2023年中国储能行业系列研究-超级电容器储能-2023.08

行业研究|

2023/022023€中ÿ储能行业系列研究：超ÿ电容器储能2023

China

Supercapacitor

Energy

Storage

IndustryResearch2023€中ÿエネル¾ー貯蔵産業シúーº研究:¹ーパー½ャパシタエネル¾ー貯蔵ç告标签：超ÿ电容器，超ÿ电容器储能，电容笔人：王浩ç告ð供的任何内容ÿ包括但O限于数据1文_1Ā表1Ā像等Ā均系头豹研究院独p的高度机密性文þÿ在ç告中另行标明出处者除外Ā2未经头豹研究院ÏY书面许ÿ，任何人O得ñ任何方式擅自复制1Þ

1传播1出x1引用1改编1汇编本ç告内容，若páàP述þ定的行~发生，头豹研究院保留采×法律措施1追究相关人员责任的权利2头豹研究院开展的所p商业活ú均使用<头豹研究院=或<头豹=的商ø1商标，头豹研究院无任何前述]ĀO外的w他V支机构，也未授权或聘用w他任何第O方ï表头豹研究院开展商业活ú2行业研究

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2023/02储能系列摘要电容器是一种能够储存电荷的元件，w通过在两极导电物质间以介质隔离，并将电能储存w中，要作用~电荷储存1交流滤波或旁路1W断或阻k直流电压1提供调谐及震荡等，是最要的被ú元器件之一2电容器可以V~铝电解电容1ö瓷电容1超ÿ电容1薄膜电容以及钽电容等，w中，超ÿ电容要由¸·两电极1电解质溶液1V离器以及集流器所构成，w储能原理P传统电容器类似，但相较于传统电容器x有更大的有效表面ÿ，可使w电容量相较于传统电容提升1万倍\时保持较P的等效串联内阻和高的比ß率◼

超ÿ电容器行业综述超ÿ电容器xp电容à高ÿÿ达数千法拉，~\体ÿ½1铝电解电容器的数千倍Ā1循ÿ寿命长ÿÿ达蓄电€循ÿ寿命5-20倍Ā1U电时间短ÿ几úó几VŸ即ÿó满Ā1高ß率密度Ý能à密度

ÿ

ð供1,000-2,000W/kgß率密度的\时输出1-10W·h/kg的能à密度Ā1ý作温度范围宽(ÿ达-40-70℃Ā1ß行稳定ÿ靠ÿxp一定抗过U能力Ā等优良特性，`wP高能à电€相结合时ÿ首Y高ß率密度1高能à密度Ý长ý作寿命的特à，à߀逐渐被à用于交通ß输1电力系统储能Ý调频1ý业节能1ÿ¶军Ï等诸多领域22020€，超ÿ电容þ38%à用于交通ß输领域131%à用于ý业领域122%à用于新能源领域ñÝ9%à用于w他领域，未来随着Z伏1风电等清洁能源大规模并网，预计超ÿ电容于新形电力系统1电网调频中的ß用将迎来àŸ发展超ÿ电容器ÿsupercapacitorĀ，又叫电化学电容器ÿelectrochemical

capacitor，ECĀ1黄金电容1法拉第电容，是一种介于电€和板电容器之间的新型储能装置2O\于电€，超ÿ电容器在充/放电时O发生化学àà，电能的储存或释放是通过静电场建立的物理过程，电极和电解液几乎O会老化，因m使用寿命长，并能实Ā快Ÿ充电和大电流放电2另外，w储存电荷的能力比n通电容器高出à3～4个数量ÿ◼

超ÿ电容器储能à用场o超ÿ电容P锂电€配合，ÿñàĀO\时间ÿ别的ß率抑ß率输出波ú，配合电网ß行快Ÿ一次调频和Ð次调频，稳定电网频率，释新能源电站的备用用à，发出更多的电à新能源汽车在启停过程中ú力电€快ŸU电会对电€ï生损耗降P电€寿命，超ÿ电容器ÿñPú力电€r\构成混合储能系统ñïÿú力电€ß行快ŸU电Ý收集O规则ú力，从而延长电€寿命储能式pï列车在ß站^由地面U电系统给车P储能电源U电，耗时þ30ú，车离站^由储能电源供给车行驶所需电力，每次U电预期能够行驶n站路程，通过每站补给的行驶即ÿ支持列车行驶完全部线400-072-5588路2行业研究

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2023/02储能系列目录◆◆]词解释-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------060708091011121314中ÿ超ÿ电容器行业综述•••••••电子元器þ的V类定义ÝV类储能元器þ对比全球Ý中ÿ新型储能概述储能à用场oV类各类储能€术的对比ÿ1/2Ā各类储能€术的对比ÿ2/2Ā◆中ÿ超ÿ电容储能行业à用场o••••电力系统调频风电Ù桨15161718新能源汽车ï道交通◆中ÿ超ÿ电容储能行业企业推荐••中车新能源海股份19202223◆◆方法论法律声明400-072-55883行业研究

