《钠电池迎来产业化爆发节点!》

  • 来源专题:能源情报网监测服务平台
  • 编译者: 郭楷模
  • 发布时间:2025-03-26
  • 2025年,钠电池正在打破其市场容量小、产业化进程慢的行业误解,正迎来产业化爆发的关键时间节点。

    近期,锂电池部分原材料价格呈上涨趋势,引发业界担忧情绪;与此同时,钠电池在电动汽车、工程车辆、两轮电动车,以及汽车启停、储能等领域,也呈现出多点开花的良好态势,且其性价比持续提升,逼近磷酸铁锂电池。

    目前,钠电池正从小规模示范走向市场腹地,而其与锂电池之间的较量,不仅是电池能量密度、成本等维度的比拼,背后更是一场关乎电池产业韧性、场景适配及能源安全的博弈。

    钠电池再获业界高度关注

    近段时间,不管是三元锂,还是磷酸铁锂电池,上游材料价格波动,都引发业界广泛关注。

    其中,本轮硫酸钴价格大涨,主因是全球最大的钴供应国刚果(金),宣布自2月22日起,暂停其钴出口四个月,叠加有消息称当地局势紧张,导致市场出现连锁反应。

    另据报道,目前,刚果(金)方面正在考虑制定长期政策,以便从钴的开采和加工中获取更多价值,并防止禁令解除后囤积的钴大量涌入市场,冲击价格。刚果(金)经济形势委员会近期更是提出强化钴出口临时禁令的措施建议,其中包括与钴第二大供应国印度尼西亚开展合作,以“更好地控制”全球市场上的钴供应量和价格。

    在控制钴供应的背景下,还带动市场镍价上涨,导致下游生产三元锂、钴酸锂电池的成本走高。

    另外,在市场需求及产品迭代双轮驱动下,本轮磷酸铁锂材料价格呈现分化态势,越高端的产品涨幅越大。

    今年以来,高压密磷酸铁锂材料,作为提升磷酸铁锂电池能量密度的利器,越来越受到市场的追捧,但由于“二次烧结”等工艺复杂,加工费上涨,带动四代产品——高压密磷酸铁锂价格上扬。据业内人士透露,国内多家头部电池企业已锁定高压密磷酸铁锂材料大单,“某头部材料企业的第四代磷酸铁锂产线都干‘冒烟’了’。”

    据估测,钠资源地壳丰度(2.74%)是锂(.0065%)的420倍,且无需钴、镍等稀贵金属,以及铜箔集流体。

    整体看,如果钴矿长期减产,不排除钴价暴涨的可能,这也显示出钠电池在应对稀贵金属潜在“卡脖子”问题的优势所在;同时,中低端磷酸铁锂电池虽成本较低,但高压密产品的普及提升了材料需求,加剧了材料供需矛盾,随着头部材料企业产能向高端产品倾斜,使磷酸铁锂电池成本优势边际收窄,这也为钠电池拓展中低端市场提供了空间和时间。

    多场景“抢装”钠电池

    电池中国观察到,钠电池在电动汽车、工程车辆、两轮电动车,以及汽车启停、储能等领域,正呈现出多点开花之势,商业化应用爆发在即。

    3月12日,领克汽车宣布,领克900将搭载宁德时代骁遥超级增混电池,实现钠电池装车。资料显示,该款电池可以实现整车纯电续航400公里,且兼具4C超快充,其核心技术包括AB电池系统集成技术,将钠电池与锂电池按比例混合布局,实现-40℃极寒环境放电、-30℃低温充电能力。

    不仅是乘用车领域,高功率钠电池还逐渐成为混动重卡市场关注的焦点之一。近日,搭载希倍动力8kWh电量钠电池的混动重卡,在三一集团进行了道路测试,展现出钠电池在工程车辆领域的应用前景。

