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超級電容器在儲能產業中的地位和展望

目前超級電容器市場正在飛速發展。2014年全球超級電容器市場規模達到十余億美元,年均增長速度超過30%。
  超級電容器在新能源客車上的應用
  超級電容器是一種介于電容器和電池之間的新型儲能元件,其顯著特點是儲能密度大、放電比功率高、快速充放電能力強、循環壽命長,其能量遠高于普通靜電電容器,與二次電池相比具有更優異的大電流放電特性。此外它還具有免維護、高可靠性等優點,是一種兼備電容和電池特性的新型電子元件,是一種真正意義上的“綠色能源”,是儲能器件的重要發展方向,在信息、電子、儀表、能源、交通和軍工等領域具有廣闊的應用前景。
  在中國,超級電容器最為廣泛的應用是城市混合動力客車制動能量回收系統。據統計,目前中國混合動力客車的超級電容器裝機保有量已超過2萬輛,宇通、金龍、金旅、海格、南車等十多家國內知名車企都在新能源客車上采用了超級電容器方案。超級電容器對新能源汽車有顯著的節能減排,省油環保作用。
  在全球密切關注節能環保的背景下,中國的新能源汽車產業正蓬勃發展。截至2014年底,我國投入運行的新能源汽車已經超過8萬輛,其中2014年銷售5.2萬輛,比2013年增長3倍多。這些新能源汽車大部分采用鋰電池、超級電容器作為新的能源存儲方案,正慢慢展現其優勢。在混合動力客車市場,2015年宇通以6348輛的產量排名第一,累計同比增長19%。
在新能源客車中應用超級電容器和鋰電池結合的復合電源技術是可行的。電池與超級電容的復合電源能夠更大程度地發揮電池組的效率,減少單體電池數量、降低電池體積和重量。單獨使用電池組作為電動客車的儲能系統時,首先由于電池的壽命較短,其充放電次數有限,只能達到幾千次,其次電池組需要提供車輛啟動時的高功率,這對電池的沖擊很大,特別是客車啟停次數很多。而當超級電容與電池組并聯,可以通過充放電實現瞬時高功率起步。超級電容為電動客車提供了峰值電壓,穩定了電壓運行區間,在減少電池數量的同時大大延長了電池壽命。峰谷的供電交給超級電容來做,電池做長期的、穩定的能源供應,這樣的結合應用能夠延長電池的使用壽命,并減少裝機數量。
  與電池相比,超級電容使用壽命長得多,運用環境溫度更廣,功率密度更高,只是在能量密度上比電池差很多。超級電容是功率設備而電池是能量設備,需要能源的大多數應用既有持續的、穩定速度的能量需求,也有功率的需求。電池與超級電容作為復合儲能系統能夠互補雙方的能量特性和密度特性,一個提供瞬時的供電,一個提供持續的供電,在實現技術互補的同時也節省了成本。純電動汽車的技術成熟尚待時日,而超級電容器的加入,使得新能源汽車中電池的穩定性和安全性得以提高,推進了儲能系統的優化和完善。
  超級電容器依然有很多難題等待解決,比如成本的降低。對一些高性價比的國產車型,成本是重要的衡量指標,所以降低成本是超級電容器能否更廣泛的應用的關鍵。
  超級電容器在儲能產業中的地位和展望
  超級電容在中國還有廣闊的應用空間,包括風力發電中的風機變槳技術、小轎車的智能啟停系統、能量回收系統、軌道交通中的進站能量回收、電力電網中的上網和儲能應用,等等。
  超級電容器的應用正在世界范圍內飛速發展,預計未來5年的年復合增長率有望達到21.3%。其中,中國市場的超級電容器需求達到28.6億元,約占全球市場的12.1%。而目前配有超級電容器的汽車僅占到一成左右,約有六成仍依賴進口。
  2015年中國經濟發展進入新常態,新能源在中國市場應用規模持續擴大。在整個超級電容的競爭壁壘中,產品本身的技術占七成,而其余三成是如何穩定、大規模、高品質地生產產品并提供服務。

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