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2023/02储能系列Contents◆◆Terms----------------------------------------------------------------------------------060708091011121314Areview

ofSupercapacitor

Energy

storageindustry

inChina•ClassificationofElectric

Components

-----------------------------------------••Definitionand

classification-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Comparisons

betweendifferentEnergyStorageComponents••••Globaland

Chinese

NewEnergyStorageClassificationofEnergyStorageaccording

toScenariosComparisonbetweeneach

EnergyStoragetechniquesComparisonbetweeneach

EnergyStoragetechniques◆Application

scenarios

ofsupercapacitorenergy

storage

industry

inChina••••Electricity

gridFrequency

Adjustment

-----------------------------------------15161718Wind

PowerPitching

SystemNewEnergyVehicle----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------RailTransportation◆Recommendation

ofCompanies•NingBo

CRRC

NewEnergyTechnology

CO.,LTD.19202122•JiangHai◆◆MethodologyLegal

Statement400-072-55884行业研究

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2023/02储能系列Ā表目录◆◆Ā表1：电子元器件的V类Ā表2：超ÿ电容器的V类Ā表3：超ÿ电容器的性能特ù------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------080809091010111313141516171718182021◆◆Ā表4：全球及中ÿ新型储能累计装机规模，2017-2021€◆◆◆◆Ā表5：全球新增投ß新型储能项目地|V_，2021€Ā表6：中ÿ各类型电力储能^场累计装机规模，截ó2021€áĀ表：全球部V电化学储能电站起火或爆øÏ件统计Ā表7：各类储能à用场oÿ以时长|VĀ的特ù及发展º段◆◆Ā表8：部V超ÿ电容储能系统à用Ā表9：各类储能技术的参数对比Ā表10：各类储能技术的`劣势对比◆◆Ā表11：中ÿ各类型发电方式装机占比，2022€◆◆Ā表12：中ÿ风电累计装机量，2015-2022€

-----------------------------------------Ā表13：中ÿ新能源汽车销量，2015-2022€

-----------------------------------------◆◆Ā表14：超ÿ电容混合ú力汽车构

简Ā--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Ā表15：中ÿ轨道交通城^ß营线路网长度，2015-2021€◆◆Ā表16：中车新能源公司概况介绍Ā表17：海股份公司概况介绍400-072-55885行业研究

|2023/02储能系列]词解释◆

RCL元件：熔融盐储热€术是通过储能材料的显热ÙW来àĀ热能`储P释的一种€术，即把n通的固态无机盐à热到w熔点ñP形成液态ÿ常É的ß盐氯W

在801℃熔WĀ，然^利用熔融盐的热循ÿ达到z·

能传热蓄热的目的2◆

压缩空气储能ÿ压缩空气储能，是指在电网负荷P谷期将电能用于压缩空气，在电网负荷高峰期释压缩空气èú汽轮机发电的储能方式2形式要p，传统压缩空气储能系统1带储热装置的压缩空气储能系统1液气压缩储能系统2◆

飞轮储能ÿÞ轮储能是指利用电ú机带úÞ轮高Ÿ旋转，在需要的时候Þ用Þ轮带ú发电机发电的储能方式2€术特点是高ß率密度1长寿命2◆

镍氢电€ÿ镍氢电€是一种性能良好的蓄电€2镍氢电€V~高压镍氢电€和P压镍氢电€2镍氢电€l极活性物质~NiÿOHĀ2ÿĀNiO电极Ā，负极活性物质~金属氢W物，也Ā储氢合金ÿ电极Ā储氢电极Ā，电解液~6mol/L氢氧W¾溶液2◆

镍镉电€ÿ镍镉电€是一种直流供电电€，镍镉电€ÿÞ复500次ñP的U电，经济耐用2w内部抵制力小，既内阻很小，ÿ快ŸU电，Ûÿ~负载ð供大电流，而`电时电压ÙW很小，是一种非常理想的直流供电电€2◆

能量密度ÿ单O体ÿ内的包含的能à，单Oÿ焦耳/立方米，千焦/立方米，V焦/立方米，àþM(L^-1)(T^-2)2用来衡à电€最合适，比较单O体ÿ的电€所储`的电à2400-072-55886行业研究

|2023/02Chapter

1行业综述❑

超ÿ电容器w储能原理P传统电容器类似，但相较于传统电容器x有更大的有效表面ÿ，可使w电容量相较于传统电容提升1万倍\时保持较P的等效串联内阻和高的比ß率2y据储能原理的O\，超ÿ电容器可以V~ß电层超ÿ电容器1赝电容和混合型超ÿ电容器，w中，ß电层超ÿ电容是是目前流超ÿ电容，混合型超ÿ电容由于x有更高的能量密度故Ā~未来研究的要方向❑

超ÿ电容器x有电容量高ÿ可达数千法拉，~\体ÿ钽1铝电解电容器的数千倍Ā1循ÿ寿命长ÿ可达蓄电€循ÿ寿命5-20倍Ā1充电时间短ÿ几úó几VŸ即可冲满Ā1高ß率密度及能量密度ÿ提供1,000-2,000W/kgß率密度的\时输出1-10W·h/kg的能量密度Ā1工作温度范围宽(可达-40-70℃Ā1ß行稳定可靠ÿx有一定抗过充能力Ā等`良特性，当wP高能量电€相结合时可首Y高ß率密度1高能量密度及长工作寿命的特征，à߀逐渐被à用于交通ß输1电力系统储能及调频1工业节能1ÿ¶军Ï等诸多领域22020€，超ÿ电容þ38%à用于交通ß输领域131%à用于工业领域122%à用于新能源领域以及9%à用于w他领域，未来随着Z伏1风电等清洁能源大规模并网，预计超ÿ电容于新形电力系统1电网调频中的ß用将迎来àŸ发展400-072-5588行业研究

|2023/02储能系列中ÿ超ÿ电容行业综述——电子元器件的V类超ÿ电容器w储能原理P传统电容器类似，但相较于传统电容器x有更大的有效表面ÿ，可使w电容量相较于传统电容提升1万倍\时保持较P的等效串联内阻和高的比ß率电子元器件及超ÿ电容V类概述被ú射频元器þ电阻电容电感w他铝电解电容陶瓷电容超ÿ电容薄膜电容½电解电容w他ß电层超ÿ电容被ú电子元器þw他RCL元þ电子元器þ赝电容V立器þú电子元器þ集成电路混合型超ÿ电容◼

