超级电容行业深度研究:功率型储能黑科技,行业迎来加速拐点

超级电容是功率型储能器件,高功率、高可靠、环保特性突出。

◼ 超级电容是功率型储能器件,高功率、高可靠、环保特性突出。1)高功率特性:超级电容系统功率密度最高可达 40 kW/kg、锂电池在 1 ~ 3kW/kg,EDLC 充放电时间可达秒级、HUC 在分钟级别、锂电池在小时级别。2)高可靠特性:对比锂电池−20 ~ +60 °C 工作温度范围、标称5000 次左右的循环寿命,超级电容工作温度范围可宽至−40 ~ +85 °C,充放电次数最高可达 100 万次。3)环保特性:超级电容不含重金属和有害化学物质,而锂电池无法分解,易对环境产生污染。

◼ 电网调频、混合储能项目 22 年密集落地,车用配套数量快速增长,超级电容市场迎来加速拐点。在电网调频和混合储能、汽车两大高增长领域拉动下,超级电容新的天花板正在打开。1)电网调频和混合储能:新型电力系统下,电网频率稳定性挑战升级,发电侧风光储平滑入网、混合储能系统中响应调频指令,输配电侧变电站调频、配电终端后备电源,用电侧后备电源、功率电源,均需使用功率型储能器件提供短时、高功率峰值脉冲。2)汽车领域:在 12V 电气系统下被用作主电源、安全冗余电源,在 48V 电气系统下被用作线控电源,在 HEV 车型中被用作主电池电芯,助力汽车性能、安全双提升。3)交通运输:超级电容主要可在轨道交通、公交车、卡车、船舶等应用场景下实现储能/备用电源、发动机启动、能量回收三大功能。4)工业领域:超级电容可在智能电表、风电变桨、港口起重机等场景下,作为后备电源、功率电源,为系统提供紧急短时、高功率脉冲。多应用领域全面开花,超级电容迎来加速拐点。根据超级电容产业联盟数据,2021 年全球超级电容市场规模为15.9 亿美元,预计 2027 年将达 37 亿美元,21-27 年 CAGR 为 18%。 

◼ 技术进步、成本降低、政策驱动三重利好,拉动超级电容持续高增长。 因高功率、高可靠特性突出,超级电容适用于高功率、短时高频储能领域,而能量密度较低、储能成本较高是限制其应用范围的两大因素,未 来,技术进步、成本降低、政策驱动三重利好有望共同推动超级电容市场高速增长。1)技术进步:混合型超容单体能量密度已提升至 80Wh/kg,达锂电池 1/3,实现在分钟级别的储能、大巴车等领域打开应用空间; 2)成本降低:占超级电容成本 50-60%的电极、隔膜长期依赖进口,元力股份、凯恩股份等本土厂商已开始大力推动上游材料国产替代,超级电容成本下降成必然趋势。3)政策驱动:各部委相继出台多项政策,支持包括功率型储能在内的新型储能产业发展。政策驱动下,2022 年成为超级电容电网调频项目密集落地元年,电网侧调频、电源侧火储联调、电源侧一次调频项目均在有序推进中。

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