    在两轮电动车领域,今年早些时候,雅迪携华宇钠电发布涵盖极钠钠电池、极钠超充服务、极钠智慧平台一体化的智能出行生态——华宇极钠超充生态,以及配套的多款雅迪钠电电动车。资料显示,该钠电池快充性能优势明显,最快15分钟就能将电池充至80%电量,可显著缓解用户的里程和充电焦虑。

    近期,欧派首款量产钠电版两轮电动车上市,其搭载盘古新能源研发生产的72V20Ah钠电池。

    海辰储能于2024年12月12日,发布其首款电力储能专用钠离子电池∞Cell N162Ah,采用聚阴离子(磷酸焦磷酸铁钠正极搭配硬碳负极)的技术路线,专为宽温高倍率储能场景设计,在循环性能、宽温域和大倍率充放电性能,以及能量效率等方面具有显著优势,匹配2.55MWh预制舱储能系统,计划2025年四季度实现GWh量产。

    此外,比亚迪储能等企业也相继推出其钠电池储能系统,并已陆续向储能市场导入。

    可以看到,尽管当前锂电池仍是电池行业绝对主力,但是,凭借高安全性、低温性能强、适配高电压/超快充等优势,钠电池已经加速向高温、高寒、高功率等应用市场渗透,而其产业化“起飞”的时间节点,则有赖于钠电池增效降本,进一步提升其性价比的成果。

    钠电池性价比持续提升

    现阶段,钠电正极、负极、电解液、设备等产业链环节持续实现突破,钠电电芯的性价比持续提升,为加速钠电池产业化进程提供了保障。

    3月16日,宁德时代披露,正加速推进其第二代钠离子电池的研发进程,该产品性能指标已逐步逼近磷酸铁锂电池。其第二代钠离子电池能量密度的研发目标是200Wh/kg以上,值得关注的是,其预计,一旦实现规模化应用,钠离子电池的成本优势有望超越磷酸铁锂电池。

    中科海纳推出的第一代钠离子电池,能量密度达145Wh/kg,近日其即将发布第二代钠电池新产品,能量密度等核心性能或将实现新突破。

    超威已发布其新一代钠电池,具备储量大、性价比高、耐高低温、安全性高、寿命更长、支持快充六大性能表现;可应用于电动自行车、摩托车、三轮车、低速车、储能等领域。

    星恒电源已发布其第一代钠电池“超钠F1”,配套两轮电动车。据介绍,该款电池具备长寿命、长续航、超快充、超高性价比等优势,-20℃低温下能够放出近90%的电量;用接近铅酸的价格,可获得约等于锂电的性能。

    另外,蜂巢能源、华为等企业持续投入钠电池的技术研发,已申请了多项钠电池相关专利。

    产业化方面,孚能科技近期在互动平台表示,在钠电池方面取得良好的商业化进展,其钠离子电池产品已装车于江铃等相关车型,并实现钠电车型的交付,未来将进一步推动第二代钠离子电池的产业化。

    值得一提的是,电池中国在今年的产业链调研活动中了解到,钠电池降本趋势确定。华宇钠电总经理/研究院院长陈建向电池中国介绍,再过2-3年,随着钠电行业整个供应链的成熟和市场应用的拓展,钠电电芯BOM成本有望降至0.20元/Wh左右,从而凸显其成本优势。

    业界人士表示,在资源调控、材料价格波动、技术百家争鸣、应用需求多元的趋势下,未来5年,没有一种电池能够通吃所有场景,钠电池亦有可观的发展潜力。

    市场方面,中国已将钠电池纳入新型储能技术的重点发展方向之一,叠加全球能源转型需求,据机构预测,钠电池有望在2030年前形成千亿级市场规模。

    可以预见,随着钠电产业链越来越成熟,以及下游加速应用、成本持续降低,2025年钠电池市场需求同比或将实现大幅增长。行业预测,钠电池未来可能替代30%-40%的磷酸铁锂电池市场份额,并在2035年达到数百GWh装机规模。

