超级电容器产业化脚步加快 市场前景广阔
市场需求有巨大潜力
● 由于超级电容器具有充放电速度快、对环境无污染、循环寿命长等优点,有希望成为本世纪新型的绿色能源
● 目前中国市场的年需求量可达2150万只,约1.2亿瓦时,且每年都在以约50%的速度增长
21世纪,随着全球气候变暖,资源缺乏,全世界各个国家和地区都在研发新的绿色环保型能源,而超级电容器生产所用的材料普遍为绿色环保。因此,超级电容器作为本世纪重点发展的新型储能产品之一,正在为越来越多的国家和企业争相研制和生产。10年前,超级电容器每年只能卖出去很少的数量,而且价格很贵,大约1美元-2美元/法拉,现在,超级电容器已经作为标准产品大批量供应市场,价格也大大降低,平均0.01美元-0.02美元/法拉。
高端的多功能三相电能表由于数据存储量大于普通电能表,而传统的锂电池会出现没电的状况,从而导致了超级电容器在电能表上的应用。同时,随着需要存储与备份的重要数据的增加,最早采用0.1F的电容就能完成数据存储的任务,如今已需要0.22F或0.33F才能完成,一只表上甚至要用到3~4只超级电容器。由此可以看出,仪表行业的新发展有力促进了超级电容器产业的发展。
由于超级电容器具有充放电速度快、对环境无污染、循环寿命长等优点,有希望成为本世纪新型的绿色能源。因此,由于受需求和利润的驱使,中国厂商纷纷推出产能扩张项目,产品也更加全面,产能正节节攀升。即使如此,由于目前国内能规模生产的厂家较少,国内年供应量不到500万只,这样的生产规模远远无法满足国内市场的需求,所以国内大多数用户还是通过进口来满足需要。在市场需求迅速增长的强力推动下,国内现有的超级电容器生产企业正积极融资扩产,国际超级电容器生产大鳄也把战略投资的目光锁定中国,而相关的生产企业(如铝电解电容器生产企业)也正跃跃欲试准备介入这一新兴市场。目前在广东、深圳有数十家代理商在经销国外品牌的超级电容器,而同样规格指标要求的国外电容器的价格平均要高出国内价格的2/3左右,国内不能批量生产的型号其价格更是高得离奇。
在纽扣型超级电容器市场中,海外产品几乎占据了90%以上的份额,竞争异常激烈。中国厂商正采取替代手段,利用低价策略(约为国外产品的40%-60%)、快速供货、完善销售布局、对中国终端应用市场更加熟悉、技术支持与服务优于国际品牌等各种优势来争夺市场。目前在卷绕型和大型超级电容器方面,中国产品的技术水平与国际接近,市场份额较为理想。
业内专家预测,目前中国市场的年需求量可达2150万只,约1.2亿瓦时,且每年都在以约50%的速度增长;整个亚太地区的年需求量超过9000万只,约5.4亿瓦时,增长速度约为90%;全球的年需求量约为2亿只,约12亿瓦时,增长速度约为160%。由此可知,市场前景非常广阔。美国市场研究公司Frost&Sullivan发布的一份报告预计,2002年到2009年之间,全球超级电容器产业的产量和销售收入这两项数据将分别以157%和49%的年复合增长率保持高速增长。目前,超级电容器占世界能量储存装置(包括电池、电容器)的市场份额不足1%,在我国所占市场份额约为0.5%,因此超级电容器存在着巨大的市场潜力。
新技术应用崭露头角
● 超级电容器在需要更高效更可靠电源的新技术领域中逐渐崭露头角
● 超级电容器在混合能源汽车尤其是电动客车中的作用尤为巨大
正因为超级电容器的许多显著优势,在汽车(特别是电动汽车、混合燃料汽车和特殊载重车辆)、电力、铁路、通信、国防、消费性电子产品等方面有着巨大的应用价值和市场潜力,因而被世界各国所广泛关注。
电能和燃油的紧缺使人们开始寻找更多的替代能源,作为目前替代能源应用领域的一个极佳的技术解决方案,超级电容器在需要更高效更可靠电源的新技术领域中逐渐崭露头角。
超级电容器存储的能量在电动汽车中主要可以通过三种方式来使用:1.它能够向汽车电气系统馈电,减轻车载发电机的负担;2.起纯粹的增强作用,也就是说,在换挡时,增大电动机的扭矩,提高加速度;3.启动辅助,使电动机从某个固定的状态启动加速汽车。这在某些需要反复启停的特殊操作中能够大大节省能源。
