新能源政策引發(fā)國內(nèi)超級電容器開發(fā)熱潮

在市場供應(yīng)方面，出于對未來應(yīng)用前景的看好，近幾年來參與到這一市場競爭的廠商日益增多，其中，上海奧威科技開發(fā)有限公司、深圳今朝時代新能源技術(shù)有限公司、北京集星聯(lián)合電子科技有限公司、錦州凱美能源有限公司、哈爾濱巨容新能源有限公司等一批國內(nèi)本土廠商陸續(xù)冒升起來，國際品牌中則以美國MAXWELL、韓國LSMtron、Nesscap、日本松下、NEC-TOKIN等為代表。作為典型的資本密集型產(chǎn)業(yè)，超級電容器正處于快速發(fā)展的階段，除了要在關(guān)鍵技術(shù)上(如：電極、電解質(zhì)和隔膜材料等)繼續(xù)取得突破之外，擴大生產(chǎn)規(guī)模以達到較佳的規(guī)模效益，降低使用成本，以及深入了解不同行業(yè)的應(yīng)用需求，開發(fā)有針對性的技術(shù)解決方案，這些都是目前廠商們在市場競爭中的著力點。

價格平穩(wěn)，大容量/高功率成主方向

在產(chǎn)品價格上，由于技術(shù)及應(yīng)用層面日漸成熟，整體超級電容器產(chǎn)品的價格趨于理性，有市場人士表示，目前產(chǎn)品價格的下調(diào)區(qū)間基本保持在每年10%以內(nèi)。尤其是小容量超級電容器產(chǎn)品已基本趨向成熟(以0.1F、0.47F、1F等為主流)，產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用在稅控機、太陽能草坪燈、風(fēng)光互補路燈、電子電動玩具、數(shù)碼相框、智能儀表、電能表等領(lǐng)域。同時，在國家“十二五”期間低碳、節(jié)能、環(huán)保政策的驅(qū)動下，大容量(100F以上，甚至達到20萬F)和更高功率(如8-10KW/kg)的超級電容器市場也正在踏上一條高速發(fā)展的軌道。

“在小型以及移動消費類電子產(chǎn)品方面，超級電容器的價格呈現(xiàn)價格逐步走穩(wěn)的態(tài)勢，”上海奧威科技開發(fā)有限公司超級電容器工程技術(shù)研究中心副主任張熙貴表示，“相對于大容量超級電容器，小型超電容的價格較貴，目前的價格基本為50-100元/kJ。而針對汽車應(yīng)用的大型及超大型超級電容器的市場售價也較為穩(wěn)定，一般在10-20元/kJ的范圍，根本原因在于市場對大型及超大型超級電容器需求的不斷增長，簡單來講，就是供求關(guān)系所致，目前業(yè)內(nèi)廠商大多著重于對關(guān)鍵技術(shù)和核心技術(shù)的開發(fā)上。”

據(jù)介紹，目前奧威科技正在上海南匯建設(shè)100畝的超大型超級電容器生產(chǎn)基地，產(chǎn)能設(shè)計為350萬只/年，產(chǎn)值超過6億元人民幣，未來企業(yè)重點的開發(fā)計劃將集中在車用大功率超級電容器和高比能超級電容器產(chǎn)品的制造和市場推廣方面，其中，新型高比容材料技術(shù)(石墨烯及其復(fù)合材料最為看好)、極片成型技術(shù)、電源管理技術(shù)、測試技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)制定等將是開發(fā)的重中之重。

此外，北京集星聯(lián)合電子科技有限公司也于去年全面擴建位于江蘇常州的超級電容生產(chǎn)基地，新的生產(chǎn)基地可達到年產(chǎn)300萬支100F以上超級電容單體產(chǎn)品規(guī)模，并且其位于北京的模組生產(chǎn)基地也通過新一輪的投資建設(shè)，實現(xiàn)了年產(chǎn)3萬套標(biāo)準(zhǔn)模組和200套客戶定制大型儲能系統(tǒng)的能力。

新能源汽車、風(fēng)電市場突顯新商機

無可置疑的是，在現(xiàn)階段內(nèi)，國家政策導(dǎo)向依然是推動超級電容器行業(yè)向前發(fā)展的重要動力。在國家“十二五”能源與環(huán)保政策的帶動下，新能源汽車(特別是大中型客車)、風(fēng)電行業(yè)等將成為大容量超級電容器重要的應(yīng)用市場，據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)預(yù)測，2013中國超級電容器市場規(guī)模預(yù)計約為19.2億元人民幣，2016年則將增至33億元人民幣，年均增長率在20%左右（見圖1）。