  • 原文来源:https://www.china5e.com/news/news-1186773-1.html
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GGII在蓝皮书中指出,大圆柱在储能以及两轮车领域放量的特点之一,是替代容量相近方型/软包电池,对比方型比能、倍率、成组效率更高,对比软包更安全、成本更低。 这背后,是大圆柱电池产业化在2024年已经有了显著的进展,单线产能良率、效率的提升让大圆柱电池的综合性能优势开始显现,为放量奠定基础。 一方面,产业对大圆柱电池工艺达成共识。 比克电池此前表示,如正极端子的焊接方式就有超声焊、点焊和穿透焊等多种选择。然而,到了2024年,业内对于头部端子的焊接已经基本上达成了一致的技术路线,即穿透焊接。此外,在集流盘、极柱焊接以及封口方面上,激光工艺在精度控制、熔深、温度控制成熟度提升、成本下降,未来有望成为主流。 另一方面,圆柱电池产线良率持续提升。 良率方面,亿纬锂能在2024年3月就曾披露,其大圆柱电池的良率可以做到90%以上,小圆柱电池产线良率可以做到更高(98%);特斯拉也披露其良率已经突破95%;鹏辉能源的大圆柱电池良率保持在96%以上。 工艺方面,2024年在焊接、装配等对于大圆柱更具挑战的环节,都有进一步的工艺升级。例如,通过优化全极耳成型工艺、焊接技术、改进卷绕对齐度控制等措施,来克服制程工艺中的难题,以实现大圆柱产线效率的突破,目前大圆柱电池生产效率普遍在50-150PPM。 但上述进步还无法达到动力市场预期。储能、动力大圆柱产品在材料体系、极片工艺乃至壳体等方面都存在差异。要实现动力市场理想中的高能量密度、快充、低成本目标,动力大圆柱还有更多工程化难题需要解决。 不同于储能大圆柱以LFP材料体系为主,因动力大圆柱电池在能量密度被抱以更高的期待(250Wh/kg为门槛、瞄准300Wh/kg以上),动力大圆柱通常采取高镍正极+掺硅负极的材料体系。问题在于这类材料体系提高能量密度的同时,也会带来更高的产气与热安全风险。 另外,材料体系还需要考虑与全极耳结构适配的问题。全极耳结构设计在理论上具备更快的充放电优势,然而,在高倍率充放电条件下电池更容易发生容量衰减。尤其负极中,纯硅的导电性较差。因此,需要添加碳纳米管类的导电剂来增强导电性,从而补偿大圆柱快充性能。此外,硅负极本身易于膨胀的特性也对负极的寿命产生了很大影响。 大圆柱壳体有钢壳、铝壳两种选择。其中钢壳受膨胀影响形变小,抗冲击,可靠性更高。动力大圆柱负极中硅含量会有所提高,产气问题会更严重,更需要大圆柱结构上具备高刚性,更适合用于动力大圆柱。而储能常用的LFP大圆柱电池大多使用铝壳。 为防止电池正极活性材料对钢壳氧化,钢壳焊接需进行镀镍钢。相比之下,产业铝壳焊接工艺更为成熟,预镀镍钢壳焊接还有待成熟。 在工艺上,被业内视为标杆的特斯拉4680以正负极应用干法电极工艺为目标。 在特斯拉的设计下,干法工艺相较于传统的湿法工艺,可以显著提高电池能量密度,并通过简化工艺流程、省去湿法工艺中的溶剂显著降低成本。据特斯拉估算,干法电极工艺可以将生产成本降低16%,产线投资成本降低34%,极片生产占地减少70%。 即便如此,多年来,特斯拉也只在负极实现了干法的突破,成本更高的正极仍从 LG 新能源和两家中国电池公司采购湿法正极。 