电子元器þ是电子元þP电子器þ的总Ā，w中，电子元þ是电子电路的基本元素，电子器þ~利用Pç制电子规律而制成的器þ2y据对电流àà的O\，电子元器þÿñV~ú电子元器þP被ú电子元器þ2ú电子元器þ需p器þð供相à的电源，Û被Ā~p源器þ，被ú电子元器þ是一种ûí耗元器þ输入信ø电能的元器þ，本身O需要电源就ÿñß行信ø处理和传输，î被Ā~无源器þ◼

被ú电气元器þ要V~被ú射频元器þPRCL元þ，w中，RCL元件相对更à常见，þ占被ú电子元器件总ï值的90%，被ú射频及w他元器件þ占10%2RCL元器þÿñV~电阻1电容1电感ñÝw他类别，V别占RCL元器þï值的10%167%113%ñÝ10%◼

电容器是一种能够储`电荷的元þ，w通过在n极导电物质间ñ介质隔离，并将电能储`w中，要作用~电荷储`1交流滤波或旁路1W断或阻k

直流电压1ð供调谐Ý震荡等，是最要的被ú元器þO一2电容器ÿñV~铝电解电容1陶瓷电容1超ÿ电容1薄膜电容ñݽ电容等，w中，超ÿ电容要由¸·两电极1电解质溶液1V离器以及集流器所构成，w储能原理P传统电容器类似，但相较于传统电容器x有更大的有效表面ÿ，可使w电容量相较于传统电容提升1万倍\时保持较P的等效串联内阻和高的比ß率l极材料小容à电子¿备用单体制超ÿ电容器负极材料电解液隔膜超ÿ电容器ß输1回收1利用Pack组装设备大容àß率型超ÿ电容器原材料à工制大容à能à型超ÿ电容器w他材料来源ÿ洁美ù€招股书，超ÿ电容ï业联盟，头豹研究院400-072-55888行业研究

|2023/02储能系列中ÿ超ÿ电容行业综述——定义及V类y据储能原理的O\，超ÿ电容器可以V~ß电层超ÿ电容器1赝电容和混合型超ÿ电容器，w中，ß电层超ÿ电容是目前流超ÿ电容超ÿ电容器的定义◼

超ÿ电容器定义：超ÿ电容器ÿsupercapacitorĀ，Ûü电W学电容器ÿelectrochemical

capacitor，ECĀ1黄金电容1法拉第电容，是一种介于电€和板电容器之间的新型储能装置2O\于电€，超ÿ电容器在U/电时O发生W学àà，电能的储`或释是通过静电场建立的物理过程，电极和电解液几乎O会老W，因m使用寿命长，并能实Ā快Ÿ充电和大电流放电2另外，w储存电荷的能力比n通电容器高出à3～4个数量ÿ，因m被Ā~<超ÿ=电容器◼

超ÿ电容器xp电容量高ÿÿ达数千法拉，~\体ÿ½1铝电解电容器的数千倍Ā1循ÿ寿命长ÿÿ达蓄电€循ÿ寿命5-20倍Ā1充电时间短ÿ几úó几VŸ即ÿU满Ā1高ß率密度及能量密度ÿð供1,000-2,000W/kgß率密度的\时输出1-10W·h/kg的能à密度Ā1工作温度范围宽(ÿ达-40-70℃Ā1ß行稳定可靠ÿxp一定抗过U能力Ā等优良特性，`wP高能à电€相结合时ÿ体Ā高ß率密度1高能à密度Ý长ý作寿命的特à，à߀逐渐被à用于交通ß输1电力系统储能Ý调频1ý业节能1ÿ¶军Ï等诸多领域22020€，超ÿ电容þ38%à用于交通ß输领域131%à用于ý业领域122%à用于新能源领域ñÝ9%à用于w他领域，未来随着Z伏1风电等清洁能源大规模并网，预计超ÿ电容于新形电力系统1电网调频中的ß用将迎来àŸ发展超ÿ电容器的V类◼

超ÿ电容器V类：y据储能原理的O\，超ÿ电容器ÿñV~ß电层超ÿ电容器1赝电容和混合型超ÿ电容器，w中，ß电层超ÿ电容是目前流超ÿ电容，混合型超ÿ电容由于x有更高的能量密度故Ā~未来研究的要方向ß电层电容器赝电容电容器混合型超ÿ电容器l负极~对Ā结构,材料选用活性炭1碳纤维1碳ÿ米管1碗气凝胶1ÿ米结构石展等，w中活性炭使用最广金属氧W物或导电聚合物既p活性炭材料，也pÐ次电€材料电极材料物理储能，利用多孔炭电极/电电极和电解液O间p快Ÿÿ逆氧Wß原àà储能机制工作温度循ÿ寿命商业化程度物理储能+W学储能-20℃-55℃解液界面ß电层储能-40℃-70℃>100万次-20℃-65℃>1万次>5万次成本较高，€术相对O成熟，难ñ商业Wà用未来要研究Ýï业W方向目前流超ÿ电容器类型-来源ÿ:储能€术Ýà用;，:超ÿ电容器关键材料制备Ýà用;，MDPI，头豹研究院400-072-55889行业研究

