ナトリウム･イオン電池2024～2034：
技術、プレーヤー、市場、予測
Sodium-Ion Batteries 2024-2034: Technology, Players, Markets, and Forecasts
BY Shazan Siddiqi and Dr Alex Holland
https://www.idtechex.com/ 2023.12
ナトリウム･イオン電池；層状遷移金属酸化物、ポリアニオン化合物、およびPBAベースの陽極。非黒鉛陰極。プレーヤーのプロフィールと技術のベンチマーク。特許分析。材料とコストの分析。電気自動車とエネルギー貯蔵。
エネルギー貯蔵産業の多様化が予見される
既存のエネルギー貯蔵技術の中でも、リチウム・イオン電池は比類のないエネルギー密度と多用途性を備えている。最初の商品化以来、リチウム・イオン電池の成長は携帯型装置によって牽引されてきた。しかし、近年では大型の電気自動車や定置型用途が登場している。リチウム・イオン電池原料の埋蔵量は不均一に分布しており、価格変動が起こりやすいため、これらの大規模用途はリチウム・イオン電池のバリューチェーンに前例のない圧力をかけており、その結果、代替エネルギー貯蔵化学の必要性が生じている。ナトリウム･イオン電池の化学は最も有望な「リチウムを超える」エネルギー貯蔵技術の1つである。本レポートでは、ナトリウム･イオン電池の商品化の見通しと主要な課題について説明する。
世界が電力向けて急速に進む中、エネルギー貯蔵産業はリチウムやコバルトなどの重要な原材料への依存度を高めている。電池の化学的性質の多様化は、長期的な容量の増加にとって重要である。単一の電池化学物質がすべての用途のすべての特性を備えていないことは自明のことである。各市場には独自のニュアンスがあり、独自の解決策が必要である。ナトリウム･イオンの化学がすべての用途に対する答えとなるわけではない。しかし、多くの用途において、既存および将来のリチウム・イオン技術を置き換えるのではなく、補完するのに適している。エネルギー安全保障やサプライチェーンにおける地政学的な考慮への懸念も、リチウム・イオン原料を国内で入手できない国々が、エネルギー貯蔵需要を満たすための代替化学物質を模索するよう駆り立てている。
小さなパイロットプラントと大きな計画
現在、主にパイロットプラントが稼働しており、年間数ギガワット時(GWh)のナトリウム･イオン電池を生産するだけの小規模な工場がいくつか立ち上げられているが、さまざまな原材料および電池メーカーが公表している容量は、2030年までに単独でも100 GWhをはるかに超える量に達する。2024年中に投資家が見つかれば、2025年までに、これまでに資金提供された容量よりも大幅に多くの容量を構築できるであろう。大部分の抜本的な転換の予測年数で業界を新技術に移行するというのは大胆に聞こえるかもしれないが、過去5年間だけでも、NMC811とリン酸鉄リチウム電池によって電池業界でこれが2回起こっている。ナトリウム･イオンは新しいプラント技術をほとんど必要とせず、出発物質と生産パラメーターが異なるだけである。IDTechExの子の最新レポートは、特許を分析することによってナトリウム･イオン電池の世界的な商業化の取り組みを取り上げており、中国が再び主導権を握っていることを明らかにしている。世界中の30社以上の企業をカバーし、その技術、市場適合性、生産計画に関する詳細な洞察を提供する。
リン酸鉄リチウム電池を超える大幅な節約は当初は考えにくい
現在、鉛蓄電池とリチウム電池の中間のエネルギー密度を備えたコスト効率の高い電池技術は存在しない。IDTechExの調査によると、さまざまな化学的性質を考慮すると、ナトリウム･イオン電池の平均セル・コストは87米ドル/kWhである。10年代の終わりまでに、主に鉄とマンガンを使用するナトリウム･イオン電池セルの製造コストは、おそらく40米ドル/kWh程度で底を打ち、パックレベルでは50米ドル/kWh程度になるであろう。ナトリウム･イオン電池は当初価格にプレミアムが付く可能性が高いが、IDTechExでは製造効率、規模、技術開発により短期的にはコスト／価格が低下すると予想している。しかし、技術と製造がより確立され、成熟するにつれて、長期的なコスト削減は難しくなる。IDTechExレポートには、さまざまなナトリウム･イオン化学のモデル化と、材料と価格の内訳が含まれている。
ナトリウムはリチウムの終わりではない
ほとんどの電気自動車では、体積エネルギー密度が1番目または2番目に優先される。これは特定のエネルギー密度を得るために電池セルが占めるスペースが増えるほど、車両の下に押し込めるセルの数が減り、航続距離が制限されるためである。送電網貯蔵の場合、電池パックが占めるスペースは商業的な実現可能性に影響を与えず、サイクル毎のkWh当りのコストが優先される。商用エネルギー貯蔵はコスト管理がすべてであり、ここでナトリウム･イオンが他の化学反応を支配する可能性がある。ナトリウム･イオン電池の輸送用途における最大の可能性は、リチウム電池のエネルギー密度が十分に活用されていない場所に存在する。これには、いわゆる標準範囲のほぼすべての電気自動車、つまり同じ構造のより高価なモデルと比較して電池容量が少ない電気自動車が含まれる。そこでは、充電速度が速く、低温時の容量損失が少ないナトリウム電池が非常に魅力的な代替品となる可能性がある。何よりも子の代替エネルギー貯蔵技術のお陰で、リチウム電池が本当に必要不可欠な場所で利用できるようになる。
本レポートから得られる重要なポイントは次の通りである：
● ナトリウム･イオンの陽極／陰極の化学および電解質配合の分析と考察
● サプライヤーの前駆体を含む硬質炭素市場分析
● 技術ベンチマークを含むナトリウム･イオン・プレーヤーのプロファイル
● ナトリウム･イオン産業のサプライチェーンと製造能力
● ナトリウム･イオン・プレーヤーの主要特許分析
● ナトリウム･イオン電池の材料とコストのモデリング
● ナトリウム･イオン電池のターゲット市場と用途
● ナトリウム･イオン電池の需要(GWh)と市場価値(米ドル)の予測
