超级电容器行业报告

研究源于数据研究创造价值超级电容器行业投资报告方正证券研究所(北京）2010年5月24日1研究源于数据研究创造价值主讲内容2优秀的新能源系列产品之一：超级电容器研究源于数据研究创造价值超级电容器优越的性能特点超级电容器的应用领域超级电容器的市场前景国内外目前的发展现状国内超级电容器生产公司超级电容器上市公司以及投资机会超级电容器行业研究3研究源于数据研究创造价值4超级电容器优越的性能特点超级电容器的应用领域超级电容器的市场前景以及国内外目前的发展现状相关的超级电容器生产公司相关的超级电容器上市公司以及投资机会研究源于数据研究创造价值一、优越的性能特点51、什么是电容器？研究源于数据研究创造价值2、电容器储能公式6电容器电容为其中A为极板面积，d为极板间距离。A越大，d越小，电容器储能越多！一、优越的性能特点研究源于数据研究创造价值7一、优越的性能特点3、什么是超级电容器？活性碳电极材料具有≥1200m2/g，电解液与多孔电极间的界面距离不到1nm，超级电容器电容值可以非常大。大多数超级电容器可以做到法拉级，一般其电容值范围为1～5000F!研究源于数据研究创造价值8一、优越的性能特点4、主要的性能特点1、高功率密度。输出功率密度高达数kW/kg，是任何一个化学电源所无法比拟的，是一般蓄电池的数十倍；2、妥善解决了贮存设备高比功率和高比能量输出之间的矛盾。超级电容器可以提供1-5kW/kg的高比功率的同时，其比能量可以达到5-20Wh/kg。3、充放电循环寿命很长，达到10万次量级；4、充电时间短。超级电容器最短可在几十秒内充电完毕，最长充电不过十几分钟，远快于蓄电池的充电时间。5、贮存寿命长。所用的电极材料在相应的电解液中也是稳定的，因此超级电容器的贮存寿命几乎可以认为是无限的。6、高可靠性。超级电容器工作过程中没有运动部件，维护工作少，因此超级电容器的可靠性非常高。研究源于数据研究创造价值9一、优越的性能特点5、急需提高超级电容器的耐压大小理想状况超级电容动力电池的技术标准：充入电压：220v；电容量：2000F/kg；重量：接近1.0kg超级电容器储能为：Q=1/2*CV2=1/2*200F*2202V=4.84*106J=1.34度/kg按照现在电动汽车耗电量测试结果15度电/100公里，60节的电池组并联，一次充满电可以行驶≥400公里！现在超级电容器耐压大概为0.9V~2.7V。取C=200F,V=2.7伏，60节超级电容器组一次充满电仅能够行驶0.06公里！所以现在超级电容器一般与蓄电池结合使用在新能源汽车上！研究源于数据研究创造价值106、超级电容器与静电电容器、电池的性能参数比较一、优越的性能特点研究源于数据研究创造价值117、超级电容器与主流蓄电池的性能参数比较一、优越的性能特点研究源于数据研究创造价值12一、优越的性能特点8、典型的超级电容器及模组研究源于数据研究创造价值13超级电容器优越的性能特点超级电容器的应用领域超级电容器的市场前景以及国内外目前的发展现状相关的超级电容器生产公司相关的超级电容器上市公司以及投资机会研究源于数据研究创造价值14二、广泛的应用领域超级电容器储能器件利用其高比能量、高比功率等优越性能，具有广泛的应用领域：1、环保、节能(如电动汽车)；2、汽车快速启动和低温启动；3、能量回收；4、智能水表、智能电网；5、军事及相关领域。研究源于数据研究创造价值15二、广泛的应用领域1、在城市交通领域的应用超级电容器比功率大比铅酸电池大30多倍。充电时，充电量大，充电量快；放电时，放电量大，放电量快。在电动车辆运行时，起步快，加速快，爬坡有力。不过超级电容器比能量小，仅为铅酸电池的1/3。同等重量超级电容器续驶里程，使得超级电容器续驶里程短，跑不远，但充电速度快，可以弥补续驶里程短的缺陷。2006年8月，上海建成了超级电容公交车运行示范线11路，共有十台电容车和八座充电站，在上海老城厢中华环线运行，全程5.5公里，成为世界上首条投入商业化运营的电容公交线路。