|2023/02储能系列中ÿ超ÿ电容行业综述——储能元器件对比锂离子电€比能量相较于比能量最高的超ÿ电容器依然保持数十倍以P的领Y`势，短期内超ÿ电容器难以在比能量方面对锂离子电€ï生ÿ代威胁超ÿ电容器P传统电容1锂离子电€参数对比超ÿ电容器性能特ù超ÿ电容器性能参数铝电解电容器锂离子电€ß层电容器ÿ内存备份Ā超ÿ电容器ÿ高ß率Ā混合超ÿ电容-20~+702.2~3.8温度范围ÿ℃Ā最大电压ÿVĀ充电次数ÿ次Ā电容量ÿFĀ-40~+1254~630-40~+701.2~3.3-40~+702.2~3.3-20~+602.5~4.20.5k~10k-接à无限f2.7100k~1,000k0.1~4701.5~3.9100k~1,000k100~12,0004~920k~100k300~3,30010~15比能量ÿmWh/gĀ0.01~0.3>10090~3300.3~1.5长ÿ数oĀ90%比ß率ÿW/gĀ2~103~103~14ü温自放电时间长度短ÿ数日Ā99%中等ÿ数周Ā95%中等ÿ数周Ā95%中等ÿ中等Ā95%效率ü温工作寿命>20€5~10€5~10€5~10€3~5€◼

相较于锂离子电€，电容器ÿ铝电解电容器P超ÿ电容器Ā皆xp较高的U电次数1电容à1比ß率1能à利用效率ñÝý作寿命2然而从比能àÿ能à密度Ā角度来看，锂离子电€xpÿ对优势，w比能à相较于比能à最高的超ÿ电容器依然保持数十倍ñP的领Y优势，短期内超ÿ电容器难以在比能量方面对锂离子电€ï生ÿ代威胁◼

相较于传统铝电解电容器，超ÿ电容器的ý作温度范围相对较窄，n遍在-40℃~70℃O间，w中，混合电容器的最Pý作温度þ在-20℃2超ÿ电容器的最大电压PU电次数相对铝电解电容器更P，但是电容àP比能à则领Y铝电解电容器ó少n个数àÿñP，该性能ô定了超ÿ电容器相较于传统电容器更à适合à用于短时储能领域2超ÿ电容器的比ß率P于铝电解电容器更P但à高于锂离子电€，说明超ÿ电容器相较于保留了电容器能够快Ÿ充放电的特性，能够在微电网1新能源并网等领域对电力波úÝ时响à，对峰值ß率ß行调频，向电网系统维持稳定的ß率输出来源ÿ文献综述，中ÿù学院陕西煤炭W学研究所，头豹研究院400-072-558810行业研究

|2023/02储能系列中ÿ超ÿ电容行业综述——全球及中ÿ新型储能概述超ÿ电容储能装机~0.01GW，目前依然处于项目示范º段，预计未来会P_多储能形式ÿ尤w是锂离子电€Ā组成混合储能系统，拉ú装机规模的增长全球及中ÿ新型储能概述全球及中ÿ新型储能累计装机规模，2017-2021€

全球新增投ß新型储能项目地|V_，2021€单OÿGW中ÿ装机规模美ÿ302520151057%25.46%中ÿ7%34%15.1欧洲日韩22%5.73.3澳大利Þw它024%20172018201920202021◼

à€来，由于能源ÿ格飙升1全球气候Ù暖等因素，全球要ÿ家皆ÿ极èú新能源装机，而新能源发电的O稳定性使得储能成~各ÿ在èß碳中和过程中的必备ÿ节O一2截ó2021€á，全球新型储能装机规模达25.4GW，\比增长68.2%，w中，中ÿ占比~22.4%，\比增长72.7%，高于全球均增Ÿ2在新增投ß新型储能领域，美ÿ占比最高，达34%，中ÿ1欧洲1日韩w次，说明全球`前新型储能装机依然ñ发达ÿ家~，鉴于中ÿ­献了全球最多的新增新能源装机，预计未来中ÿ新型储能装机î将高Ÿ发展以{配w新能源装机规模中ÿ各类型电力储能^场累计装机规模，截ó2021€á单OÿGW单OÿGW5064205.1439.84030201000.340.180.050.010.015.730.5703抽水蓄能

熔融盐储热

新型储能◼

截ó2021€á，中ÿ电力储能^场累计装机规模达46.1GW，占全球比例~22%，w中抽水蓄能是中ÿ目前储能装机的要形式，达39.8GW，\比增长25%2目前中ÿ储能装机的增à部V要来自新型储能装机，累计达5.73GW，\比增长75%2新型储能中，锂离子电€储能是目前要的储能装机形式，要原因~w相对较高的能à密度ñÝ较P的单O能à成本2超ÿ电容储能装机~0.01GW，目前依然处于项目示范º段，预计未来会P_多储能形式ÿ尤w是锂离子电€Ā组成混合储能系统，拉ú装机规模的增长来源ÿCNESA，头豹研究院400-072-558811行业研究

|2023/02储能系列中ÿ超ÿ电容行业综述——储能à用场oV类超ÿ电容器属于ß率型储能，w当前要作用~辅ûAGC调频1滑间歇性ß率波ú，当前超ÿ电容于储能领域的à用依然处于自研发向实践过oº段，部V地|已经开始进行示范性à用储能à用场oV类概述及超ÿ电容器储能系统案例各类储能à用场oÿ以时长|VĀ的特ù及发展º段类型时长需求à用场o技术种类发展º段容à型储能€术种类较多包括铅碳电€1液流电€1离子电€1压缩空气1储热蓄冷1氢储能等铅碳电€1储热蓄冷等已ß入商业è广¸段，液流电€1离子电€等已经ß入到示范à用¸段••削峰填谷离网储能容量性g