超级电容器在混合能源汽车中所起的作用是十分重要的。随着能源价格的不断上涨,以及欧洲汽车制造商承诺在1995年到2008年之间将汽车CO2的排放量减少25%,所有这些都大大促进了混合能源技术的发展。宝马、奔驰和通用汽车公司已经结成了一个全球联盟,共同研发混合能源技术。新技术中有很多应用将使用替代能源。例如太阳能、风能或者燃料电池。但是由于能量来源本身的特性,决定了这些发电的方式往往具有不均匀性,电能输出容易发生变化。随着风力和太阳光强度的变化,这些能源产生的电能输出也会发生相应的变化。这就需要使用一种缓冲器来存储能量。
在上述使用替代能源技术的汽车中,超级电容器是一种新型的关键部件。在采用燃料电池供电的汽车中,如果结合使用超级电容器,那么燃料电池就可以满足持续供电需求,而不仅仅是峰值供电。除了能够满足峰值供电的需求外,超级电容器还具有其他元件无法比拟的响应时间。将超级电容器的强大性能和燃料电池结合起来,可以得到尺寸更小、重量更轻、价格更低廉的燃料电池系统。
超级电容器还可以与氢燃料电池完美结合,使正处于研发阶段的氢燃料电池能够应用于多个领域。氢燃料电池与风能或太阳能不同,只要有氢燃料,它就能够持续输出稳定的电能。然而,在某些应用场合,对能量的需求随着时间的变化有很大不同。汽车就是一个直接的例子,因为它们在加速过程中需要的能量比匀速行驶时要高得多。如果没有能量存储器,氢燃料电池就要做得很大,以满足最高的峰值能量需求,其成本就会大得无法忍受。通过将过剩的能量存储在能量存储器中,就可以在短时间内通过存储器提供所需的峰值能量。
超级电容器在电动客车中的作用尤为巨大。鉴于无轨电车架空线的"视觉污染"以及"机动性差"、"规划困难"三大难题,致使无轨电车在我国日益遭遇冷落,一些城市相继实施"电改汽工程",缩减电车规模,有的则干脆将线网拆除。但由于石油紧张和汽车尾气排放带来的能源危机和环境污染问题日益凸现,使用汽车也非理想选择,致使城市公共交通的发展陷入了两难的尴尬境地。
而超级电容公交电车的出现,有效解决了这一难题。超级电容器已成为改善传统电车缺陷,发挥其零排放、节能、低成本、低噪音等优点的一种先进的储能装置。超级电容公交电车是以超级电容器为动力电源的新型节能电车,车辆保持了无轨电车的优点,没有任何排放,同时无轨无线,完全满足了现代化绿色环保公交的需要。
新能源汽车是全球汽车行业重点关注的领域,超级电容是其要害部件。尽管超级电容诞生的时间不长,国际上对这项新技术的研究还处于探索阶段,关键性能指标还有待进一步提升。然而,我国却在超级电容公交电车的应用方面领先一步。
2006年8月28日,上海11路超级电容公交电车,即"上海科技登山行动计划超级电容公交电车示范线"投入运营,在实际应用领域走在了世界前列。该车采用上海奥威科技公司开发的具有完全自主知识产权的超级电容器。因此,国产超级电容器受到了国内外同行的广泛关注。
运营中的超级电容客车,整体布局与申沃柴油客车基本相同。驾驶操作区的仪表台也与普通客车没什么差别,只是仪表台正中的一块液晶显示屏,显示出此车的与众不同。该车单车实际耗电每公里0.88千瓦时,比普通无轨电车节能60%,比设计标准节能20%。每百公里收益比普通电车提高70%,经济效益大大高于燃油客车。这种零排放且没有像铅酸蓄电池那样对环境造成二次污染的新能源客车,前景十分看好。
尽管目前超级电容客车价格比普通公交车高一些,但随着应用范围的逐步扩大,工艺技术的不断改进,生产成本的日益减少,进入大规模产业化生产阶段后,价格还可以大幅度下降。再者,还可以对该车的重量、体积、底盘结构以及各关键部件的匹配进行系统优化,从而进一步降低单车成本。由此可以预言,为期不久,质优价廉的新能源客车一定能够迅速普及。而且,随着技术的不断改进和日趋成熟,绿色环保的新能源轿车和新能源货车也会大批涌现,多种类大批量的电动车辆必将在中国大地及世界各地承载希望驶向未来,超级电容器也必将具有更加广阔远大的市场前景。
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