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          超级电容器储能产业新锐的喜与忧

          超级电容器储能

          一分钟就能给一辆公交车充满电, 每次充电后可行驶6公里, 央视财经纪录片《 五年规划》 形象直观地描述出中国制造的、世界领先的清洁能源器件——超级电容器给交通运输行业带来的巨大变革。作为一种介于传统电容器与电池之间, 具有特殊性能的储能设备,它以充放电时间短、 循环寿命长、  反复充放电数十万次等种种优良特性颠覆了能源相关领域对储能设备的固有印象。  但超级电容扩展产业版图之时,  却遭遇冰火两重天, 喜忧参半。

          喜一:善用自身优势 对接国家发展战略

          因为依靠双电层和氧化还原假电容电荷储存电能,  超级电容器的储能过程属于可逆的物理反应, 所以充电速度非常快, 只需10秒-10分钟即可达到额定容量的95%以上,  并可反复充放电数十万次。加之原材料的构成、 生产、 使用、储存,以及拆解过程都没有污染, 超级电容称得上是理想的绿色电源。  在国家大力倡导建设“ 两型”社会,发展绿色节能环保产业的今天, 相应科研成果的产业化应用与推进,自乘天时之利, 顺势而兴。
          同时, 我国对新能源技术的战略规划与积极倡导也成为超级电容飞速发展的助推剂。 太阳能、 风能、潮汐能等部分新能源来源的自身特性,决定了其发电方式往往具有不均匀性,电能输出极易发生变化。这就需要使用一种缓冲器来储存能量,而超级电容器就成了首选。以集星科技的超级电容器在智能微网中的应用为例,   微网规模小, 自我调节能力弱,负荷波动以及电网运行故障会对其造成很大的影响。在微网中设置超级电容器与蓄电池混合储能系统,  能够在负荷低落时储存多余的电能,负荷高峰将储 存的电能反馈给微网, 为微网功率的调节提供帮助,有效解决微网电压骤降、  电压跌落等问题, 提高微网电能质量。

          喜二:新能源汽车概念受宠 政府支持力度大

          随着民众环保意识和生活水平的提高, 以及政府的扶持和大力补贴,新能源汽车渐受欢迎。 借此机遇, 作为新能源的超级电容也迎来蓬勃发展的春天。由超级电容模块组成的制动能量回收系统广泛用于新能源客车。在客车制动时吸收并存储几乎全部的制动动能, 当客车启动或加速时将这些能量释放出来。在城市公交频繁启停和拥堵的工况中,大大节省了油耗, 减少排放。 

          国家工信部电子信息司去年就曾深度调研国内电容企业, 以期为国家扶持超容行业,制定产业相关支持政策,培育更大的市场空间以及找准行业发展战略重点找取市场注脚。同期,财政部也对超级电容器产业进行了专门调研,了解我国超级电容发展情况、技术水平和城市公交应用情况, 并征求了企业对新能源汽车补贴的意见。 2016年4月, 国家工信部发布《工业强基2016专项行动实施方案》,方案表示在核心基础零部件领域中将重点扶持超级电容器的发展。可以预见,超级电容器在新能源汽车等领域的应用, 将迎来新的机遇。 

          忧一:  成本投入大导致电动车企买账难

          超级电容更多是作为动力电池的补充: 在小幅增加成本的情况下大大提高系统的峰值输出能力, 或者减少动力电池短时间大电流放电的频率。  它仅在部分公交车上有所采用,  并没有在全汽车行业, 尤其乘用车领域实现产业化。 长安汽车就曾表示超级电容续航里程未达到公司预期的标准, 暂不会使用。 价格相对较高,充电一次只够电动汽车行驶几公里,  每千瓦时的蓄能产品价格却是电池的近10倍, 实际运行的成本投入会很大。 这个问题是超级电容器在电动汽车应用上难以大量推广、 单独使用的瓶颈。 

          忧二: 与电池的联合应用前景不明

          显然,   相比电池而言, 能量密度并不是超级电容器的长项, 而很多新技术譬如通过石墨烯等新材料的应用来提高其能量密度的研究方向的产业化也有待时日。目前, 超级电容器与电池在新能源汽车中联合使用,提高电池单独使用时的功率性能和循环寿命,  正被业内所看好。然而两种储能器件的联合应用必定会带来更复杂的控制系统, 对汽车系统的整体稳定性是一个大的考验。 目前,博世和大路等国际知名汽配供应商正积极拓展此项技术, 未来在乘用车中的大批量应用是否能得到突破, 还是个未知数。

          发展可期 未来不定

          虽然新能源车企对超级电容的态度像是, 时刻准备高速远行的人对备胎的关注一样。 但是不想转正的备胎不是好备胎。集星科技以大手笔、长谋略走在转正的路上, 引得本土同行惊愕不已。该公司自2012年开始和宇通客车接触,2013年底实现其电容产品在宇通客车上的小批量应用。 截止2015年底,  宇通已经采购集星科技数万件超级电容模组;且其故障率控制比较低的水平。 

          集星科技在风电领域的应用也十分显著,通过金风的全球11家超级电容厂商对比评测,以绝对技术可靠性进入金风供应商梯队; 成为海装、大唐华创、 米塔、远景等主要风机厂的合格主力供应商,其中已为大唐华创累计供货千台, 装机运行数百余台。

          不仅如此,2016年初, 集星科技发布了最新研究成果,  包括2.7V新结构超电单体系列、  3V超电单体系列、500V车载集成化超级电容储能系统和锂离子电容器等, 其中3V超电单体系列的发布更是早于几个月后的国际超电领导企业Maxwell的成果发布。日前, 集星科技在常州成立了国内首个超级电容研究院——集星超级电容及储能设备研究院,  夯实技术创新与科研成果转化之路, 力图与国际巨头分庭抗礼。 

          回归储能产业本身, 一种新的储能技术进入大批量商用化市场所需的时间大约是10年,很多实验室中感觉很有前途的技术并未获得市场采用,原因就在于制造、材料和功能性问题, 认识到解决了这些问题,喜悦也便多过忧虑了。 超级电容作为储能产业中正逐渐被人们所关注的一种高性能储能器件,喜忧安危,尽在人心!

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          2021-08-28

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