4h••独立储能电站电网侧储能能量型ß率型þ1-2h磷酸铁理电€~商业à用¸段••ûAGC调频滑间歇性电源ß率波ú超导储能1Þ轮储能1超ÿ电容器和各类ß率型电€超导储能1Þ轮储能1超ÿ电容处于初ÿ研发¸段f30min•数据中心和通°基站等备用电源场o铅蓄电€ß入商业à用1ï次利用处于示范à用¸段铅蓄电€1ïÿ利用电€备用型g

15min◼

y据储能需求时间长短ÿñ将储能à用场o划V~容量型ÿg

4小时Ā1能量型ÿþ1-2小时Ā1ß率型ÿf30VŸĀñÝ备用型ÿg

15VŸĀ2目前新能源侧配置储能多ñß率型ñÝ能à型~，要起到调节电源ß率波ú的作用，随着中ÿ新能源装机比例的O断ð升，w对于储能时长需求ñÝ电网对于新能源发电稳定性的需求皆日益ð升2储能系统P发电机组r\参P电网Ð次调频目前已经处于商业Wà用¸段，w在U电ß率的ç制1ç制精度1响àŸ度等方面相较于火电机组xp显著优势2超ÿ电容器属于ß率型储能，w当前要作用~辅ûAGC调频1滑间歇性ß率波ú，当前超ÿ电容于储能领域的à用依然处于自研发向实践过oº段，部V地|已经开始进行示范性à用2部V超ÿ电容储能系统à用项目]Ā储能装机配置0.5MW/1MWh锂离子电€储能系统³1MW/0.1MWh超ÿ电容器储能系统³1.5MW储能Ù流器³O峡Pq察_ù目源网荷储à验基地_能罗源电厂超ÿ电容混合储能û火电机组AGC调频€术研究Ý示范à用磷酸铁锂电€15MW/7.5MWh超ÿ电容5MW×4min磷酸铁锂16MW/8MWh超ÿ电容储能4MW/0.67MWh珠海金湾发电厂混合火储调频ù目_能西安超ÿ电容混合储能ý程磷酸铁锂储能系统

15MW/7.5MWh超ÿ电容储能系统

5MW/0.333MWh来源ÿPowerLab，头豹研究院400-072-558812行业研究

|2023/02储能系列中ÿ超ÿ电容行业综述——各类储能技术的对比ÿ1/2Ā超ÿ电容器x有电容量高1循ÿ寿命长1充电时间短1高ß率密度及能量密度1工作温度范围宽ß行稳定可靠等`良特性各类储能技术的参数对比各类储能技术的参数对比能量密度ÿ

kW·h/kgĀß率密度ÿW/kgĀ循ÿ寿命ÿ次Ā能量成本元/W·h使用温度ÿ℃Ā能源效率类型抽水蓄能--0.1~0.3W/L0.2~0.6W/L5,000W/L无限制无限制0.5~1.50.5~2-70~85g

7085~9095机械储能压缩空气储能--飞轮储能-g

20,000g

50,000þ45.540~120超ÿ电容储能3~301,000~10,000-40~70铅酸蓄电€35-55130~15090~33025~4075~30090~230500~1,2002,500~4,5001,000~10,000g

12,0000.8~1.31~3-40~60300~350-20~5515~40758590808085硫电€化学储能锂离子电€100~20,00050~1401.6~4.56~20þ10液流电€镍镉电€镍氢电€50~7550~752,000~2,500g

2,500-40~20-20~6080~851,000~3,0002~4◼

从各类储能€术的参数对比来看，锂离子电€P

硫电€在能量密度方面x有较大`势，V别~90~330kWh/kgP130-150kWh/kg，即在单O质à的电€ÿ`储能à更大2而从ß率密度来看，锂离子电€P超ÿ电容储能相较于w他储能方式x有较大`势2而从循ÿ寿命来看，超ÿ电容储能相较于w他化学储能方式则处于绝对领Y地O，w循ÿ寿命可达数十万次，更长的使用寿命及使用次数可以有效降Pw使用寿命内单次循ÿ成本2而从能à成本角度来看，物理储能目前的单O能à成本较P，w中，抽水蓄能P压缩空气储能皆P于2元/W·h2而在电W学储能中锂离子电€P

硫电€的单O能à成本较P，w中，锂离子电€目前已经能够大规模商业Wà用，w成本ÿ能会随P游锂矿资源ÿ格波ú而p所ÙW2超ÿ电容储能目前单O能à成本依然较高，难ñ达到大规模à用的水，然而未来随着w生ï原材料的ÿï化1规模化à用以及自ú化生ï的n及，预计w成本将大幅Q降，w中，仅原材料P自úW生ïn方面即ÿV别~w贡献20%P30%的降本来源ÿ:储能原理P€术;，中ÿ²船研究，中ÿù学院ý程热物理研究所，头豹研究院400-072-558813行业研究

|2023/02储能系列中ÿ超ÿ电容行业综述——各类储能技术的对比ÿ2/2Ā宁波中车新能源以及P海奥威在高容量超ÿ电容领域x有较高^占率，海股份1锦州凯美是小容量超ÿ电容领域内的头部企业各类储能技术的`劣势对比各类储能技术的`劣势对比类型要`势要劣势作用研究Ā状要企业目前ÿ内最要的储能方式ÿ网新源南网储能O峡集团大容à1P成本安装O置p特殊要求调峰调频1系统备用抽水蓄能机械储能对O置p特殊要求1需要气体燃料压缩空气储能大容à1P成本削峰填谷1频率ç制研究较少1à用少中储ÿ能陕鼓ú力P能à密度1噪声大调频1改善电能质àà验室研究¸段ì·