對于近期新能源汽車市場的發(fā)展動向，深圳市今朝時代新能源技術(shù)有限公司董事兼常務(wù)副總經(jīng)理楊國慶分析道，從市場新增容量來看，隨著“十城千輛”新能源汽車推廣結(jié)束于今年3月，新能源客車的補貼在上半年將用完，預(yù)計2013年新能源客車的補貼額度還將繼續(xù)增加，新能源客車的銷量將超過此前補貼計劃的5000輛。另一方面，今年6月“國十條”提出加快淘汰“黃標(biāo)車”，各地政府也紛紛推出細(xì)則在規(guī)定期限內(nèi)淘汰“黃標(biāo)車”，這將在未來三年內(nèi)創(chuàng)造出63萬輛大中客車的更新需求，而新能源客車則成為重要的乘用客車市場補缺及發(fā)展方向之一。

在內(nèi)燃機車的電起動系統(tǒng)中采用超級電容器輔助起動裝置，具有非常高的功率密度，因此能較好地滿足電動汽車在起動、加速、爬坡時對功率的需求，若與動力電池配合使用，還可以減少大電流充放電對電池的傷害，延長電池的使用壽命，并具有非常高的能量回收率。

而在另一個熱點市場——風(fēng)電行業(yè)中，由于前段時間國內(nèi)風(fēng)電發(fā)展迅猛，產(chǎn)能擴張過快導(dǎo)致安全事故頻繁發(fā)生，2011年國家收回了風(fēng)電項目的審批權(quán)。經(jīng)過近兩年的行業(yè)

洗牌，整個行業(yè)趨向成熟，今年5月，《國務(wù)院關(guān)于取消和下放一批行政審批項目等事項的決定》正式發(fā)布。“根據(jù)新的規(guī)定，企業(yè)投資風(fēng)電站項目核準(zhǔn)由原來的國家發(fā)展改革委下放至地方政府投資主管部門，審批權(quán)下放將有利風(fēng)電行業(yè)進入恢復(fù)性增長階段。根據(jù)業(yè)內(nèi)預(yù)測，2013年中國風(fēng)電新增裝機有望重回1500-1600萬千瓦的水平，較去年低點反彈約20%。”楊國慶說。

目前，超級電容器在風(fēng)力發(fā)電應(yīng)用中主要涉及到以下幾個領(lǐng)域：風(fēng)電變槳系統(tǒng)的后備電源，實現(xiàn)快速充電和放電；FTU后備電源，提供給開關(guān)設(shè)備的電動分閘機構(gòu)分閘電源；微電網(wǎng)超級電容儲能系統(tǒng)，用于調(diào)整微電網(wǎng)功率，以及提供微電網(wǎng)功率支撐。

除了這些應(yīng)用領(lǐng)域之外，在城市軌道交通領(lǐng)域，超級電容器作為一些關(guān)鍵核心部件的能量儲存器以及穩(wěn)壓器，將為軌道交通裝備的低噪、低振動、節(jié)能技術(shù)的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化作出貢獻；在智能電網(wǎng)的建設(shè)中，國家大力發(fā)展大規(guī)模間歇式新能源并網(wǎng)技術(shù)、支撐電動汽車發(fā)展的電網(wǎng)技術(shù)、大規(guī)模儲能系統(tǒng)、智能配用電技術(shù)等規(guī)劃，都將進一步促進對超級電容器的開發(fā)與利用。

掌握應(yīng)用需求，開發(fā)行業(yè)解決方案

隨著市場的快速發(fā)展，超級電容器行業(yè)顯示出勃勃生機，一方面，市場的有效競爭將刺激并促進超級電容器技術(shù)的飛躍式發(fā)展；另一方面，超級電容器的生產(chǎn)及應(yīng)用規(guī)模不斷擴大，也有利于終端用戶在整體使用成本上的降低。在產(chǎn)品價格逐步透明化的市場上，不同廠商之間的競爭焦點越來越多地體現(xiàn)在售前產(chǎn)品技術(shù)方案的開發(fā)，以及售后服務(wù)等方面。