2024年7月消息称,干法正极的4680电池设计已经定型,将会推动特斯拉4680产能向前一大步。但2024年9月特斯拉第1亿颗4680下线,至今并未有确切消息显示正负极均为干法工艺的4680实现了大规模量产。 尽管大圆柱电池确实在车端放量陷入迟滞,但可以确定的是,2024年大圆柱通过在多元场景的渗透迎来GWh级别的放量“拐点”。 面对动力大圆柱电池的差异化要求,产业还需要时间对高镍正极+掺硅负极材料体系、干法电极工艺、钢壳圆柱焊接等问题做进一步解决。 那么拐点之后,大圆柱全面“爆发”是在2025还是在更远的未来?在方形电池技术迭代如此之快的情况下,中国锂电产业链还值得押注大圆柱电池吗? 大圆柱电池有望在2025年迎来爆发吗? 展望2025,大圆柱电池放量“爆发”表现出三方面的机会。 机会一:以特斯拉、宝马为代表的国际车企搭载大圆柱电池车型加速推向市场,拉动头部电池企业46系大圆柱储备产能释放。2025H1为全球动力大圆柱电池产能规划量产关键节点。 综合宁德时代、亿纬锂能、LG新能源、三星SDI、国轩高科、比克电池等大圆柱产能规划,各电池企业将在2025年实现10GWh级的大圆柱量产,主要集中在2025H1,在2026进一步扩大规模。多家规模在30-50GWh,特斯拉与亿纬锂能规模超100GWh。 2024年7月前,特斯拉自产的4680电池,每周产能只够装1000辆 Cybertruck。未来,特斯拉将把4680电池广泛应用于其他车型中,包括Model Y、Semi半挂式卡车、Cybertruck和Roadster 2电动跑车等。有分析指出,在这一需求节奏下保守估计到2025年底4680产能将超过70GWh。 亿纬锂能坚定大圆柱电池路线多年,公司董事长刘金成在2024年末再次表达对圆柱电池表示看好。 亿纬锂能已在2023年内披露,公司46系列大圆柱电池已取得未来5年客户意向性订单合计约472.31GWh。2024年半年报显示,46系电池累计装车超2.1万台,单台最长行驶里程超过8.3万公里。 2024年12月,亿纬锂能再次就大圆柱电池分享观点,2025年多种材料体系((LMX、LFP、NCM))的大圆柱电池将迎来“元年”,认为圆柱较方形更适合插混,并预计2025年大圆柱需求预计5GWh。 与亿纬锂能一样,宁德时代同为拿到宝马大圆柱订单的供应商。2024年12月,宁德时代宝马供应商大会上宣布,2026 年开始,宁德时代将陆续在全球和中国为宝马“新世代”架构的纯电车型供应圆柱电池。宝马2026年将在沈阳投产首款新世代车型,并根据中国消费者需求进行量身定制。 为配套宝马,宁德时代将在中国和欧洲的两座电池工厂生产46系圆柱电池,规划每座电池工厂产能20GWh,为全球贡献40GWh新型46系大圆柱产能。 机会二:多元新兴市场崛起,高倍率市场有望大圆柱电池打开多元需求增量。 一个不容忽视的变化是,全极耳工艺越来越成熟,在小圆柱中已经引发变革,全极耳小圆柱电池已在全球电动工具、小动力、无人机市场风靡,在这些应用中带来了直接的倍率提升与效率升级,获得市场认可。 在航空动力电池这一对倍率性更为关注的赛道中,大圆柱电池正实现逐步渗透。 中创新航(14.16, 0.26, 1.87%)半固态“顶流”圆柱电池支持10C+持续性放电,已经为小鹏飞行汽车供货;凌顶能源也以大圆柱结构为核心推出航空动力电池,实现向多家代表性无人机、eVTOL企业供货。 