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浅析超级电容器在储能产业中的前景

导读: 目前超级电容器市场正在飞速发展。2014年全球超级电容器市场规模达到十余亿美元,年均增长速度超过30%。

  目前超级电容器市场正在飞速发展。2014年全球超级电容器市场规模达到十余亿美元,年均增长速度超过30%。

  超级电容器在新能源客车上的应用

  超级电容器是一种介于电容器和电池之间的新型储能元件,其显著特点是储能密度大、放电比功率高、快速充放电能力强、循环寿命长,其能量远高于普通静电电容器,与二次电池相比具有更优异的大电流放电特性。此外它还具有免维护、高可靠性等优点,是一种兼备电容和电池特性的新型电子元件,是一种真正意义上的“绿色能源”,是储能器件的重要发展方向,在信息、电子、仪表、能源、交通和军工等领域具有广阔的应用前景。

  在中国,超级电容器最为广泛的应用是城市混合动力客车制动能量回收系统。据统计,目前中国混合动力客车的超级电容器装机保有量已超过2万辆,宇通、金龙、金旅、海格、南车等十多家国内知名车企都在新能源客车上采用了超级电容器方案。超级电容器对新能源汽车有显著的节能减排,省油环保作用。

  在全球密切关注节能环保的背景下,中国的新能源汽车产业正蓬勃发展。截至2014年底,我国投入运行的新能源汽车已经超过8万辆,其中2014年销售5.2万辆,比2013年增长3倍多。这些新能源汽车大部分采用锂电池,超级电容器作为新的能源存储方案,正慢慢展现其优势。在混合动力客车市场,2015年宇通以6348辆的产量排名第一,累计同比增长19%。宇通是集星科技在混合动力客车方面最重要的客户之一,同时也是集星科技的股东之一。

  宇通储能系统采用了锂电池和超级电容器的复合电源。通过宇通的技术可以看出,在新能源客车中应用超级电容器和锂电池结合的技术是可行的。电池与超级电容的复合电源能够更大程度地发挥电池组的效率,减少单体电池数量、降低电池体积和重量。

  单独使用电池组作为电动客车的储能系统时,首先由于电池的寿命较短,其充放电次数有限,只能达到几千次,其次电池组需要提供车辆启动时的高功率,这对电池的冲击很大,特别是客车启停次数很多。而当超级电容与电池组并联,可以通过充放电实现瞬时高功率起步。超级电容为电动客车提供了峰值电压,稳定了电压运行区间,在减少电池数量的同时大大延长了电池寿命。峰谷的供电交给超级电容来做,电池做长期的、稳定的能源供应,这样的结合应用能够延长电池的使用寿命,并减少装机数量。

  与电池相比,超级电容使用寿命长得多,运用环境温度更广,功率密度更高,只是在能量密度上比电池差很多。超级电容是功率设备而电池是能量设备,需要能源的大多数应用既有持续的、稳定速度的能量需求,也有功率的需求。电池与超级电容作为复合储能系统能够互补双方的能量特性和密度特性,一个提供瞬时的供电,一个提供持续的供电,在实现技术互补的同时也节省了成本。纯电动汽车的技术成熟尚待时日,而超级电容器的加入,使得新能源汽车中电池的稳定性和安全性得以提高,推进了储能系统的优化和完善。

  超级电容器依然有很多难题等待解决,比如成本的降低。对一些高性价比的国产车型,成本是重要的衡量指标,所以降低成本是超级电容器能否更广泛的应用的关键。

  超级电容器在储能产业中的地位和展望

  超级电容在中国还有广阔的应用空间,包括风力发电中的风机变桨技术、小轿车的智能启停系统、能量回收系统、轨道交通中的进站能量回收、电力电网中的上网和储能应用,等等。

  超级电容器的应用正在世界范围内飞速发展,预计未来5年的年复合增长率有望达到21.3%。其中,中国市场的超级电容器需求达到28.6亿元,约占全球市场的12.1%。而目前配有超级电容器的汽车仅占到一成左右,约有六成仍依赖进口。

  2015年中国经济发展进入新常态,新能源在中国市场应用规模持续扩大。在整个超级电容的竞争壁垒中,产品本身的技术占七成,而其余三成是如何稳定、大规模、高品质地生产产品并提供服务。
 

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