ナトリウム硫黄電池市場レポート：ナトリウム硫黄電池の用途は限定的、安全性問題の解決がカギ

9月27日に、YH Research株式会社が発行した「ナトリウム硫黄電池市場分析レポート」によると、本レポートでは、ナトリウム硫黄電池市場の定義、分類、用途、産業チェーン構造に関する情報を提供するとともに、開発方針と計画、製造プロセスやコスト構造についても考察し、ナトリウム硫黄電池市場の現在の開発状況や今後の市場動向について分析します。 また、ナトリウム硫黄電池市場を主要生産地域、主要消費地域、主要メーカーにおける生産と消費の観点から分析します。


一、ナトリウム硫黄電池の概要

ナトリウム硫黄電池（Na-S電池）は、ナトリウム（Na）と硫黄（S）の化学反応を利用して電気エネルギーを貯蔵・放出する高温電池である。 このタイプの電池は、特定の用途に有用ないくつかのユニークな特性を持っています。 電気化学的エネルギー貯蔵の主流の形態（リチウム電池を除く）から見ると、鉛-炭素電池はその安価な価格から過去に主流となった技術であり、バックアップ電源として広く使用されているが、サイクル寿命の短さ、エネルギー密度の低さ、公害の発生などの理由から、現在ではその使用は徐々に減少している。 ナトリウム硫黄電池の最大の利点は、資源の豊富さにあり、原料のナトリウム、硫黄は比較的入手しやすく、欠点は生産コストが高く、約2000元/kWhであり、安全保障上のリスクがある。 電解液の原料が多様であるため、液流電池は、多くの開発経路があり、現在のすべてのバナジウム液流は、より成熟している、亜鉛-臭素液流の画期的な米国のPrimusとESSの企業は、金融機関や政府部門の資金を支援するために得ている。

ナトリウム硫黄電池システムのコストは約2000〜2500元/ kWhで、エネルギー貯蔵技術の大部分に比べて低いですが、大規模な商業化の標準からはまだ距離があります。 さらに、この電池は液体ナトリウムを使用し、高温で動作するため、セラミック誘電体が損傷し、短絡を形成するために破裂すると、バッテリーが燃焼し、安全上の重大な事故を引き起こすでしょう。 ナトリウム硫黄電池の製造工程は通常、電極材料の準備、電池セルの組み立て、充放電作業など複数の工程を含む。

ナトリウム硫黄電池は、正極、負極、電解液、隔膜、シェルで構成され、一般的な二次電池（鉛蓄電池、ニッケル-カドミウム電池など）とは異なるナトリウム硫黄電池は、溶融電極と固体電解質で構成され、溶融ナトリウム金属の活物質の負極、液体硫黄とポリサルファイドナトリウム溶融塩の活物質の正極は、一般的に導電性多孔質木炭やグラファイトフェルトで満たされ、隔膜の固体電解質兼分離は、特殊です。 固体電解質兼隔膜はナトリウムイオンを伝導するAl2O3と呼ばれる特殊なセラミック材料で、シェルは一般的にステンレス鋼などの金属材料で作られており、現在のナトリウム硫黄電池の構造は主にチューブ型として設計されています。

ナトリウム硫黄電池は高温ナトリウムイオン電池で、作動温度は300～350℃である。 この時、ナトリウムと硫黄は液体状態であり、β"-Al2O3は高いイオン伝導度（約0.2S/cm）を持ち、電池の充放電反応速度が速い。 ナトリウム硫黄電池の放電過程では、電子は負極（マイナス極）から外部回路を通って正極（プラス極）に移動すると同時に、マイナス極の金属ナトリウムは電子を失ってNa+イオンになり、プラス極に移動して硫黄イオンと反応し、β"-Al2O3の固体電解質を介して多硫化ナトリウムを生成する。 逆に充電中は、Na+は固体電解質を通してマイナス極に戻り、電子と結合して金属ナトリウムを生成する。 電池の開放電圧は正極活物質（Na2Sx）の組成に関係し、一般的には1.74～2.08Vである。Na+イオンの連続投入により、正極活物質はNa2S5（2.076V）、Na2S4（1.97V）、Na2S3（1.74～1.81V）と変化する過程を経る。

典型的なナトリウム硫黄電池のサイクル寿命は約2500充放電サイクルである。 この電池の典型的なエネルギー・パワー密度はそれぞれ150～240kWh/m3、150W/kg～230W/kgであり、この電池は高い効率（75％～90％）を持ち、連続運転の最大6倍のパルスパワー（パルス持続時間は最大30秒）を持つ。 この特性により、ナトリウム硫黄電池は電力品質改善とピーキングの両方に経済的に利用可能である。 しかし、ナトリウム硫黄電池は高温（300℃～350℃）で作動させる必要があるため、システム温度を維持するために電池自身の蓄熱を利用する熱源が必要となり、電池の性能が一部低下することが主な欠点であり、また、コストが高いことも大きな問題である。

