【導(dǎo)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(fēng)力發(fā)電、電力設(shè)備、軍工大功率裝備和軌道交通等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。本文從其中三大領(lǐng)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Ｄ壳爸饕獞?yīng)用于混合動力汽車、風(fēng)力發(fā)電、電力設(shè)備、軍工大功率裝備和軌道交通等領(lǐng)域。超級電容器在各應(yīng)用行業(yè)的快速應(yīng)用及推廣，除了自身獨的產(chǎn)品性能、技術(shù)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(yīng)用，其已從價格、技術(shù)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(dǎo)向仍然是推動行業(yè)發(fā)展的主要動力，在新能源汽車、風(fēng)電、軌道交通、電力、軍工等領(lǐng)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(jù)有關(guān)資料統(tǒng)預(yù)測，2013中國超級電容器市場規(guī)模預(yù)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(yù)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(chǎn)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(chǎn)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(shù)，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(chǎn)業(yè)化應(yīng)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(jié)束于今年3月，新能源客車的補貼在上半年將用完，預(yù)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(nèi)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(nèi)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(fēng)力發(fā)電市場恢復(fù)增長
由于前段時間國內(nèi)風(fēng)電發(fā)展迅猛，產(chǎn)能擴張過快導(dǎo)致安全事故頻繁發(fā)生，2011年國家收回了風(fēng)電項目的審批權(quán)。經(jīng)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(wù)院關(guān)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(fēng)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(quán)下放將有利風(fēng)電行業(yè)恢復(fù)增長。2013年1-4月，全國獲國家能源局批復(fù)同意開展前期工作的大型風(fēng)電場項目20個，總規(guī)模380萬千瓦。
根據(jù)業(yè)內(nèi)預(yù)測，2013年我國風(fēng)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(nèi)風(fēng)電市場“十二五”末有望達到1800-2000萬千瓦。另外，根據(jù)可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃，到2015年，累計并網(wǎng)風(fēng)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(fēng)電裝機達到500萬千瓦，到2020年，累計并網(wǎng)風(fēng)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(fēng)電裝機達到3000萬千瓦。
超級電容器在電力行業(yè)中的應(yīng)用中主要在以下幾個領(lǐng)域：
1、風(fēng)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(guān)設(shè)備的電動分閘機構(gòu)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(guān)設(shè)備的電動分閘機構(gòu)提供分閘電源；
3、微電網(wǎng)超級電容儲能系統(tǒng)，用于調(diào)整微電網(wǎng)功率，以及提供微電網(wǎng)功率支撐。
軌道交通：低噪、低振動、節(jié)能
根據(jù)軌道交通裝備產(chǎn)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(chǎn)品的方向邁進，加強關(guān)鍵核心部件，如牽引系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向架、運控系統(tǒng)等，以及車輛車站機電設(shè)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(shù)研發(fā)與產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)制造廠家數(shù)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(shù)的快速發(fā)展和應(yīng)用；與此同時，超級電容器的生產(chǎn)及應(yīng)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(chǎn)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(chǎn)品技術(shù)方案支持以及售后服務(wù)等方面。
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