研究源于数据研究创造价值16国内外超级电容器汽车使用概况资料来源：天相投顾研究报告二、广泛的应用领域研究源于数据研究创造价值17二、广泛的应用领域2、在汽车启动过程中的应用(1)、现在的汽车启动基本上采用启动电动机启动方式，采用蓄电池电源。高倍率放电、频繁启动对蓄电池的损伤将降低蓄电池的使用寿命。(2)、在汽车启动、爬坡、加速等需要瞬间大功率输出时，我们可以利用超级电容器瞬间快速放电的性能。同时与燃料电池、锂离子电池等能量供给器件相结合可以很好地解决汽车续驶里程的问题。(3)、超级电容器拥有较好的低温特性，能在-40oC-60oC的环境温度中正常使用。通过超级电容器与蓄电池并联，汽车就能够在较低的温度下一次启动，提高汽车在低温下的启动性能，延长蓄电池的使用寿命。研究源于数据研究创造价值18二、广泛的应用领域超级电容器作为辅助动力的具体应用本田FCX及其超级电容安装结构资料来源：HondaFCX研究源于数据研究创造价值19二、广泛的应用领域超级电容器作为辅助动力的具体应用日产混合动力大卡车资料来源：慧聪网安装超级电容器具有6.3千瓦比功率，功率能量比为80。卡车使用384个单元，组成三串，每串由28个1500法2.7伏单元并联，共583瓦时。研究源于数据研究创造价值20二、广泛的应用领域3、在能量回收过程中的应用通过在轨道交通车辆上安装一个超级电容系统，利用其在短时间能够充电和放电的特点，在轨道车辆制动的时候，回收制动能量，存储于超级电容器中；当车辆再加速时，超级电容器将这些能量释放出来。研究源于数据研究创造价值21二、广泛的应用领域4、在智能电表领域中的应用传统的智能水表,在控制水阀开启和关断时,普遍采用内装锂电池来为控制电路提供能量。不过当锂电池会漏电，使用到一定时间后，将无法为控制电路提供能量，造成无法关断水阀，对自来水公司来说造成无法计费、逃水等现象。通过超级电容器漏电非常少。通过将超级电容替代锂电池，同时外接干电池供电。研究源于数据研究创造价值22二、广泛的应用领域5、在不断电电源系统中的应用很多设备或电子器件在电源突然短时中断时，会造成一些生产事故或者一些信息丢失，这时就需要一个应急的备用电源。超级电容器极大的比功率能够使其输出电流几乎没有延迟地上升到高达数百安培甚至上千安培。利用超级电容器的不断电电源系统则可以起到迅速稳压和提供电力的作用。同时，超级电容器能够被几万次循环使用，真正实现免维护，能够节省大量的人力物力。超级电容器的低温特性也使得它能够被运用在恶劣的自然环境中!研究源于数据研究创造价值23二、广泛的应用领域6、在风能、太阳能领域的应用目前风能和太阳能发电系统普遍采用蓄电池作为贮能或缓冲装置，由于风力和阳光强度的不稳定，可能引起蓄电池反复频繁充电，导致电池寿命缩短。超级电容器因具有数十万次以上的充放电循环寿命和完全免维护、高可靠性等特点，很快成为贮能缓冲装置的首选，达到保护蓄电池的功能。此外，在有瞬间强负载的系统中，利用该电容器可以发挥稳定系统电压，减少系统电源容量配置的作用。研究源于数据研究创造价值24超级电容器优越的性能特点超级电容器的应用领域超级电容器的市场前景国内外目前的发展现状相关的超级电容器生产公司相关的超级电容器上市公司以及投资机会研究源于数据研究创造价值25市场前景广阔中国超级电容器产业总规模2006年-2008年分别达到3.9亿元、5.7亿元、8.6亿元和13.3亿元，年复合增长率达到了24.4%。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%！随着低碳经济日益受到重视，未来超级电容器的市场潜力巨大！