新しいタイプの化学電源として、ナトリウム-硫黄（NaS）電池はその登場以来大きく発展してきた。 小型、大容量、長寿命、高効率を特長とするナトリウム硫黄電池は、ピークカット、非常用電源、風力発電などの蓄電用途に広く使用されています。

日本ガイシは、商業化されたナトリウム硫黄電池製品を提供できる世界で唯一の企業である。

二、整理するナトリウム硫黄電池産業関連政策

2022年にリチウム塩の価格が高騰し、国内のリチウム鉱山への依存度が高いため、ナトリウムイオン電池は近年、強力な政策支援を受けている。 国家発展改革委員会とエネルギー局は、2022年1月に「第14次5カ年計画」再生可能エネルギー発展計画を発表し、積極的に予備ナトリウムイオン電池やその他の技術の研究開発を行う必要があると指摘した。 広東省人民政府は3月、「広東省新エネルギー貯蔵産業指導の質の高い発展を促進するために」を発行し、指導は、ナトリウム塩と水ベースのナトリウムイオン電池やその他の技術研究の強化を提案し、エネルギー密度を向上させるために、短い寿命の寿命を解決するために、高速放電やその他の技術的な問題を指摘した。

三、ナトリウムイオン電池産業チェーンの状況

ナトリウムイオン電池はナトリウム硫黄電池、水性ナトリウムイオン電池、有機ナトリウムイオン電池、固体ナトリウムイオン電池に分けられる。 ナトリウム硫黄電池は主に金属ナトリウムを負極として、非金属硫黄を正極として、β-A12O3セラミック管を電解質と隔膜として同時に作用させ、現在、高容量と高エネルギー密度を併せ持つ唯一のエネルギー蓄電池である。 産業チェーンの観点から、ナトリウムイオン電池産業チェーンも主に川上の原料、川中の電池セルと電池、川下のアプリケーションを含む。 ナトリウムイオン電池の産業チェーンはリチウムイオン電池と似ており、その主な違いは川上の正負極材料と川中の電池工場の技術力にある。 ナトリウムイオン電池の川下用途は主に電力とエネルギー貯蔵の2大方面がある。

現在、中国のナトリウムイオン電池産業はまだ前産業段階にあり、将来の成熟した応用市場は電気二輪車市場と電気化学エネルギー貯蔵市場である。 二輪電気自動車産業市場の現状から、国内市場の二輪電気自動車販売台数は現地の新国家標準政策の実施に大きく影響され、統計によると、2022年の中国の二輪電気自動車販売台数は約5010万台で、前年比15.2％増となった。 中国の電気二輪車市場は巨大で、ナトリウムイオン電池のコストはリチウムイオン電池のコストより低く、将来の電気二輪車市場のナトリウムイオン電池の応用可能性。

四、ナトリウム硫黄電池産業の現状分析

2022年、世界のエネルギー貯蔵産業は急速に発展しており、データによると、2022年末現在、世界の電力貯蔵プロジェクトの累積設置規模は237.2GWに達し、そのうち揚水発電の累積設置規模は初めて80%未満を占め、新型エネルギー貯蔵の設置規模は45.75GWに達し、前年比80.4%増加した。 国内市場については、2022年末までに、中国の託送電力貯蔵プロジェクトの累積設置容量は59.8GWとなり、世界市場の25％を占める。 揚水発電の累積設備容量も初めて80％を下回り、2022年には前年比8.3ポイント減少する。 国内の新エネルギー貯蔵は高い成長姿勢を維持し、2022年には、中国の新エネルギー貯蔵の累積設置容量モードは初めて10GWを超え、13.1GW/27.1GWh、128％の電力規模の年間成長率、141％のエネルギー規模の年間成長率に達する。

市場セグメントから見ると、リチウム電池エネルギー貯蔵は新エネルギー貯蔵市場で絶対的な支配的地位を占めており、2022年の新エネルギー貯蔵の累積設置規模における世界のリチウム電池は94.4%を占め、2021年から3.5ポイント増加した。 次に、ナトリウム硫黄電池は2021年に世界の新エネルギー貯蔵の設置規模の2.0%に達し、累積設置規模は約50.7万kWであったが、2022年にはナノシステム電池の一部の製品が市場に適用されたため、ナトリウム硫黄電池のシェアが低下し、設置規模は50万kW未満となった。 大規模な電気化学エネルギー貯蔵発電所は、三次リチウム電池、ナトリウム硫黄電池を選択してはならない、電源電池の勾配使用を選択するために使用されるべきではない、それは将来のナトリウム硫黄電池または安全性の問題が解決されていない前提で、それは市場のアプリケーションの割合を増加させることは困難であり、小規模なエネルギー貯蔵シナリオのために多く使用されることが期待される。