不同的應(yīng)用場合，對于超級電容器的具體需求各不相同。張熙貴介紹道，例如，在混合動力汽車的應(yīng)用中，一般要求電源系統(tǒng)的模塊具有超大功率密度(至少5-10kW/kg)、長壽命(10萬次循環(huán)充放)、一致性高(電源模塊單體間的容量、電壓和內(nèi)阻等指標(biāo)差異小于2%)等性能；而對于純電動超級電容城市客車、碼頭牽引車和機場擺渡車等，則主要考慮的是安全性第一，即對超級電容器的設(shè)計，特別是模塊設(shè)計、電源管理和散熱管理提出了更加嚴(yán)格的要求；其次是要求實現(xiàn)最佳的成本控制。

為此，奧威科技開發(fā)的純電動城市公交客車二代產(chǎn)品采用遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)，能實時跟蹤各個電容單體的性能狀況，從而大幅提高了整車的安全系數(shù)。但在成本控制上，張熙貴認(rèn)為，由于相對于鋰離子等電源產(chǎn)品，目前超級電容器的價格劣勢仍較為明顯(動力鋰離子電池的市場價格一般在5-6元/Wh，而超級電容器則高達10-20元/Wh，但如果將循環(huán)使用壽命考慮進去，超級電容器的綜合價格與動力鋰電相比，優(yōu)勢還是十分突出的)，因此，還需要通過技術(shù)創(chuàng)新，特別是對材料技術(shù)的開發(fā)來降低制造成本，其中新型碳材料，包括石墨烯、納米介孔碳和金屬氧化物及其復(fù)合材料等將對超級電容器的成本降低起到至關(guān)重要的影響。

今朝時代同樣也是一家致力于提供超級電容儲能技術(shù)解決方案的生產(chǎn)企業(yè)，集大容量超級電容器關(guān)鍵材料、單體、模組和儲能系統(tǒng)研發(fā)、生產(chǎn)和銷售于一體。該公司推出的超級電容單體系列的電壓主要集中于2.7V-3.0V，容量在120F-4000F之間，已大批量應(yīng)用于節(jié)能與新能源汽車、風(fēng)力發(fā)電、電力和軍工等領(lǐng)域，目前，今朝時代制造中心節(jié)能與新能源汽車儲能系統(tǒng)月產(chǎn)能約為4,500組，風(fēng)力發(fā)電儲能系統(tǒng)月產(chǎn)能約為10,000組，在生產(chǎn)制造方面也已通過IS09000質(zhì)量體系、ISO014001環(huán)境體系認(rèn)證。

在行業(yè)技術(shù)方案的開發(fā)上，今朝時代針對節(jié)能與新能源汽車應(yīng)用，開發(fā)出了電驅(qū)動與制動能量回饋系統(tǒng)；針對風(fēng)力發(fā)電應(yīng)用，開發(fā)出了變槳系統(tǒng)后備電源方案等；針對電力系統(tǒng)應(yīng)用，開發(fā)出了微電網(wǎng)/配電自動化解決方案等。據(jù)楊國慶介紹，為了加大研發(fā)力度，切實滿足客戶的應(yīng)用需求，今朝時代還建成了“深圳超級電容儲能技術(shù)工程實驗室”和南山區(qū)“新型儲能系統(tǒng)技術(shù)公共服務(wù)平臺”，并積極與國內(nèi)外知名院校、機構(gòu)等展開產(chǎn)學(xué)研合作，其中包括與中國科技開發(fā)院、LSMtron公司、深圳市五洲龍汽車有限公司、哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳研究生院、湖南大學(xué)材料與工程系等聯(lián)合共建實驗室和工程中心，以超級電容儲能技術(shù)研究為核心，共同推動新型能源產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。“我們將努力把超級電容器在節(jié)能與新能源應(yīng)用行業(yè)中的產(chǎn)品品質(zhì)和服務(wù)業(yè)務(wù)推上一個新臺階，除了目前編制的三個與大容量超級電容器相關(guān)的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之外，今朝時代還將全力推進各行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證，加強與客戶的溝通，逐步引導(dǎo)客戶對超級電容器產(chǎn)品應(yīng)用及未來技術(shù)發(fā)展前景的認(rèn)知，推動超級電容器在國內(nèi)各應(yīng)用領(lǐng)域的快速發(fā)展。”