【導讀】超級電容器具有長壽命、高能量密度同時可提供超大功率等特點,且兼?zhèn)潆娙莺碗姵靥匦?,在混合動力汽車、風力發(fā)電、電力設備、軍工大功率裝備和軌道交通等領域得到廣泛的應用。本文從其中三大領域進行分析,探討未來大容量超級電容器的發(fā)展方向。
超級電容器又叫法拉電容、黃金電容器,是一種新型儲能元器件,具有長壽命、高能量密度同時可提供超大功率,且兼?zhèn)潆娙莺碗姵靥匦缘男滦驮?。目前主要應用于混合動力汽車、風力發(fā)電、電力設備、軍工大功率裝備和軌道交通等領域。超級電容器在各應用行業(yè)的快速應用及推廣,除了自身獨的產品性能、技術優(yōu)勢,也有國家政策的大力推動和扶持。隨著超級電容器規(guī)模推廣應用,其已從價格、技術等發(fā)面取得較大突破。未來,超級電容器將有著更為廣闊的發(fā)展空間,為推動全球低碳、環(huán)保,快速改善人類生存環(huán)境起著重大促進作用。
整體市場需求分析
國家政策導向仍然是推動行業(yè)發(fā)展的主要動力,在新能源汽車、風電、軌道交通、電力、軍工等領域市場,政策的推動將成為超級電容發(fā)展的主要因素之一。據有關資料統(tǒng)預測,2013中國超級電容器市場規(guī)模預計約為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)。
圖1:2013-2016年中國超級電容器市場規(guī)模預測(單位:人民幣)
新能源汽車:節(jié)能型混合動力客車為主打產品
在能源和環(huán)保的政策的促進下,新能源汽車已被列為我國‘十二五’期間戰(zhàn)略性新興產業(yè)之一,將重點發(fā)展插電式混合動力汽車、純電動汽車和燃料電池汽車技術,開展插電式混合動力汽車、純電動汽車研發(fā)及大規(guī)模商業(yè)化示范工程,推進產業(yè)化應用。
在混合動力客車這一市場上,隨著“十城千輛”新能源汽車推廣結束于今年3月,新能源客車的補貼在上半年將用完,預計今年新能源客車的補貼額度還將增加,新能源客車的銷量將超過此前補貼計劃的5000輛。另外,“國十條”提出加快淘汰“黃標車”,各地政府也紛紛推出細則在規(guī)定期限內淘汰黃標車,淘汰“黃標車”勢在必行,未來3年將創(chuàng)造63萬輛大中客更新需求,新能源客車將成為重要乘用客車市場補缺及發(fā)展方向之一。
在內燃機車的電起動系統(tǒng)中采用超級電容器輔助起動裝置,由于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,則可減少大電流充放電對電池的傷害,延長電池的使用壽命,且具有非常高的能量回收率。
電力行業(yè):風力發(fā)電市場恢復增長
由于前段時間國內風電發(fā)展迅猛,產能擴張過快導致安全事故頻繁發(fā)生,2011年國家收回了風電項目的審批權。經過行業(yè)洗牌,整個行業(yè)趨于成熟,投資趨于理性。5月,《國務院關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,企業(yè)投資風電站項目核準由原來的國家發(fā)展改革委下放至地方政府投資主管部門,審批權下放將有利風電行業(yè)恢復增長。2013年1-4月,全國獲國家能源局批復同意開展前期工作的大型風電場項目20個,總規(guī)模380萬千瓦。
根據業(yè)內預測,2013年我國風電新增裝機有望回到1500-1600萬千瓦,較去年低點反彈約20%,國內風電市場“十二五”末有望達到1800-2000萬千瓦。另外,根據可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃,到2015年,累計并網風電裝機達到1億千瓦,年發(fā)電量超過1900億千瓦時,其中海上風電裝機達到500萬千瓦,到2020年,累計并網風電裝機達到2億千瓦,年發(fā)電量超過3900億千瓦時,其中海上風電裝機達到3000萬千瓦。
超級電容器在電力行業(yè)中的應用中主要在以下幾個領域:
1、風電變槳系統(tǒng)的后備電源,具有快速充電和放電的能力;
2、FTU后備電源,線路有電時,DC/DC電源模塊為FTU提供工作電源,超級電容提供給開關設備的電動分閘機構分閘電源。當線路失電時,超級電容作為FTU的后備電源,同時也為開關設備的電動分閘機構提供分閘電源;
3、微電網超級電容儲能系統(tǒng),用于調整微電網功率,以及提供微電網功率支撐。
軌道交通:低噪、低振動、節(jié)能
根據軌道交通裝備產業(yè)“十二五”規(guī)劃目標,城市軌道交通裝備將朝著低噪、低振動、節(jié)能產品的方向邁進,加強關鍵核心部件,如牽引系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、轉向架、運控系統(tǒng)等,以及車輛車站機電設備、滅火系統(tǒng)、列車自動防護系統(tǒng)、列車自動駕駛系統(tǒng)等的技術研發(fā)與產業(yè)化。
在城市軌道系統(tǒng)中采用的超級電容主要有兩種工作模式:一種是作為能量儲存器,它吸收了車輛制動過程中產生的能量,直到后面有車輛處于加速狀態(tài)時才將能量釋放到供電系統(tǒng)中;一種是作為穩(wěn)壓器,它總是保持在高容量的狀態(tài),當供電系統(tǒng)的電壓低于規(guī)定值時才開始放電。
大容量超級電容器為主力發(fā)展方向
隨著市場的快速發(fā)展,目前市場上的超級電容器生產制造廠家數量越來越多,市場的有效競爭將刺激并推動超級電容器技術的快速發(fā)展和應用;與此同時,超級電容器的生產及應用規(guī)模不斷擴大,也必然有利于降低超級電容終端使用客戶的成本。在產品價格已逐步透明化的市場上,競爭焦點主要集中在售前的產品技術方案支持以及售后服務等方面。
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