YH Researchの研究統計によると、2022年の約2.1億元の世界のナトリウム硫黄電池の市場規模は、2018年から2022年の複合年間成長率CAGRは約 ％、それは将来的に安定した成長傾向を維持し続けると予想され、市場規模は2029年に4.3億元に近くなり、今後6年間、CAGRは11.0％である。

世界のナトリウム硫黄電池（Sodium-Sulfur Battery）の中核企業は日本ガイシで、全体のシェアは100％である。 アジア太平洋地域がシェア100％で最大の市場である。 製品タイプ別では、1000MWH以上の電池が最大セグメントで、約60％のシェアを占めている。 用途別では、産業用、商業用、住宅用が約50％のシェアで最大の市場である。


五、ナトリウム硫黄電池産業の今後の発展動向

高エネルギーで長寿命のナトリウム硫黄電池は、大規模な再生可能エネルギー貯蔵、系統負荷平準化、高出力非常用電源に適した電池である。 現在、国内のナトリウム硫黄エネルギー貯蔵発電所は建設されていない。 大容量エネルギー貯蔵ナトリウム硫黄電池はまだ実証段階にあり、さらにホールディングタンク制御、モジュール統合、BMS、PCS技術の成熟度がさらに向上している。 業界の今後の発展傾向は以下の通りである：

1.安全性の向上。 研究者とメーカーは、高温運転に伴うリスクを軽減するため、ナトリウム硫黄電池の安全性向上に取り組んできた。 これには、電池設計の改善、より安全な電解質や材料の採用、より効果的な熱管理システムの開発などが含まれる。 これらの安全性向上の実施により、ナトリウム硫黄電池の応用範囲が拡大する可能性がある。

2.サイクル寿命の向上。 ナトリウム硫黄電池のサイクル寿命は、特に系統エネルギー貯蔵と輸送において重要な考慮事項である。 電極材料の最適化、電解液の改良、運転条件の制御により、電池のサイクル寿命を延ばし、経済性を向上させることができる。

3.川下用途の拡大 ナトリウム硫黄電池にはいくつかの制約があるが、それでも特定の分野では応用の可能性がある。 例えば、特に高エネルギー密度と長寿命が要求される場合、系統エネルギー貯蔵、再生可能エネルギー統合、電気公共輸送などに使用できる。

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https://www.yhresearch.co.jp/reports/288749/sodium-sulfur-battery

メリット

（1）グローバルナトリウム硫黄電池の市場規模、2018年から2023年の過去データ、2024年から2029年の予測データ

（2）世界のナトリウム硫黄電池会社別売上、価格、市場シェア、業界ランキング2018-2023

（3）中国のナトリウム硫黄電池会社別売上、価格、市場シェア、業界ランキング2018-2023

（4）グローバルナトリウム硫黄電池の主要消費地域、消費量、売上および需要構造

（5）グローバルナトリウム硫黄電池の主要生産地域、生産能力、生産量、前年比成長率

（6）ナトリウム硫黄電池の産業チェーン、川上産業、川中産業、川下産業

【総目録】

第1章：ナトリウム硫黄電池の製品範囲、グローバルの販売量、売上、平均価格および中国の販売量、売上、平均価格、発展機会、課題、動向、政策について説明する

第2章：グローバルナトリウム硫黄電池の主要会社の市場シェアとランキング、販売量、売上、平均価格（2018～2023）

第3章：中国ナトリウム硫黄電池の主要会社の市場シェアとランキング、販売量、売上、平均価格（2018～2023）

第4章：ナトリウム硫黄電池の世界の主要生産地域、パーセントとCAGR（2018～2029）

第5章：ナトリウム硫黄電池産業チェーン、川上産業、川中産業、川下産業

第6章：製品別の販売量、平均価格、売上、パーセントとCAGR（2018～2029）

第7章：アプリケーション別の販売量、平均価格、売上、パーセントとCAGR（2018～2029）

第8章：地域別セグメントの販売量、平均価格、売上、パーセントとCAGR（2018～2029）

第9章：国別の販売量、平均価格、売上、パーセントとCAGR（2018～2029）

第10章：会社概要、製品仕様、アプリケーション、最近の発展状況、販売量、平均価格、売上、粗利益率などについて、市場における主要企業の基本状況を詳しく紹介する

第11章：結論

YH Research（YHリサーチ）は 主に市場調査レポート、業界調査レポート、カスタムレポート、IPOコンサルティングサービス、ビジネスプランなどを提供し、企業のグローバルビジネスや新分野開拓に役立つデータ・情報を提供しています。世界5カ国に拠点を置き、企業のグローバルビジネスや新分野開拓に役立つ市場調査レポートを提供します。

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