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2022年东吴证券-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PDF

刘小雨
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文本描述
证券研究报告·行业深度报告·电子
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
2022年09月20日
速拐点
证券分析师马天翼
增持(维持)执业证书:S0600522090001
maty@dwzq
证券分析师唐权喜
投资要点[Table_Summary]执业证书:S0600522070005
tangqx@dwzq
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40kW/kg、锂电池在1~
3kW/kg,EDLC充放电时间可达秒级、HUC在分钟级别、锂电池在小行业走势
时级别。2)高可靠特性:对比锂电池-20~+60°C工作温度范围、标称电子沪深300
次左右的循环寿命,超级电容工作温度范围可宽至,
5000-40~+85°C10%
充放电次数最高可达万次。)环保特性:超级电容不含重金属和5%
10030%
有害化学物质,而锂电池无法分解,易对环境产生污染。-5%
-10%
-15%
-20%
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-25%
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-30%
-35%
2021/9/222022/1/202022/5/202022/9/17
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、配电终端后备电相关研究
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、
《江海股份(002484):成本改善
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车型中被用提升利润,平台型电容公司深度
作主电池电芯,助力汽车性能、安全双提升。3)交通运输:超级电容主受益新能源需求旺盛》
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、2022-07-28
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《风华高科(000636):2021年中
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报业绩预告点评,容阻感产销两
15.9亿美元,预计2027年将达37亿美元,21-27年CAGR为18%。
旺,2021年H1业绩超预期》
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。2021-07-11
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《风华高科(000636):国产被动
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,元器件龙头,天时地利人和促腾
达锂电池,实现在分钟级别的储能、大巴车等领域打开应用空间;
1/3飞》
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2020-08-31
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
1/38
东吴证券研究所
请务必阅读正文之后的免责声明部分
行业深度报告
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
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东吴证券研究所
请务必阅读正文之后的免责声明部分
行业深度报告
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持续提升..............12
图19:Maxwell干法电极工艺流程...............13
图20:干法电极工艺具备多方面优势..................13
图21:新型电力系统下的电力供需不平衡催生储能需求..............15
图22:2022年超级电容在电网调频、混合储能领域正在规模落地...........16
图23:2012-2021年我国电力装机结构(单位:GW)..........18
图24:2012-2021年我国发电量结构(单位:亿千瓦时)...........18
图25:分布式光伏入网提升用电侧功率预测难度............18
图26:全社会用电量增长超预期...................18
图27:电力系统频率响应过程................19
图28:电网综合调频能力指标................19
图29:水电、火电机组参与调频存在局限性.............19
图30:广东某电站加装储能前后的调频数据比较............19
图31:超级电容开始在电网全环节实现应用落地............20
图32:引入超级电容的风电系统...................21
图33:超容为风光系统的频率事件提供额外虚拟惯量...........21
图34:兆瓦级锂离子电池、超级电容混合储能系统...............21
图35:变电站用超级电容储能柜...................23
图36:配电自动化终端用超级电容模组..............23
图37:超级电容在汽车领域的应用场景..............23
图38:电动汽车将超级电容应用于启停系统.............24
图39:超级电容在汽车功率变化过程中充放电................24
图40:智能驾驶车型安全相关的电子电器设备................25
图41:国内自动驾驶汽车渗透率持续提升.................25
图42:线控底盘五大核心系统市场情况..............25
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东吴证券研究所
请务必阅读正文之后的免责声明部分
bYfXaUxXqQpM6M9RaQpNqQtRtRlOmNrRkPtRsM6MrRpPwMtPtRMYoPpM行业深度报告
图43:线控底盘应用48V电气系统..............25
图44:HEV电池不支持外插电源充电................26
图45:电动汽车成本将持续高于燃油车..............26
图46:超级电容汽车启停方案应用车型..............26
图47:轨道交通车辆中的混合储能系统..............28
图48:上海930路超级电容公交充电弓..............28
图49:我国单、三相智能电表招标总量(单位:万只)..............28
图50:超级电容在智能电表中替代电池..............28
图51:风电机组中的风机变桨系统...............29
图52:超级电容相较铅酸电池使用成本显著更低............29
图53:港口起重机电动机工作功率高达200kW...............29
图54:轻载上行或重载下行时,曳引机产生再生电能...........29
图55:连接电网和负载的超级电容UPS解决方案..........30
图56:超级电容UPS解决方案提供短时、高功率脉冲.........30
图57:2021年超级电容市场规模分地区占比............31
图58:中国超级电容市场规模................31
图59:超级电容本土产业链....................31
图60:江海股份营业收入及同比增速..................34
图61:江海股份归母净利润及同比增速..............34
图62:江海股份超级电容营收规模快速增长.............35
图63:江海股份超级电容调频储能系统已落地................35
图64:元力股份营业收入及同比增速..................35
图65:元力股份归母净利润及同比增速..............35
图66:风华高科营业收入及同比增速..................36
图67:风华高科归母净利润及同比增速..............36
表1:超级电容与铝电解电容、锂离子电池性能参数对比..............9
表2:新型储能技术按应用场景分类...............9
表3:提升超级电容能量密度的主要方法............12
表4:超级电容各类原材料国产替代进展............14
表5:中国超级电容产业相关政策.................15
表6:超级电容电网调频应用案例.................16
表7:2022年火储联调中标项目情况............22
表8:交通运输领域超级电容应用场景及价值驱动因素.........27
表9:电能质量问题可能导致产品损失、生产时间损失、设备损坏等后果.....30
表10:2021年以来中国超级电容产业新建项目一览..............32
表11:中国超级电容市场核心玩家对比..............33
表12:江海股份超级电容业务布局时间表.................34
表13:元力股份超级电容炭业务布局时间表.............36
4/38
东吴证券研究所
请务必阅读正文之后的免责声明部分
行业深度报告
1.超级电容是功率型储能器件,行业迎来向上加速拐点
前言:东吴电子团队长期持续跟踪江海股份,也持续关注类似元力股份、GMCC、
上海奥威等企业的功率型储能业务——超级电容。对于江海超级电容业务,一个明显的
感受是该业务持续高速增长(2021年营收2.4亿元,17-21年营收CAGR为62%),但
是这个行业天花板在哪,以及其背后快速增长的原因一直没有很清楚的回答,主要难点
在于超级电容行业处于产业生命初期,需要超级电容的应用场景很多,但是具体哪个应
用场景具备百亿以上的容量,或者超级电容行业需要突破哪些条件才能创造巨大的需求
市场,这是我们东吴电子团队一直思考的问题。通过资料收集与整理、产业链上下游的
调研,我们认为超级电容在电网调频、混合储能和汽车领域前景广阔,行业的加速需要
1)技术进步:提升超级电容能量密度;2)成本降低:规模化量产&产业链国产化;3)
政策驱动:需求场景更加明确。
2022年是超级电容在电力调频、混合储能领域规模落地的元年!2022年以来,超
级电容在国内首次应用于火储一体化调峰调频、首次应用于一次调频、首次应用于岸储
一体化项目。超级电容行业正在迎来加速拐点。
图1:江海超级电容业务呈现持续高速增长
江海超级电容销售收入(亿元)
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数据来源:江海股份公告,东吴证券研究所
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东吴证券研究所
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