微ç奇峰聚能飞轮储能比ß率高超ÿ电容储能响à快1效率高P能à密度1成本较高稳定ç制1小规模示范à用中车新能源海股份FACTS€术成熟，þ数百V瓦装机深度U电时寿

抑制ß率波ú1铅酸蓄电€硫电€P成本易Ï特命较短黑启ú高ß率1高能à密度1高效率€术成熟，p数十V瓦装机生ï成本1安全性问题旋转备用1抑制ß率波ú中yù€化学储能高ß率1高能à密度1高效率生ï成本高1需要特殊的U电电路€术成熟，即将大规模装机宁德时ï比Þ迪ÿð高ù改善电能质à1备用电源锂离子电€液流电€镍镉电€镍氢电€大容à1ß率和能à相互独立负荷跟踪1抑制ß率波ú数十V瓦示范ý程大â融ùXðn能能à密度比较P€术成熟，示范ý程少比能à较高1寿命较长比ß率较P1Þ金属染改善电能质à1备用电源O洋能源新ß电器比能à较高1寿命较长1安全性较好生ï成本高1高温性能差1需要ç制氢损失€术成熟，示范ý程少改善电能质à1备用电源O洋能源新ß电器◼

综合对比各类储能€术，超ÿ电容储能要优势在于wxp较快的响àŸ度ñÝ较高的能源效率，但是w较P的能à密度ñÝ较高的单O能à成本是w目前大规模à用的要制þ因素，通过Pw他储能形式ß行结合ß用构成混合储能系统能够p效克服wP能à密度问题，规模W1自úW生ï是w未来降本的要途ß2`前来看，宁波中车新能源以及P海奥威在高容量超ÿ电容领域x有较高^占率，海股份1锦州凯美是小容量超ÿ电容领域内的头部企业来源ÿ:储能原理P€术;，_家À谈，头豹研究院400-072-558814行业研究

|2023/02储能系列中ÿ超ÿ电容储能à用场oV析——电力系统调频超ÿ电容器P锂离子电€共\组成的混合储能系统能够充V发挥电€储能的持久性以及超ÿ电容器储能的快Ÿ型，大幅提升储能系统的综合性能及经济性超ÿ电容器混合储能系统在电力系统调频中的à用中ÿ各类型发电方式装机占比，2022€◼

截ó2022€á，中ÿÿÞ生能源累计装机超0.2%过12亿千瓦，占中ÿ发电总装机47.3%，全€火电ÿÞ生能源发电à达2.7万亿千瓦时，占全社15.3%水电会用电à31.6%，ÿÞ生能源对于中ÿ电力供x电à的保障作用愈发Þ要2在以新能源~体的新型电力系统中，电网对于新能源的标准逐渐提升，新能源大量接入导ô电网频率稳定性逐渐变差，故对于能够快Ÿ充放电1可精准输出ß率的新型调频资源需求日益旺盛14.3%风电52.0%z·

能发电2.2%16.1%w他超ÿ电容几ú电€几小时1-5ú超ÿ电容混合储能系统几ú快Ÿð供能à快Ÿß率响à温度范围1-2个循ÿ-40~70℃12-15€毫ú差超容ÿ-40~65℃4-X€ï品寿命2-9€持续时间ÿ能àĀ毫úóVŸVŸ到小时毫ú到几小时◼

超ÿ电容器P锂离子电€共\组成的混合储能系统能够充V发挥电€储能的持久性以及超ÿ电容器储能的快Ÿ型，大幅提升储能系统的综合性能及经济性2ß率型超ÿ电容器xp大倍率ÿ>100CĀ1长寿命ÿ100万次Ā1ÿ境适à性强ÿ-40℃~70℃Ā的优势，w在生命周期内的度电成本þ~磷酸铁锂电€的OVO一，`w安全性更高维æ成本更P2◼

超ÿ电容器混合储能系统ÿñ调峰1削峰填谷ñÝ抑新能源电站的ß率波ú，ð升新能源íÿ水，在频率Ïþ时ÿñð供毫úÿ别的<综合惯性=，快Ÿ响à电网调度2◼

超ÿ电容P锂电€配合，可以实ĀO\时间ÿ别的ß率抑ß率输出波ú，配合电网ß行快Ÿ一次调频和Ð次调频，稳定电网频率，释新能源电站的备用用à，发出更多的电àĀ大部V短时间尺度的调频指ð由超ÿ电容完成，减少了锂电€储能ú作次数，减少发热，延长了锂电€的寿命，进而延长了整体储能系统的寿命2超ÿ电容器混合储能系统电网调频案例◼

ù目]Āÿ罗源电厂20MW混合储能调频ù目◼

ù目接方ÿ许继集团◼

装机规模ÿ15MW/7MWh高ß率磷酸铁锂储能系统+5MW超ÿ电容储能系统来源ÿ中ÿ电力知ß，力容新能源，头豹研究院400-072-558815行业研究

|2023/02储能系列中ÿ超ÿ电容储能à用场oV析——风电变桨超ÿ电容可以弥补铅酸电€寿命短1故障多以及维æ成本较高等一ß列影响风电机组l常ß行的缺÷，在风电变桨备用电源中被广泛使用超ÿ电容器储能在风电变桨系统中的à用◼

2021€10o24日，ÿá院印发:2030€前碳中ÿ风电累计装机量，2015-2022€达峰行ú方案;，该方案指出ÿó2030€，单OÿGW非W石能源í费占比将达到25%þ右2风电是4002000365.0目前最Þ要的清洁能源O一，在<ß碳=背oOQ，全球P中ÿ风电装机皆迎来快Ÿ发展，自2015€ñ来中ÿ风电累计装机持续增长，2015€ó2022€复合€W增长率达16.0%，预计未来随着风电弃风Ā象的改善以及风Z大基地的建设，风电装机将继续维持高质量增长328.0281.5210.1184.3163.7148.6129.3◼