机会三:干法工艺、硅基负极等动力大圆柱所面临的产业化卡点,也在掣肘固态电池发展,固态电池产业化热潮将驱动产业在更短的时间内交出更优的解法。 目前,干法电极在电极材料的选择与改性、材料匀浆、辊压精度、工艺参数的精确控制、生产效率低方面均存在难点,且并非孤立存在,需要电池、材料、设备端共同解决。 逸飞激光与松山湖材料实验室达成合作,联合开发新型结构化极片与激光微加工技术;专注干法电极工艺的企业纳科诺尔与欧阳明高院士工作站联合打造的固态电池实验室项目也在近日开工。 中国锂电产业链还值得押注大圆柱电池吗? 最后,在方形电池技术迭代如此迅速的情况下,国内产业链还需要重视大圆柱电池吗?高工锂电现在的答案是“需要”。 这一问题的提出,与宁德时代董事长曾毓群与马斯克在2024年末的“激烈辩论”不无关系。曾毓群透露,在这次辩论中,他向马斯克论述了大圆柱电池为什么不行,马斯克对此陷入沉默。 业内确实对大圆柱存在信心摇摆的情绪。有数据指出,2024年大圆柱电池新增投产线产能不足10GWh。如此看来,与头部企业产能规划对比,实际新增产能谨慎得多。像亿纬锂能如此,企业领袖刘金成坚持公开表示重押大圆柱电池路线的企业越来越少。 从电池设计看,适配多元的材料体系,圆柱电池在能量密度、倍率性能、成组效率、标准化、成本多维度具备极强的综合优势。纵观电动工具、二轮车、储能、新能源汽车,甚至无人机、eVTOL、人形机器人等新兴市场,圆柱电池都能与方形甚至是半固态电池较个高下。 亿纬锂能、小鹏汽车也表达过,车企希望电池技术能够平台化、大规模应用,以解决实际需求,大圆柱的标准化优势与这一诉求契合。 市场对于大圆柱电池抱有极大的期待,横亘在大圆柱电池与市场应用之间的,是材料、工艺等方面的工程化难题。 但全极耳工艺的突破已为18系、21系小圆柱电池打开更广阔的高倍率市场,对于大圆柱,随着上述工程化问题得以解决,良率、效率、与成本突破后,大圆柱电池将进一步对方型电池市场构成威胁。只是面对大圆柱系列工程化问题,坚持攻克还是调转方向,是个问题。 目前,中国锂电产业链已在全球具备显著的优势,拥有成熟的产业链基础,可以自由地拥抱全球大市场。这是可以孕育任何优势锂电技术的土壤,也是任何优势技术想要弯道超车时的对标对象。 2024年,产业链对固态电池产业化表现出空前的决心,实现了固态电池技术向前的一大步。大圆柱电池产业化或许也需要等待时机,迎来新突破,而坚持大圆柱技术路线也必将对电池企业的造血能力是个不小的考验。 国内,宁德时代、中创新航、亿纬锂能这些位列全球动力电池装机量前列造血能力更强的电池企业,仍在对大圆柱电池做产业化突破。 宁德时代为宝马新世代推出的大圆柱有4680、4695两种规格,有消息称宁德时代研发的大圆柱电池循环寿命是业内的3倍以上,能量密度比业内高出10%。 中创新航定位于高端动力市场的“顶流”大圆柱电池产品已实现装车,甚至搭载eVTOL,该电池采用固液混合电解液,极限温度耐受可达200℃,能量密度高达350Wh/kg,支持10C+持续性放电,满足飞行汽车整个航程的适应性。“顶流高能-超级飞行电池”计划于2026年上市。 2024年,亿纬锂能推出了大圆柱Omnicell电池,具备6C快充能力包含包括高比能材料体系技术、全极耳连接技术、大圆柱平台工艺技术、热蔓延安全控制技术在内的多项新型技术的研发突破。
  • 《美国电池储能规模今年迎来爆发式增长!》

