摘要:中國對超級電容器開發較晚,但發展迅速,隨著市場需求的迅速擴大和國家新能源政策的牽引,特別是伴隨著中國新能源汽車產業的高速發展,中國超級電容器行業整體上進入了迅速發展的快車道,2022年中國超級電容器行業市場規模達31.42億元,其中,能源及其他領域15.78億元,工業領域5.97億元,交通領域9.67億元。
一、定義及分類
超級電容器,也被稱為超級電容或電化學電容器,是一種電子元件,具有比傳統電容器更高的電能存儲密度和更大的電流放電能力。與傳統電容器不同,超級電容器的能量存儲機制涉及電荷的分離和電化學反應,而不是簡單地在兩個電極之間存儲電荷。根據不同的儲能機理,可將超級電容器分為雙電層電容器和法拉第準電容器兩大類;根據電解液種類可分為水系超級電容器和有機系超級電容器兩大類;根據活性材料的類型是否相同,可分為對稱超級電容器和非對稱超級電容器;根據電解液的狀態形式,可將超級電容器分為固體電解質超級電容器和液體電解質超級電容器兩大類。
二、商業模式
1、采購模式
超級電容器行業內企業主要采取“以產定購”的采購模式,采購部根據物控的物料需求計劃進行采購,具體采購工作由采購部會同制造中心、倉儲部、品質部等部門執行,企業建立完善的采購管理制度,對采購管理關鍵環節進行風險控制。
2、生產模式
超級電容器產品主要是高度定制化的智能制造裝備,需要按照客戶的要求進行設計和生產,企業對這類產品采取“以銷定產”的方式組織生產。另外,對部分較成熟產品,為縮短訂單的交付周期,企業會先做出標準模組,再根據不同客戶的訂單要求,設計和生產定制化模組,滿足客戶的需求。企業產品的生產交付由多部門協作完成,市場營銷中心負責與客戶確定訂單需求;技術研發中心負責設計輸出圖紙和物料清單;制造中心根據訂單需求和物料清單排定生產主計劃、計算物料需求進而生成采購請求;采購部根據采購請求生成采購訂單并輸出回料計劃;制造中心按照主計劃、回料計劃排產,并按照工程圖紙和作業指導書組裝調試;調試完畢后進行內部預驗收,預驗收通過后發往客戶現場,整機調試完成并經客戶驗證后最終驗收。
3、銷售模式
超級電容器企業采取的主要銷售模式為直銷模式。超級電容器企業市場營銷中心主導客戶服務事宜,負責制定銷售計劃,跟蹤客戶動態,挖掘客戶需求。在明確客戶需求后,市場營銷中心聯合技術研發中心和制造中心,由三部門共同與客戶對接,討論項目技術方案可行性,根據項目節點安排與客戶確定技術方案,在訂單確定后由市場營銷中心持續跟進項目的交付與服務。企業通常在簽訂訂單時先向客戶收取一定比例的預付款;客戶收到產品完工通知后,組織預驗收或直接支付一定比例提貨款并要求公司發貨;產品在客戶現場安裝調試并經客戶驗收后的一定期限內,客戶支付驗收款;在質保期過后,客戶支付剩余所有貨款。
4、研發模式
超級電容器行業內企業設立技術研發中心,一方面積極響應客戶的需求,進行新項目研發,不斷進行技術更新迭代;另一方面洞察行業發展動態和市場需求變化,對市場前沿保持敏銳嗅覺,形成以“行業預研和客戶需求雙輪驅動”的研發模式。
三、行業政策
1、行業管理體制
國家發改委對超級電容器行業投資進行指導性監督管理,促進產業結構調整,并通過產業政策引導和提高超級電容器行業的產品與技術發展。
工業和信息化部承擔超級電容器行業管理工作;組織協調重大系統裝備、微電子等基礎產品的開發與生產,組織協調國家有關重大工程項目所需配套裝備、元器件、儀器和材料的國產化;促進電子信息技術推廣應用。
國家能源局研究提出超級電容器行業發展戰略的建議,擬訂能源發展規劃、產業政策并組織實施,起草有關能源法律法規草案和規章,推進能源體制改革,擬訂有關改革方案,協調能源發展和改革中的重大問題。
2、行業相關政策
近年來,中國政府發布一系列政策,支持、鼓勵和規范超級電容器行業的發展,2021年,工信部發布《基礎電子元器件產業發展行動計劃(2021-2023)》:到2023年,電子元器件銷售總額達到21000億元;突破一批電子元器件關鍵技術,行業總體創新投入進一步提升,射頻濾波器、高速連接器、片式多層陶瓷電容器、光通信器件等重點產品專利布局更加完善;重點發展小型化、低功耗、集成化、高靈敏度的敏感元件,溫度、氣體、位移、速度、光電、生化等類別的高端傳感器,新型MEMS傳感器和智能傳感器,微型化、智能化的電聲器件;把握傳統汽車向電動化、智能化、網聯化的新能源汽車和智能網聯汽車轉型的市場機遇,重點推動車規級傳感器等電子元器件應用。2022年,國務院辦公廳發布關于深化電子電器行業管理制度改革的意見,指出:深化電器行業管理制度改革,進一步破除制約行業高質量發展的體制機制障礙,提高政府監管效能,進一步優化電子電器行業管理制度,促進電子電器行業高質量發展。
四、發展歷程