风力发电的过程中，风机ß行时若是电网出Ā故障则需要风机需要启ú紧急备用系统，该紧急备用系统是一种储能装置，需要ð供足够的电能让风机桨÷恢复到空档O置，àĀ安全停机，避免风机因风力过大或O均匀而Ø损或彻áç废2015

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2022超ÿ电容器混合储能系统于新能源汽车P的à用◼

ß行方式：风机Ù桨系统通过ç制÷w的角度来ç制风轮的转Ÿ，ß而ç制风机的输出ß率，`能通过空气ú力制ú使风机安全停机2Ù桨系统p时需要由备用电源ß行Ù桨，任何情况引起的停机都会使÷wú桨到90°O置ÿ执行紧急ú桨命ð时÷w会ú桨到91°限OO置2Ù桨系统p时需要由备用电€供电ß行Ù桨操作ÿ比如Ù桨系统的电源供电失效^Ā，因mÙ桨系统必û配备备用电€ñ确保机组发生oÞ故障或Þ大Ï故的情况Qÿñ安全停机ÿ÷wú桨到91°限OO置ĀÙ桨系统备用电源一般采用铅酸电€，铅酸电€由于寿命短1故障多1维æ成本高等一系列问题影响风电机组l常ß行，而超ÿ电容恰好弥补了这一缺÷，在风电变桨备用电源中l广泛使用◼

`势：➢

相较于铅酸电€的寿命短1维æ成本高，能够降P成本➢

ð高瞬时ß率的ÿ靠性➢

衡负荷，减小ß率波ú◼

已ß用厂商：金风ù€等来源ÿÿ家能源局，中车新能源，头豹研究院400-072-558816行业研究

|2023/02储能系列中ÿ超ÿ电容储能à用场oV析——新能源汽车超ÿ电容器可以Pú力电€共\构成混合储能系统以代ÿú力电€进行快Ÿ充放电及收集O规则ú力，从而延长电€寿命超ÿ电容器于新能源汽车领域中的à用◼

新能源汽车是中ÿ发展清洁能源à用的Þ要一中ÿ新能源汽车销量，2015-2022€ÿ，过去数€Ø€策鼓励1€术成熟度达到à单Oÿ万用水准1ú力电€续航Ý程ð升等因素|激，800中ÿ新能源汽车呈Ā高Ÿ发展态势，2022€新688.7能源汽车销à达688.7万，\比增长95.6%，â6004002000续n€\比增长率超过90%，â续{€新能源汽车ï销à全球第一2尽管已×得长足发展，中ÿ汽车千人保有量依然O足欧美等发达ÿ家四V之一，预计未来将依然保持高Ÿ发展态势352.1◼

新能源汽车在启停过程中ú力电€快ŸU电会对电€ï生损耗降P电€寿命，超ÿ电容器可以Pú力电€共\构成混合储能系统以代ÿú力电€进行快Ÿ充放电及收集O规则ú力，从而延长电€寿命136.7125.6

120.677.750.733.12015

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2022超ÿ电容器混合储能系统于新能源汽车P的à用◼

ß行方式：超ÿ电容器可以P电€搭配使用，构成混合储能系统，实Ā储能并且保æú力电€的作用2该混合储能系统要由ú力电€负责汽车U电储能ñÝ~汽车ð供持久ú力2超ÿ电容器在汽车启ú1àŸ时ð供大ß率ûú力，在制ú或怠Ÿß行时收集`储`能à，\时ÿñ将汽车在ß行时由于减Ÿ1Q坡1{车而ï生的O规则ú力转W~电€的U电电源，保æ电€安全稳ß行2逆Ù器Mú力蓄电€超ÿ电容ENGDC-DC超ÿ电容混合ú力汽车构

简Ā◼

`势：➢

ÿ使汽车冷启ú，在气温较P的地方由超ÿ电容器ß行启ú➢

超ÿ电容器ð供高倍率电流，延长电€寿命➢

超ÿ电容器吸收制ú回馈能力，降P能à损耗➢

超ÿ电容器û驱ú，ð升爬坡Ý续航能力◼

已ß用厂商：红旗1安凯客车1海马汽车等配备超ÿ电容系统的东风雪铁龙来源ÿ中汽`，头豹研究院400-072-558817行业研究

|2023/02储能系列中ÿ超ÿ电容储能à用场oV析——轨道交通超ÿ电容器兼x电容器的快Ÿ冲放及电€的储能ß能，故适合à用于城^轨道交通2目前深圳1珠海1o汉等诸多城^皆有超ÿ电容器储能式列车进行ß营超ÿ电容器于轨道交通储能领域中的à用◼

y据中ÿ城^ï道交通ß营网þ线路Ý程随着中ÿ轨道交通城^ß营线路网长度，2015-2021€城^建¿的发展呈Ā稳n增长态势，自2015单Oÿ|݀3,195.4公里逐n增长ó2021€8,736公里，2015ó2021€复合€化增长率达18.2%210,0008,736.0◼

2020€，城ï交通总电能耗172.4亿千瓦时，7,354.78,000\比增长12.9%2w中，牵引能耗84亿千瓦时，\比增长6.3%2随着新建线路的增à，总体能耗指标O断增长，节能减排问题于城^轨道交通ß营中日益凸显6,172.26,0005,295.14,570.44,000

3,195.43,727.5◼

城^ï道交通在ß营过程中由于需要频繁启停，对于能à的快Ÿ释Ý回收皆p较高需求2超ÿ电容器兼x电容器的快ŸóÝ电€的储能ß能，故适合à用于城^ï道交通2目前深圳1珠海1o汉等诸多城^皆p超ÿ电容器储能式列车ß行ß营2,00002015

