2021年中国超级电容器行业前景预测与投资战略规划分析报告-中商情报网

2021年中国超级电容器行业前景预测与投资战略规划分析报告

中商产业研究院 2021-01-21 16:47

中商情报网讯：超级电容器是一种能够快速储存和释放电能的储能装置，具有功率密度大、充放电时间短、使用寿命长、温度特性好、节能环保等特点。近年来中国将超级电容器产业的发展提升至国家战略层面，超级电容器的市场规模逐年提升，超级电容器产业迎来了快速发展时期。未来，随着电网、轨道交通、消费电子等下游应用领域对超级电容应用的增长，中国的超级电容器市场将继续保持高速增长态势，预计到2022年中国超级电容器市场规模有望达到200亿元。

一、超级电容器行业综述

1、超级电容器行业定义及分类

超级电容器是一种能够快速储存和释放电能的储能装置，具有功率密度大、充放电时间短、使用寿命长、温度特性好、节能环保等特点。根据储能机理的不同，超级电容器可分为双电层电容器和赝电容器。

资料来源：中商产业研究院整理

当前超级电容器通常指双电层电容器，由正极、负极、电极之间的隔膜以及电解液构成。

正极：电源中电位（电势）较高的一端，与负极相对

负极：电源中电位（电势）较低的一端，与正极相对。

隔膜：是电解反应时用以将正负两极分开，防止它们在电解池中直接反应而损失能量的一层薄膜。

电解液：是化学电池、电解电容等使用的介质（有一定的腐蚀性），为它们的正常工作提供离子，并保证工作中发生的化学反应是可逆的。

在双电层电容器中，电荷在近表面的区域聚集，吸引了电解液中的正负离子，因而电极和电解质间形成静电场用以储能。由于在两极均各有一层正负电荷对，故称之为双电层电容器。与铅酸蓄电池、锂电池相比，双电层电容器的储能反应是高度可逆的物理吸附，循环稳定性极好，具有功率密度高，充放电速度极快，能量转换效率高，使用寿命长，温度工作性能强大，安全系数高等特点，但由于吸附的电荷有限，能量密度并不高。

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2、超级电容器行业发展历程及发展现状

超级电容器的研发最早可以追溯到1962年，美国标准石油公司（SOHIO）制作出一种工作电压为6V，以碳材料为电极的电容器。随后在1970年，该公司又开发出非水电解液多孔碳超级电容器。1971年后金属氧化物或氮化物开始被作为电化学电容器电极活性物质。1979年日本将开发出的超级电容器应用于电动汽车的电池启动系统，开启了电化学电容器的首次商业应用。

中国对超级电容器的研究始于上世纪80年代，最早由高等院校和研究机构对超级电容器展开技术攻关。经过二十多年的不断尝试，中国的科研人员在电极材料与电解液研究领域取得了丰硕的研究成果。2005年中国制订了《超级电容器技术标准》，填补了中国超级电容器行业标准的历史空白。同年，中国科学院电工所完成了用于光伏发电系统的超级电容器储能系统的研究开发工作。2006年，首条超级电容器公交线路在上海投入商业化运营，也是在这一年，超级电容器作为储能装置在轮胎式集装箱龙门起重机上的应用取得了良好效果。之后几年，中国研制的超级电容器成功应用在大型场馆、交通枢纽等场地的照明系统，可用于智能电网的大功率超级电容器也被研制出来。2016年工信部发布了中国首项超级电容器基础标准《超级电容器分类及型号命名方法》，这标志着超级电容器设备正式步入规范化生产阶段。2017年国家科技部正式将"基于超级电容器的大容量储能体系及应用"，列入国家重点基础研究发展规划（简称973规划）。

随着国家对新能源产业政策扶持力度的加大，超级电容器产业的发展近年来受到高度重视。中国国内目前可生产双电层电容器产品的主要有宁波中车、奥威科技、北京集星、锦州凯美、江海股份、哈尔滨巨容等十多家企业。中国国内超级电容器制造商们的自主研发能力不断提高，与国外厂商差距正在不断缩小，其中宁波中车研制出的适用于有轨和无轨电车的石墨烯基超级电容器与奥威科技开发的车用超级电容器均达到了世界领先水平。超级电容器行业作为新兴行业，其发展壮大不仅需要企业不断加强自身的研发生产能力，还需要政府和行业协会的积极引导与大力支持，从而提升优质企业的综合实力，带动整个行业的快速发展。

二、中国超级电容器产业链分析

中国超级电容器行业产业链由上至下依次可分为上游超级电容器生产材料供应商，中游超级电容器制造商和下游应用领域。

资料来源：中商产业研究院整理

1、超级电容器上游

超级电容器行业上游为超级电容器生产材料供应商，负责提供隔膜、电极、电解液、集流体和其他辅助材料。电极和电解液是超级电容器生产的关键材料，直接决定了超级电容器的主要性能指标（如能量密度、功率密度和循环稳定性等）。电极材料决定了超级电容存储能量的能力，可用作电极的材料包括碳材料、金属氧化物和导电聚合物。碳材料是目前使用最广泛的超级电容器电极材料，主要因为其货源广泛且稳定，比表面积较高，导电性能和化学稳定性良好。由碳材料组成的双电层电容器可实现快速充放电且功率密度较高，但比容量较低，限制了碳材料基电容器的广泛应用。

