超級電容器 儲能產(chǎn)業(yè)新銳的喜與憂(yōu)

一分鐘就能給一輛公交車(chē)充滿(mǎn)電，每次充電后可行駛6公里，央視財經(jīng)紀錄片《五年規劃》形象直觀(guān)地描述出中國制造的、世界領(lǐng)先的清潔能源器件——超級電容器給交通運輸行業(yè)帶來(lái)的巨大變革。作為一種介于傳統電容器與電池之間，具有特殊性能的儲能設備，它以充放電時(shí)間短、循環(huán)壽命長(cháng)、反復充放電數十萬(wàn)次等種種優(yōu)良特性顛覆了能源相關(guān)領(lǐng)域對儲能設備的固有印象。但超級電容擴展產(chǎn)業(yè)版圖之時(shí)，卻遭遇冰火兩重天，喜憂(yōu)參半。

喜一：善用自身優(yōu)勢 對接國家發(fā)展戰略

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(guò)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，并可反復充放電數十萬(wàn)次。加之原材料的構成、生產(chǎn)、使用、儲存，以及拆解過(guò)程都沒(méi)有污染，超級電容稱(chēng)得上是理想的綠色電源。在國家大力倡導建設“兩型”社會(huì ),發(fā)展綠色節能環(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(jìn)，自乘天時(shí)之利，順勢而興。

同時(shí)，我國對新能源技術(shù)的戰略規劃與積極倡導也成為超級電容飛速發(fā)展的助推劑。太陽(yáng)能、風(fēng)能、潮汐能等部分新能源來(lái)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(lái)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)規模小，自我調節能力弱，負荷波動(dòng)以及電網(wǎng)運行故障會(huì )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，能夠在負荷低落時(shí)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)功率的調節提供幫助，有效解決微網(wǎng)電壓驟降、電壓跌落等問(wèn)題，提高微網(wǎng)電能質(zhì)量。

喜二：新能源汽車(chē)概念受寵 政府支持力度大

隨著(zhù)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(chē)漸受歡迎。借此機遇，作為新能源的超級電容也迎來(lái)蓬勃發(fā)展的春天。由超級電容模塊組成的制動(dòng)能量回收系統廣泛用于新能源客車(chē)。在客車(chē)制動(dòng)時(shí)吸收并存儲幾乎全部的制動(dòng)動(dòng)能，當客車(chē)啟動(dòng)或加速時(shí)將這些能量釋放出來(lái)。在城市公交頻繁啟停和擁堵的工況中，大大節省了油耗，減少排放。

國家工信部電子信息司去年就曾深度調研國內電容企業(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(chǎng)空間以及找準行業(yè)發(fā)展戰略重點(diǎn)找取市場(chǎng)注腳。同期，財政部也對超級電容器產(chǎn)業(yè)進(jìn)行了專(zhuān)門(mén)調研，了解我國超級電容發(fā)展情況、技術(shù)水平和城市公交應用情況，并征求了企業(yè)對新能源汽車(chē)補貼的意見(jiàn)。2016年4月，國家工信部發(fā)布《工業(yè)強基2016專(zhuān)項行動(dòng)實(shí)施方案》，方案表示在核心基礎零部件領(lǐng)域中將重點(diǎn)扶持超級電容器的發(fā)展?？梢灶A見(jiàn)，超級電容器在新能源汽車(chē)等領(lǐng)域的應用，將迎來(lái)新的機遇。

憂(yōu)一：成本投入大導致電動(dòng)車(chē)企買(mǎi)賬難

超級電容更多是作為動(dòng)力電池的補充：在小幅增加成本的情況下大大提高系統的峰值輸出能力，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(chē)上有所采用，并沒(méi)有在全汽車(chē)行業(yè)，尤其乘用車(chē)領(lǐng)域實(shí)現產(chǎn)業(yè)化。長(cháng)安汽車(chē)就曾表示超級電容續航里程未達到公司預期的標準，暫不會(huì )使用。價(jià)格相對較高，充電一次只夠電動(dòng)汽車(chē)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)際運行的成本投入會(huì )很大。這個(gè)問(wèn)題是超級電容器在電動(dòng)汽車(chē)應用上難以大量推廣、單獨使用的瓶頸。

憂(yōu)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(cháng)項，而很多新技術(shù)譬如通過(guò)石墨烯等新材料的應用來(lái)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，超級電容器與電池在新能源汽車(chē)中聯(lián)合使用，提高電池單獨使用時(shí)的功率性能和循環(huán)壽命，正被業(yè)內所看好。而且兩種儲能器件的聯(lián)合應用必定會(huì )帶來(lái)更復雜的控制系統，對汽車(chē)系統的整體穩定性是一個(gè)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(shù)，未來(lái)在乘用車(chē)中的大批量應用是否能得到突破，還是個(gè)未知數。

發(fā)展可期 未來(lái)不定

雖然新能源車(chē)企對超級電容的態(tài)度像是，時(shí)刻準備高速遠行的人對備胎的關(guān)注一樣。但是不想轉正的備胎不是好備胎。集星科技以大手筆、長(cháng)謀略走在轉正的路上，引得本土同行驚愕不已。該公司自2012年開(kāi)始和宇通客車(chē)接觸，2013年底實(shí)現其電容產(chǎn)品在宇通客車(chē)上的小批量應用。截止2015年底，宇通已經(jīng)采購集星科技數萬(wàn)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(fēng)電領(lǐng)域的應用也十分顯著(zhù)，通過(guò)金風(fēng)的全球11家超級電容廠(chǎng)商對比評測，以絕對技術(shù)可靠性進(jìn)入金風(fēng)供應商梯隊;成為海裝、大唐華創(chuàng )、米塔、遠景等主要風(fēng)機廠(chǎng)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新結構超電單體系列、3V超電單體系列、500V車(chē)載集成化超級電容儲能系統和鋰離子電容器等，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)導企業(yè)Maxwell的成果發(fā)布。日前，集星科技在常州成立了國內首個(gè)超級電容研究院——集星超級電容及儲能設備研究院，夯實(shí)技術(shù)創(chuàng )新與科研成果轉化之路，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(shù)進(jìn)入大批量商用化市場(chǎng)所需的時(shí)間大約是10年，很多實(shí)驗室中感覺(jué)很有前途的技術(shù)并未獲得市場(chǎng)采用，原因就在于制造、材料和功能性問(wèn)題，認識到解決了這些問(wèn)題，喜悅也便多過(guò)憂(yōu)慮了。超級電容作為儲能產(chǎn)業(yè)中正逐漸被人們所關(guān)注的一種高性能儲能器件，喜憂(yōu)安危，盡在人心!