超級(jí)電容器 儲(chǔ)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(cái)經(jīng)紀(jì)錄片《五年規(guī)劃》形象直觀地描述出中國制造的、世界領(lǐng)先的清潔能源器件——超級(jí)電容器給交通運(yùn)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(chǔ)能設(shè)備，它以充放電時(shí)間短、循環(huán)壽命長、反復(fù)充放電數(shù)十萬次等種種優(yōu)良特性顛覆了能源相關(guān)領(lǐng)域?qū)?chǔ)能設(shè)備的固有印象。但超級(jí)電容擴(kuò)展產(chǎn)業(yè)版圖之時(shí)，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?yàn)橐揽侩p電層和氧化還原假電容電荷儲(chǔ)存電能，超級(jí)電容器的儲(chǔ)能過程屬于可逆的物理反應(yīng)，所以充電速度非常快，只需10秒-10分鐘即可達(dá)到額定容量的95%以上，并可反復(fù)充放電數(shù)十萬次。加之原材料的構(gòu)成、生產(chǎn)、使用、儲(chǔ)存，以及拆解過程都沒有污染，超級(jí)電容稱得上是理想的綠色電源。在國家大力倡導(dǎo)建設(shè)“兩型”社會(huì),發(fā)展綠色節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)的今天，相應(yīng)科研成果的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用與推進(jìn)，自乘天時(shí)之利，順勢而興。

同時(shí)，我國對新能源技術(shù)的戰(zhàn)略規(guī)劃與積極倡導(dǎo)也成為超級(jí)電容飛速發(fā)展的助推劑。太陽能、風(fēng)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(chǔ)存能量，而超級(jí)電容器就成了首選。以集星科技的超級(jí)電容器在智能微網(wǎng)中的應(yīng)用為例，微網(wǎng)規(guī)模小，自我調(diào)節(jié)能力弱，負(fù)荷波動(dòng)以及電網(wǎng)運(yùn)行故障會(huì)對其造成很大的影響。在微網(wǎng)中設(shè)置超級(jí)電容器與蓄電池混合儲(chǔ)能系統(tǒng)，能夠在負(fù)荷低落時(shí)儲(chǔ)存多余的電能，負(fù)荷高峰將儲(chǔ)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(shí)和生活水平的提高，以及政府的扶持和大力補(bǔ)貼，新能源汽車漸受歡迎。借此機(jī)遇，作為新能源的超級(jí)電容也迎來蓬勃發(fā)展的春天。由超級(jí)電容模塊組成的制動(dòng)能量回收系統(tǒng)廣泛用于新能源客車。在客車制動(dòng)時(shí)吸收并存儲(chǔ)幾乎全部的制動(dòng)動(dòng)能，當(dāng)客車啟動(dòng)或加速時(shí)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(guān)支持政策，培育更大的市場空間以及找準(zhǔn)行業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略重點(diǎn)找取市場注腳。同期，財(cái)政部也對超級(jí)電容器產(chǎn)業(yè)進(jìn)行了專門調(diào)研，了解我國超級(jí)電容發(fā)展情況、技術(shù)水平和城市公交應(yīng)用情況，并征求了企業(yè)對新能源汽車補(bǔ)貼的意見。2016年4月，國家工信部發(fā)布《工業(yè)強(qiáng)基2016專項(xiàng)行動(dòng)實(shí)施方案》，方案表示在核心基礎(chǔ)零部件領(lǐng)域中將重點(diǎn)扶持超級(jí)電容器的發(fā)展?？梢灶A(yù)見，超級(jí)電容器在新能源汽車等領(lǐng)域的應(yīng)用，將迎來新的機(jī)遇。

憂一：成本投入大導(dǎo)致電動(dòng)車企買賬難

超級(jí)電容更多是作為動(dòng)力電池的補(bǔ)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(dòng)力電池短時(shí)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(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。長安汽車就曾表示超級(jí)電容續(xù)航里程未達(dá)到公司預(yù)期的標(biāo)準(zhǔn)，暫不會(huì)使用。價(jià)格相對較高，充電一次只夠電動(dòng)汽車行駛幾公里，每千瓦時(shí)的蓄能產(chǎn)品價(jià)格卻是電池的近10倍，實(shí)際運(yùn)行的成本投入會(huì)很大。這個(gè)問題是超級(jí)電容器在電動(dòng)汽車應(yīng)用上難以大量推廣、單獨(dú)使用的瓶頸。

憂二：與電池的聯(lián)合應(yīng)用前景不明

顯然，相比電池而言，能量密度并不是超級(jí)電容器的長項(xiàng)，而很多新技術(shù)譬如通過石墨烯等新材料的應(yīng)用來提高其能量密度的研究方向的產(chǎn)業(yè)化也有待時(shí)日。目前，超級(jí)電容器與電池在新能源汽車中聯(lián)合使用，提高電池單獨(dú)使用時(shí)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(chǔ)能器件的聯(lián)合應(yīng)用必定會(huì)帶來更復(fù)雜的控制系統(tǒng)，對汽車系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性是一個(gè)大的考驗(yàn)。目前，博世和大路等國際知名汽配供應(yīng)商正積極拓展此項(xiàng)技術(shù)，未來在乘用車中的大批量應(yīng)用是否能得到突破，還是個(gè)未知數(shù)。

發(fā)展可期 未來不定

雖然新能源車企對超級(jí)電容的態(tài)度像是，時(shí)刻準(zhǔn)備高速遠(yuǎn)行的人對備胎的關(guān)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(shí)現(xiàn)其電容產(chǎn)品在宇通客車上的小批量應(yīng)用。截止2015年底，宇通已經(jīng)采購集星科技數(shù)萬件超級(jí)電容模組;且其故障率控制比較低的水平。

集星科技在風(fēng)電領(lǐng)域的應(yīng)用也十分顯著，通過金風(fēng)的全球11家超級(jí)電容廠商對比評(píng)測，以絕對技術(shù)可靠性進(jìn)入金風(fēng)供應(yīng)商梯隊(duì);成為海裝、大唐華創(chuàng)、米塔、遠(yuǎn)景等主要風(fēng)機(jī)廠的合格主力供應(yīng)商，其中已為大唐華創(chuàng)累計(jì)供貨千臺(tái)，裝機(jī)運(yùn)行數(shù)百余臺(tái)。

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(gòu)超電單體系列、3V超電單體系列、500V車載集成化超級(jí)電容儲(chǔ)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(gè)月后的國際超電領(lǐng)導(dǎo)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(gè)超級(jí)電容研究院——集星超級(jí)電容及儲(chǔ)能設(shè)備研究院，夯實(shí)技術(shù)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(chǔ)能產(chǎn)業(yè)本身，一種新的儲(chǔ)能技術(shù)進(jìn)入大批量商用化市場所需的時(shí)間大約是10年，很多實(shí)驗(yàn)室中感覺很有前途的技術(shù)并未獲得市場采用，原因就在于制造、材料和功能性問題，認(rèn)識(shí)到解決了這些問題，喜悅也便多過憂慮了。超級(jí)電容作為儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)中正逐漸被人們所關(guān)注的一種高性能儲(chǔ)能器件，喜憂安危，盡在人心!