电解液决定了超级电容器的工作电压和电流效率，同时还影响着比功率和输出电流，其使用温度限制了超级电容器的应用范围。认识到电极材料和电解液的重要性后，越来越多的超级电容器制造商将产业链向上游延伸，进入电极材料和电解液的自主研发环节，达到维持稳定货源、降低成本、增强产品竞争力的目的。

上游生产材料供应商处于精细化工行业，产品属电化学专项产品，具有专业跨度大、专用性强、品种多的特点，进入门槛较高，因此上游原材料供应商在定价上拥有较大话语权。

2、超级电容器中游

超级电容器行业中游为超级电容器制造商，主要负责超级电容器产品的生产与销售。2017年，储能技术和储能产业在中国被列入战略性新兴产业，提高了超级电容器制造商研发高效可靠储能材料的积极性。以奥威科技、江海股份为代表的中国超级电容器制造商大力开展对超级电容器的自主研发，竞争领域主要聚焦在超级电容器的电极材料与电解液关键性基础原材料上。此外，超级电容器的卷绕、封装等生产工艺过程对产品可靠性也具有较大影响。

超级电容器制造商处于电子元器件行业，属于资本密集型。近年来，企业们对新技术、新工艺、新产品的研发费用呈现逐年递增趋势，以江海股份为例，2017年江海股份研发费用约高达7.9亿元，比上年增长了15.4%，研发投入占比营业收入4.8%左右。新产品的研发和推广，乃至最终产业化，整个流程需要投入大量的资金。因此，除了内部资金，许多企业还选择上市发行股票的方式募集资金，拓宽融资渠道。行业龙头制造商们具有较强的上下游渠道资源整合能力，能够通过对上游生产资源的掌控，扩大布局，快速提高议价能力。

3、超级电容器下游

超级电容器行业的下游主要包括电网、轨道交通、消费电子、军工、汽车、工业设备等应用领域。现阶段，超级电容器的主要下游应用行业是交通运输（38.0%），工业（31.0%）和新能源（21.0%）三大领域，共占到下游应用的90.0%。中国宏观经济与电力行业发展势头较好，推动了电网设施成为当前超级电容器最主要的应用领域。超级容电容器作为数据存储备用电源在消费电子领域的商业化程度已经成熟，未来工业设备、汽车、轨道交通将成为主要应用领域，在辅助峰值功率、备用电源、存储再生能量、替代电源等不同场景的应用具有非常广阔的发展前景。随着政府政策对新能源领域的倾斜，中国国内超级电容器领域的研究和产业化水平逐年提高，超级电容器行业与下游应用行业的发展将形成相辅相成之势。

资料来源：中商产业研究院整理

三、中国超级电容器行业竞争格局

中国超级电容市场集中度较高，核心超级电容器企业约20余家。2017年前五大市场参与者合计市场规模占比达73.8%，其中美国公司Maxwell由于在风电变桨领域的垄断性地位，成为市场占比最大的公司，为27.0%；宁波中车（20.9%）与奥威科技（10.6%）位列中国超级电容器市场的第二名和第三名。宁波中车在2017年成功研制出石墨烯基超级电容器，安装了这种超级电容器的超级电容公交车充电30秒便可行驶5公里。奥威科技则在有轨电车、隧道机车、新能源公交车等应用领域已形成竞争优势。其他的主要参与者均在某些特定行业领域有所专注。随着中国生产厂商技术的完善提高和规模化效应的逐渐体现，将会有越来越多的国产超级电容器逐渐替代进口产品。

从专利申请方面来看，根据沙利文数据显示，中国超级电容器企业的专利布局主要集中在中国国内，海外专利申请量占比不足5.0%。国外多数公司不仅在本土专利数量较大，在海外也积极进行专利布局，而且在多个技术领域同时进行研发，并申请了大量专利，设置了多层专利壁垒，在单一或多领域实现技术垄断，来获得更大的市场份额。电化学储能、电极材料作为超级电容器的基础技术，是目前最主要的技术热点，中国超级电容器企业应积极利用专利制度寻求技术保护，构建较为完善的专利布局体系，不断扩大市场份额。

资料来源：中商产业研究院整理

四、中国超级电容器行业市场规模及预测

近年来，中国将超级电容器产业的发展提升至国家战略层面，超级电容器的市场规模逐年提升，超级电容器产业迎来了快速发展时期。根据沙利文数据显示，2012年至2018年间，中国超级电容器市场规模从16.3亿元快速增长至120.0亿元。2016年至2019年，中国超级电容器市场增速虽有放缓，但增长速度仍处于较高水平。未来随着电网、轨道交通、消费电子等下游应用领域对超级电容应用的增长，中国的超级电容器市场将继续保持高速增长态势，预计到2022年中国超级电容器市场规模有望达到200亿元。