    • 来源专题:能源情报网监测服务平台
    • 编译者:郭楷模
    • 发布时间:2024-07-16
    • 在近年来全球能源结构转型的大背景下,电池储能技术作为可再生能源的重要支撑,正逐渐崭露头角。根据美国清洁能源协会(ACE)与Wood Mackenzie联合发布的最新数据,2024年第一季度,美国各地的发电厂、家庭和商业设施共安装了近1.3吉瓦(GW)的电池储能装机,这一数字不仅标志着电池储能技术的快速发展,也预示着美国电网电池储能规模在未来几年内将实现显著增长。 具体来看,2024年第一季度,美国安装的公用事业规模电池装机容量较去年同期实现了翻番,高达去年同期的两倍多。整体电池存储安装量——这不仅仅包括公用事业规模的项目,还包括家庭和商业安装量——比2023年第一季度高出84%。在这一波安装浪潮中,电网电池占据了新增装机的大部分。其中,几乎所有993兆瓦(MW)的新公用事业规模存储容量都集中在三个州:得克萨斯州、加利福尼亚州和内华达州。得克萨斯州作为全美最热门的电网电池市场,其电池储能装机容量的增长尤为显著;加利福尼亚州则凭借其庞大的储能装机容量,继续稳坐头把交椅;而内华达州则凭借丰富的太阳能资源和强劲的电池部署势头,成为新的储能热点。 这一波电池储能安装浪潮的出现,与美国太阳能发电量的指数级增长密不可分。十年前,美国总共有约20吉瓦(GW)的太阳能接入电网;而如今,美国每年的太阳能安装量都远超这一数字。然而,这种快速增长也带来了一个问题:像加利福尼亚州这样的太阳能饱和州,其生产的清洁电力往往超过了他们可以立即使用的电力。在这种情况下,如果没有电池储能技术来存储多余的电量,大量无碳能源就会被浪费掉。这种动态带来的需求,以及对公用事业规模存储开发商和家用电池慷慨的激励措施,共同推动了美国当前的电池繁荣。 电池储能技术的广泛应用不仅有助于解决清洁能源的浪费问题,还能在电力系统中发挥多重作用。以得克萨斯州为例,去年夏天,该州的电池储能系统在极端天气导致的电力供应紧张时期发挥了关键作用,帮助避免了停电事件的发生。在犹他州,电池储能系统正在助力公用事业公司应对突然激增的电力需求,提高了电力系统的稳定性和可靠性。而在加利福尼亚州,电池储能正在逐步取代传统的天然气存储设施,成为该州能源转型的重要支撑。 据预测,美国储能市场将于2024年新增规模达到35GWh,自2022年至2025年的复合增长率预计约为54%。鉴于美国储能主要集中在新能源占比较高的区域,特别是在加州、德州等边际消纳能力趋于饱和的情况下,预计未来三年内(2023年至2025年),集中式光伏配储的渗透率将持续上升,功率配比将长期保持在接近50%的水平。同时,在电网升级改造力度加大、并网容量限制得到缓解以及并网审批法案改革提升审批效率等多重因素的推动下,独立储能的发展有望加速,预计其规模将超过光伏配储。 尽管2023年因利率上涨及电价回落影响,导致装机积极性略有下降,但相较于2022年的低基数,整体仍呈现较大幅度的增长。综合考虑以上因素,预计2023年至2025年,美国储能新增装机规模将达到22GWh、35GWh和51GWh,同比增长率分别为57%、60%和44%。其中,大型储能预计分别为20GWh、31GWh和45GWh,工商业储能预计为1GWh、2GWh和3GWh,户储预计为2GWh、3GWh和4GWh。整体而言,自2022年至2025年,美国储能市场的复合增长率预计约为54%。 展望未来,随着太阳能在全美范围内的持续发展,更多的电池储能项目可能会随之而来。这不仅将带来更加清洁、高效的能源供应方式,还将推动相关产业链的发展和创新。同时,随着技术的进步和成本的降低,电池储能技术将逐渐走向普及化、平民化,为更多家庭和商业设施提供可靠、经济的能源解决方案。