китае нефтеперерабатывающая компания, и южнокорейская LG Chem объявили о подписании соглашения о совместной разработке ключевых материалов для натрий-ионных батарей. В соответствии с соглашением обе компании будут сотрудничать в разработке катодных и анодных материалов для натриево-ионных аккумуляторов, ориентируясь на сектора хранения энергии и «низкоскоростных» электрических транспортных средств в Китае и на мировых рынках.
Также в ноябре в Китае объявлено о подписании соглашения о строительстве завода по производству натрий-ионных аккумуляторов годовой мощностью 20 ГВт-ч в зоне экономического и технологического развития Суйнин, провинция Сычуань.
Согласно отраслевым исследованиям, ожидается, что рынок натрий-ионных аккумуляторов в Китае вырастет с 10 ГВт-ч в 2025 году до 292 ГВт-ч к 2034 году, что представляет собой среднегодовые темпы роста примерно в 45%. По прогнозам, к 2030 году на Китай будет приходится более 90% мирового производства натриево-ионных аккумуляторов.
Читайте нас в Telegram!