三、超级电容器市场前景研究源于数据研究创造价值26三、超级电容器市场前景中国及全球超级电容器市场规模及预测资料来源：公司公告、中国电子元器件协会研究源于数据研究创造价值27四、国内外发展现状超级电容器优越的性能特点超级电容器的应用领域超级电容器的市场前景国内外目前的发展现状相关的超级电容器生产公司相关的超级电容器上市公司以及投资机会研究源于数据研究创造价值28三、国外发展现状在超级电容器产业化方面，美国、日本、俄罗斯、瑞士、韩国、法国的一些公司凭借多年的研究开发和技术积累，目前处于领先地位公司有如美国的Maxwell，日本的NEC，松下、Tokin和俄罗斯的Econd公司等。美国的Maxwell公司在Nasdaq上市，其中超级电容器产品在近几年的营业收入呈增长趋势，并且占总营业收入的比重也在逐步提高。从2005年到2009年，超级电容器的营收年均增长率达到了52%。研究源于数据研究创造价值29国内外发展现状Maxwell超级电容器营收变化趋势资料来源：Bloomberg、方正证券研究所研究源于数据研究创造价值30国内外发展现状Maxwell超级电容器营收占总营收比例变化趋势资料来源：Bloomberg、方正证券研究所研究源于数据研究创造价值31三、国外发展现状Maxwell公司超级电容器应用范围资料来源：Maxwell、方正证券研究所研究源于数据研究创造价值32超级电容器优越的性能特点超级电容器的应用领域超级电容器的市场前景以及国内外目前的发展现状国内相关超级电容器生产公司相关的超级电容器上市公司以及投资机会研究源于数据研究创造价值33四、国内相关的生产企业国内超级电容器行业处于初步发展阶段，国内从事大容量超级电容器研发的厂家共有50多家，能够批量生产并达到实用化水平的厂家只有10多家。目前国内厂商大多生产液体双电层电容器。主要的生产企业有锦州凯美能源、北京合众汇能、北京集星电子、上海奥威科技以及哈尔滨巨容新能源等十多家。随着国家对低碳经济的日益重视，超级电容器作为一种环保、无污染以及循环使用寿命长的替代能源，未来必将会有较大的发展。研究源于数据研究创造价值34四、国内相关的生产企业1、上海奥威科技：国内公交车用超级电容器领域的佼佼者公司超级电容器产品主要用于各种车辆、内燃机的启动以及轻型车、电动公交车的牵引和其他领域，其技术处于世界领先地位。所生产的超级电容器公交车已经用于世博会。研究源于数据研究创造价值35四、国内相关的生产企业2、哈尔滨巨容新能源：超级电容器技术基础实力雄厚产品广泛应用于港口起重设备电动车的牵引电源、汽车、坦克车、装甲车等的启动电源，激光武器、电动工具、安全气囊，电磁开关电源；功率补偿系统，UPS电源，电力峰谷平衡，风力发电机的能量储存装置。公司参与了人民解放军总装备部等部门的若干项目，如《坦克车应急电源系统》、《地面移动式启动电源》、《北京军区防化装备车载电源》等项目，其中《59D式坦克车新式电源系统改革》项目荣获了军队科技进步二等奖。研究源于数据研究创造价值36四、国内相关的生产企业3、北京合众汇能：国内超级电容器电极材料领先企业公司主要开发和生产高容量(HCC)系列有机高电压型双电层超级电容器。其生产的HCC超级电容主要以卷绕圆柱式为主，兼顾方形、异型模组等多种电容器产品规格，标准产品的容量从0.06F到10000F。公司可以提供高达10万法拉大容量的特制超级电容器单体产品。目前公司HCC超级电容器产品广泛应用于电动/混合动力汽车、大功率短时功能电源、太阳能储能、风力发电机变浆系统/储能缓冲系统、智能电表、电动自行车、电动玩具等领域。早期与清华大学合作开展超级电容器碳纳米电极材料研究，公司在电极材料方面具有领先优势。研究源于数据研究创造价值37超级电容器优越的性能特点超级电容器的应用领域超级电容器的市场前景以及国内外目前的发展现状相关的超级电容器生产公司相关的超级电容器上市公司以及投资机会研究源于数据研究创造价值38五、国内相关的上市公司1、新宙邦(300037):领先的蓄电池和超级电容器用电解液提供商投资要点：(1)、公司主要产品包括铝电解电容器化学品、固态高分子电容器化学品、锂离子电池电解液及超级电容器电解液四类产品。铝电解电容器