超級電容器 儲能產(chǎn)業(yè)新銳的喜與憂

一分鐘就能給一輛公交車充滿電，每次充電后可行駛6公里，央視財經(jīng)紀錄片《五年規(guī)劃》形象直觀地描述出中國制造的、世界領先的清潔能源器件——超級電容器給交通運輸行業(yè)帶來的巨大變革。作為一種介于傳統(tǒng)電容器與電池之間，具有特殊性能的儲能設備，它以充放電時間短、循環(huán)壽命長、反復充放電數(shù)十萬次等種種優(yōu)良特性顛覆了能源相關領域?qū)δ茉O備的固有印象。但超級電容擴展產(chǎn)業(yè)版圖之時，卻遭遇冰火兩重天，喜憂參半。

喜一：善用自身優(yōu)勢 對接國家發(fā)展戰(zhàn)略

因為依靠雙電層和氧化還原假電容電荷儲存電能，超級電容器的儲能過程屬于可逆的物理反應，所以充電速度非?？?，只需10秒-10分鐘即可達到額定容量的95%以上，并可反復充放電數(shù)十萬次。加之原材料的構成、生產(chǎn)、使用、儲存，以及拆解過程都沒有污染，超級電容稱得上是理想的綠色電源。在國家大力倡導建設“兩型”社會,發(fā)展綠色節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)的今天，相應科研成果的產(chǎn)業(yè)化應用與推進，自乘天時之利，順勢而興。

同時，我國對新能源技術的戰(zhàn)略規(guī)劃與積極倡導也成為超級電容飛速發(fā)展的助推劑。太陽能、風能、潮汐能等部分新能源來源的自身特性，決定了其發(fā)電方式往往具有不均勻性，電能輸出極易發(fā)生變化。這就需要使用一種緩沖器來儲存能量，而超級電容器就成了首選。以集星科技的超級電容器在智能微網(wǎng)中的應用為例，微網(wǎng)規(guī)模小，自我調(diào)節(jié)能力弱，負荷波動以及電網(wǎng)運行故障會對其造成很大的影響。在微網(wǎng)中設置超級電容器與蓄電池混合儲能系統(tǒng)，能夠在負荷低落時儲存多余的電能，負荷高峰將儲存的電能反饋給微網(wǎng)，為微網(wǎng)功率的調(diào)節(jié)提供幫助，有效解決微網(wǎng)電壓驟降、電壓跌落等問題，提高微網(wǎng)電能質(zhì)量。

喜二：新能源汽車概念受寵 政府支持力度大

隨著民眾環(huán)保意識和生活水平的提高，以及政府的扶持和大力補貼，新能源汽車漸受歡迎。借此機遇，作為新能源的超級電容也迎來蓬勃發(fā)展的春天。由超級電容模塊組成的制動能量回收系統(tǒng)廣泛用于新能源客車。在客車制動時吸收并存儲幾乎全部的制動動能，當客車啟動或加速時將這些能量釋放出來。在城市公交頻繁啟停和擁堵的工況中，大大節(jié)省了油耗，減少排放。

國家工信部電子信息司去年就曾深度調(diào)研國內(nèi)電容企業(yè)，以期為國家扶持超容行業(yè)，制定產(chǎn)業(yè)相關支持政策，培育更大的市場空間以及找準行業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略重點找取市場注腳。同期，財政部也對超級電容器產(chǎn)業(yè)進行了專門調(diào)研，了解我國超級電容發(fā)展情況、技術水平和城市公交應用情況，并征求了企業(yè)對新能源汽車補貼的意見。2016年4月，國家工信部發(fā)布《工業(yè)強基2016專項行動實施方案》，方案表示在核心基礎零部件領域中將重點扶持超級電容器的發(fā)展?？梢灶A見，超級電容器在新能源汽車等領域的應用，將迎來新的機遇。

憂一：成本投入大導致電動車企買賬難

超級電容更多是作為動力電池的補充：在小幅增加成本的情況下大大提高系統(tǒng)的峰值輸出能力，或者減少動力電池短時間大電流放電的頻率。它僅在部分公交車上有所采用，并沒有在全汽車行業(yè)，尤其乘用車領域?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。長安汽車就曾表示超級電容續(xù)航里程未達到公司預期的標準，暫不會使用。價格相對較高，充電一次只夠電動汽車行駛幾公里，每千瓦時的蓄能產(chǎn)品價格卻是電池的近10倍，實際運行的成本投入會很大。這個問題是超級電容器在電動汽車應用上難以大量推廣、單獨使用的瓶頸。

憂二：與電池的聯(lián)合應用前景不明

顯然，相比電池而言，能量密度并不是超級電容器的長項，而很多新技術譬如通過石墨烯等新材料的應用來提高其能量密度的研究方向的產(chǎn)業(yè)化也有待時日。目前，超級電容器與電池在新能源汽車中聯(lián)合使用，提高電池單獨使用時的功率性能和循環(huán)壽命，正被業(yè)內(nèi)所看好。而且兩種儲能器件的聯(lián)合應用必定會帶來更復雜的控制系統(tǒng)，對汽車系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性是一個大的考驗。目前，博世和大路等國際知名汽配供應商正積極拓展此項技術，未來在乘用車中的大批量應用是否能得到突破，還是個未知數(shù)。

發(fā)展可期 未來不定

雖然新能源車企對超級電容的態(tài)度像是，時刻準備高速遠行的人對備胎的關注一樣。但是不想轉(zhuǎn)正的備胎不是好備胎。集星科技以大手筆、長謀略走在轉(zhuǎn)正的路上，引得本土同行驚愕不已。該公司自2012年開始和宇通客車接觸，2013年底實現(xiàn)其電容產(chǎn)品在宇通客車上的小批量應用。截止2015年底，宇通已經(jīng)采購集星科技數(shù)萬件超級電容模組;且其故障率控制比較低的水平。

集星科技在風電領域的應用也十分顯著，通過金風的全球11家超級電容廠商對比評測，以絕對技術可靠性進入金風供應商梯隊;成為海裝、大唐華創(chuàng)、米塔、遠景等主要風機廠的合格主力供應商，其中已為大唐華創(chuàng)累計供貨千臺，裝機運行數(shù)百余臺。

不僅如此，2016年初，集星科技發(fā)布了最新研究成果，包括2.7V新結(jié)構超電單體系列、3V超電單體系列、500V車載集成化超級電容儲能系統(tǒng)和鋰離子電容器等，其中3V超電單體系列的發(fā)布更是早于幾個月后的國際超電領導企業(yè)Maxwell的成果發(fā)布。日前，集星科技在常州成立了國內(nèi)首個超級電容研究院——集星超級電容及儲能設備研究院，夯實技術創(chuàng)新與科研成果轉(zhuǎn)化之路，力圖與國際巨頭分庭抗禮。

回歸儲能產(chǎn)業(yè)本身，一種新的儲能技術進入大批量商用化市場所需的時間大約是10年，很多實驗室中感覺很有前途的技術并未獲得市場采用，原因就在于制造、材料和功能性問題，認識到解決了這些問題，喜悅也便多過憂慮了。超級電容作為儲能產(chǎn)業(yè)中正逐漸被人們所關注的一種高性能儲能器件，喜憂安危，盡在人心!