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2021超ÿ电容器于轨道交通储能领域中的举例：储能式有轨列车◼

ß行方式：储能式pï列车在ß展^由地面U电系统给车P储能电源U电，耗时þ30ú，车离站^由储能电源r计车行驶所需电力，每次U电预期能够行驶n站路程，通过每站补给的行驶即ÿ支持列车行驶完全部线路◼

`势：中车新能源储能式有轨列车➢

能够ß行制ú能à回收，Þ收能à效率ÿ达85%➢

相较于传统Ø电弓ï道车，降P牵引能耗逾30%➢

×í接触网P第Oï供电线路，降P线路P供电系统的初期投资➢

储能电源ÿ电ó0V，检修维æ十V安全➢

使用寿命较长，能够循ÿ使用百万次，保证十€的ß行中车新能源储能式有轨列车ú力系统周期◼

在营城^：广州1淮安1o汉1深圳1东莞等来源ÿÿ家统计局，中ÿ城^ï道交通`会，中车新能源企业à网，中车新能源，头豹研究院400-072-558818行业研究

|2023/02储能系列中ÿ超ÿ电容企业推荐——中车新能源宁波中车新能源是中ÿ超ÿ电容器领域内头部企业，拥有强大的ù研体系及研发实力以及较~完善的超ÿ电容ï品矩¹，涵盖各类超ÿ电容单体1超ÿ电容模组ï品及超ÿ电容储能系统宁波中车新能源ù技有限公司企业简介◼

宁波中车新能源ù€p限|ùÿñQ简Ā<中车新能源=Ā，成立于2012€2o，注Ý资本~1.86亿元，要业á~超ÿ电容器复合材料1超ÿ电容器电极1超ÿ电容器单体1储能电源模组1系统集成等的研发1制1销售Ý服á◼

中车新能源拥有强大的ù研体系及研发实力ÿ中车新能源组建了由超ÿ电容行业权威杨裕生原生牵头的院士ý作站，担了ÿ家<863ù目=1ý信部<2016€ý业强基ý程=1ÿ家ù€Þ大_ù等多数ù研ù目，拥p完全自知识ï权的超ÿ电容制备€术2◼

中车新能源轨道交通用ú力性超ÿ电容器已达到ÿ际领Y水，ï能逾150万支/€，于2020€á实Ā<Þ太第一，世界第Ð=的目标2在超ÿ电容器材料领域，中车新能源开发了石墨烯基多孔炭储能材料，首次àĀ了石墨烯在超ÿ电容领域的规模Wà用，ÿ在诸多领域àĀ节能省电，ð升ï品使用效率，例如ñ该ï品~ú力源的储能式pï电车相较于p网ß行节电þ30%Ā搭载该ï品的地铁制ú能à回收装置电源ÿ节能þ20%Āñ该ï品~内燃机启ú的电源系统ÿ在-40℃条þQ频繁启ú，减少空载à机时间，àĀ<熄火à命=2中车新能源超ÿ电容ï品展示◼

中车新能源拥p较~完善的超ÿ电容ï品矩·

，涵盖各类超ÿ电容单体1超ÿ电容模组ï品Ý超ÿ电容储能系统➢

CHPL系列超ÿ电容ÿ介于超ÿ电容和锂离子电€的桥梁器þ，xp高比能à和高比ß率的综合性能➢

容量ÿ20,000F-60,000F➢

MDCL系列超ÿ电容模组ÿMDCL系列超ÿ电容模组指由CDCL单体经串联1并联或混联^组成的ï品，目前较~常用的包括

16V

模组148V

模组180V模组等➢

à用领域ÿ新能源客车1风力发电1微网储能1ý程机ð➢

车载电€电容储能系统ÿ车载3.5kWh电€电容储能系统2该系统ÿàĀý程车制ú能à回收，储`的能àÿ供车行驶1û¿备ß转使用，àĀ车的降P油耗和节能减排➢

工作电压范围ÿ268.8-393.6V来源ÿ储能ù学P€术，:ï业基础€度发展ç告ÿ2021€Ā;，企业à网，头豹研究院400-072-558819行业研究

|2023/02储能系列中ÿ超ÿ电容企业推荐——海股份海股份超ÿ电容器要有ß电层超ÿ电容器1锂离子超ÿ电容器以及超ÿ电容器模板O大板块，广泛à用于智能O表1物联网1轨道交通1智能机器人1风力发电系统等领域南通海电容器股份有限公司企业简介◼

南通海电容器股份p限|ùÿñQ简Ā<海股份=Ā前身<潮镇福利社=成立于1958€，1970€更]南通县潮无线电元þ厂，开始生ï铝电解电容器，2002€改制~南通海电容器p限|ù，于2010€9o于深圳交易所P^2◼

海股份深耕电容器领域多€，x有较~完整的电容器ï品矩¹ÿ海股份自1970€起便开始ß行电容器Ý相关ï品生ï，目前企业要ï品涵盖铝电解电容器1薄膜电容器1超ÿ电容器ñÝW成箔，w中，W成箔~铝电解电容器P游材料，是企业ï业链延伸发展ï品，要供给内部生ï使用2◼

海股份营业收入持续增长，超ÿ电容业á将àŸ发展ÿ海股份营业收入自2017€ñ来保持â续P涨态势，ó2021€达35.5亿元，2017ó2021€复合€W增长率达20.8%，w中，铝电解电容器2022€H1营业收入占比~82.36%，贡献了`前企业要的收入来源2超ÿ电容业á占比4.87%，毛利率29.1%，高于铝