电子行业深度报告：超级电容：功率型储能黑科技，行业迎来加速拐点

证券研究报告·行业深度报告·电子 东吴证券研究所 1 / 38 请务必阅读正文之后的免责声明部分 电子行业深度报告 超级电容：功率型储能黑科技，行业迎来加速拐点 2022年09月20日 证券分析师 马天翼 执业证书：S0600522090001 maty@dwzq.com.cn 证券分析师 唐权喜 执业证书：S0600522070005 tangqx@dwzq.com.cn 行业走势 相关研究 《江海股份(002484)：成本改善提升利润，平台型电容公司深度受益新能源需求旺盛》 2022-07-28 《风华高科(000636)：2021年中报业绩预告点评，容阻感产销两旺，2021年H1业绩超预期》 2021-07-11 《风华高科(000636)：国产被动元器件龙头，天时地利人和促腾飞》 2020-08-31 增持（维持） [Table_Summary] 投资要点 ◼ 超级电容是功率型储能器件，高功率、高可靠、环保特性突出。1）高功率特性：超级电容系统功率密度最高可达40 kW/kg、锂电池在1 ~ 3kW/kg，EDLC充放电时间可达秒级、HUC在分钟级别、锂电池在小时级别。2）高可靠特性：对比锂电池−20 ~ +60 °C工作温度范围、标称5000次左右的循环寿命，超级电容工作温度范围可宽至−40 ~ +85 °C，充放电次数最高可达100万次。3）环保特性：超级电容不含重金属和有害化学物质，而锂电池无法分解，易对环境产生污染。 ◼ 电网调频、混合储能项目22年密集落地，车用配套数量快速增长，超级电容市场迎来加速拐点。在电网调频和混合储能、汽车两大高增长领域拉动下，超级电容新的天花板正在打开。1）电网调频和混合储能：新型电力系统下，电网频率稳定性挑战升级，发电侧风光储平滑入网、混合储能系统中响应调频指令，输配电侧变电站调频、配电终端后备电源，用电侧后备电源、功率电源，均需使用功率型储能器件提供短时、高功率峰值脉冲。2）汽车领域：在12V电气系统下被用作主电源、安全冗余电源，在48V电气系统下被用作线控电源，在HEV车型中被用作主电池电芯，助力汽车性能、安全双提升。3）交通运输：超级电容主要可在轨道交通、公交车、卡车、船舶等应用场景下实现储能/备用电源、发动机启动、能量回收三大功能。4）工业领域：超级电容可在智能电表、风电变桨、港口起重机等场景下，作为后备电源、功率电源，为系统提供紧急短时、高功率脉冲。多应用领域全面开花，超级电容迎来加速拐点。根据超级电容产业联盟数据，2021年全球超级电容市场规模为15.9亿美元，预计2027年将达37亿美元，21-27年CAGR 为18%。 ◼ 技术进步、成本降低、政策驱动三重利好，拉动超级电容持续高增长。因高功率、高可靠特性突出，超级电容适用于高功率、短时高频储能领域，而能量密度较低、储能成本较高是限制其应用范围的两大因素，未来，技术进步、成本降低、政策驱动三重利好有望共同推动超级电容市场高速增长。1）技术进步：混合型超容单体能量密度已提升至80Wh/kg，达锂电池1/3，实现在分钟级别的储能、大巴车等领域打开应用空间；2）成本降低：占超级电容成本50-60%的电极、隔膜长期依赖进口，元力股份、凯恩股份等本土厂商已开始大力推动上游材料国产替代，超级电容成本下降成必然趋势。3）政策驱动：各部委相继出台多项政策，支持包括功率型储能在内的新型储能产业发展。政策驱动下，2022年成为超级电容电网调频项目密集落地元年，电网侧调频、电源侧火储联调、电源侧一次调频项目均在有序推进中。 ◼ 投资建议：超级电容行业目前在风电/轨道交通/油改电/智能电表等领域稳步增长的同时，正在电网调频和混合储能、汽车等领域迎来向上加速拐点，行情前景可期。重点推荐布局铝电解+薄膜+超级电容三大产品线的国内工业电容龙头江海股份，建议关注拓展超级电容炭赛道的国内木质活性炭龙头元力股份，以及建议关注积极布局超级电容业务的风华高科。 ◼ 风险提示：电网调频、汽车等超级电容新兴下游应用市场增长不及预期；超级电容后续能量密度提升、成本降低程度不及预期；超级电容产业链国产化进程不及预期 -35%-30%-25%-20%-15%-10%-5%0%5%10%2021/9/222022/1/202022/5/202022/9/17电子沪深300 请务必阅读正文之后的免责声明部分 东吴证券研究所 行业深度报告 2 / 38 内容目录 1. 超级电容是功率型储能器件，行业迎来向上加速拐点 .................................................................. 5 1.1. 超级电容是功率型储能器件，与能量型锂电池互补、协同................................................. 6 1.2. 技术进步、成本降低、政策驱动三重利好，超级电容迎向上加速拐点........................... 11 2. 需求端：超级电容在多应用领域具备广阔空间，静待市场爆发 ................................................ 17 2.1. 电力能源：新能源并网增加调频需求，超级电容参与电网调频全环节 .......................... 17 2.2. 汽车领域：适用于启停、安全冗余电源等场景，助力汽车性能、安全双提升 .............. 23 2.3. 交通运输：LIC技术路线下，超级电容公交实现充电5分钟、行驶30公里 ................ 27 2.4. 工业领域：作为备用电源、能量回收系统，广泛应用于多领域 ...................................... 28 3. 供给端：产业链各环节携手成长，本土厂商迎增长机遇 ............................................................ 30 4. 投资建议 ............................................................................................................................................ 33 4.1. 江海股份：工业电容龙头，铝电解电容稳增、薄膜&超级电容迎业绩拐点 ................... 33 4.2. 元力股份：国内木质活性炭龙头，超级电容炭助力业绩增长 .......................................... 35 4.3. 风华高科：国内被动元件领军企业，已突破能量型锂离子超级电容产品 ...................... 36 5. 风险提示 ............................................................................................................................................ 36 请务必阅读正文之后的免责声明部分 东吴证券研究所 行业深度报告 3 / 38 图表目录 图1： 江海超级电容业务呈现持续高速增长....................................................................................... 5 图2： 超级电容产业迎向上加速拐点................................................................................................... 6 图3： 2022年，超级电容在储能领域迎来大规模落地元年.............................................................. 6 图4： 超级电容结构图........................................................................................................................... 7 图5： 超级电容分类............................................................................................................................... 8 图6： 双电层电容（EDLC）工作原理图 ............................................................................................ 8 图7： 法拉第赝电容工作原理图........................................................................................................... 8 图8： 锂离子超级电容（LIC）工作原理图 ........................................................................................ 8 图9： 相较锂电池，超级电容的高功率密度特性突出....................................................................... 9 图10： 超级电容在s-min级市场具备一次投资成本优势 ............................................................... 10 图11： 超级电容生命周期成本显著低于锂电池 ............................................................................... 10 图12： “电池+超容”混合能源系统的工作模式 ................................................................................. 11 图13： 全球超级电容市场规模预测（单位：亿美元）................................................................... 11 图14： 中国超级电容市场规模预测（单位：亿元）....................................................................... 11 图15： 不同厂商混合超级电容能量密度........................................................................................... 12 图16： 江海成功将混合超级电容应用到大巴车上........................................................................... 12 图17： 超级电容功率密度、能量密度仍存提升空间....................................................................... 12 图18： 超级电容能量密度有望