20世紀90年代,超級電容器技術在中國開始引起關注,但行業規模較小,2005年至2010年,中國在超級電容器技術領域進行了廣泛的研究與開發,積累了一定的技術實力。2010年至2015年,隨著技術的不斷進步和市場需求的增加,中國的超級電容器產業開始迎來爆發期。2015年至2020年,中國政府出臺的支持政策鼓勵行業的快速發展。近年來,中國的超級電容器行業在技術上取得了一些突破,應用領域也在不斷拓展。總體來看,中國超級電容器行業在過去幾十年里取得了顯著的進展,不僅在國內市場上有所發展,而且在國際市場上也逐漸嶄露頭角,但仍然面臨一些挑戰,包括技術創新、成本控制和市場開發等方面的問題。
五、行業壁壘
1、技術壁壘
超級電容器設備制造是技術密集型行業,一方面集機械、電氣、信息、自動控制等技術于一體,具有高度的復雜性和系統性,需要設備制造企業充分掌握上述技術,并具備綜合應用的能力。另一方面,電容器設備制造具有非標準化的特點,不同品種的電容器制造工藝具有一定差異,即使同一品種的電容器也需要根據客戶需求獨立開發產品。制造企業必須透徹理解電容器產品的生產工藝,并同時具備新機型開發、方案設計、精密零部件加工以及整機裝配和檢測等綜合能力,以滿足不同客戶的個性化需求。電容器設備行業領先企業一般具備更高的技術水平和工藝水平,因此高技術水平、高工藝標準、多年經驗積累等技術壁壘是新進入者的主要壁壘之一。
2、人才壁壘
超級電容器設備制造行業所涉及的非標設計和技術升級需要一大批具有較強的研發設計能力和豐富的行業經驗的高端技術人才。此外,企業還需要對客戶需求、產品特征以及行業動向有深入了解的市場營銷人才。優秀的營銷人才同樣需要專業的技術知識和對工藝理解的經驗,才能起到聯結客戶需求和企業產品開發的橋梁作用,以保證產品質量、交貨期以及價格等方較強的持續性和競爭力。對于新進入企業來說,人才資源也是進入行業的主要瓶頸。
3、客戶資源壁壘
超級電容器制造廠商在前期選擇設備供應商時較為謹慎,不僅對設備性能高標準嚴要求,還對設備制造商的售后服務能力、產品質量一致性、歷史業績等較為挑剔。此外,電容器制造設備需在用戶現場操作、安裝調試以及樣機試用,同樣需要豐富的客戶服務經驗。綜上,下游電容器制造廠家不會輕易更換設備供應商,這種基于長期合作形成的穩定的客戶關系和行業品牌效應對于行業新進入者構成了重大壁壘。
4、資金壁壘
超級電容器行業屬于資金密集型行業。電容設備行業定制化設備較多,設備的價值相對較高,新進入者接到客戶訂單后,多需要根據客戶的需求開發產品、進行定制化生產;產線制造也需要一定的生產周期;產品發貨到客戶處后,客戶也需要設備廠商協助進行安裝、調試、驗收等步驟,服務周期較長。開發、生產、服務、回款周期相對較長。因此,資金實力和后續融資能力是新進入設備商的主要壁壘之一。
六、產業鏈
1、行業產業鏈分析
超級電容器上游原材料主要包括正極材料、負極材料、電解液、隔膜等,超級電容器作為一種新型的電化學能量存儲設備,具有很高的功率密度和長循環壽命等優點,在交通運輸、工業、新能源等領域廣泛應用。超級電容器行業產業鏈如下圖所示:






















從行業成本構成來看,原材料成本是超級電容器行業最為主要的成本,近年來中國正極材料、負極材料、電解液、隔膜行業發展迅速,供給充足,為超級電容器行業發展打下扎實的基礎,而制造費用隨著生產線的迭代,產品認為放量,占比也有明顯的提升。
從下游應用來看,2022年中國超級電容器下游應用領域主要包括交通運輸、工業、能源等,其中,交通運輸領域占30.78%,工業領域占19.00%,能源及其他領域占50.22%,近年來中國超級電容器下游行業均保持平穩增長趨勢,為超級電容器行業發展帶來廣闊的增長空間。
2、行業領先企業分析
(1)寧波中車新能源科技有限公司
中車新能源(CRRCNEWENERGY)成立于2012年,是一家全球性的功率型儲能技術產品和解決方案供應商。中車新能源長期致力于為交通運輸、電力能源、工程機械和智慧物流等行業提供先進的功率型儲能器件及儲能系統解決方案服務。中車新能源總部位于寧波,在北京、常州設有分公司,在國內多地及德國設有辦事處和客戶服務站,超級電容的產能和出貨量均達到全球領先水平。
(2)南通江海電容器股份有限公司
南通江海電容器股份有限公司所屬行業為電子元器件制造業,細分行業為電容器制造業,公司是從事電容器及其材料、儀器的研究開發、生產和銷售的高新技術企業。公司已成為國內唯一、全球少數幾家在鋁電解電容器、薄膜電容器、超級電容器三大類電容器同時研發、生產、銷售的公司,而且是品種最齊全、產業鏈最完整的企業;各類產品在智能家電、5G 通訊、光伏和風電、儲能和調頻、軌道交通、數據和圖像處理、工業自動化和機器人等領域獲得廣泛應用。
通過國際合作形成戰略聯盟,江海牌產品已快速進入汽車特別是電動汽車領域。特別是近幾年的努力,公司的超級電容器特別是鋰離子超級電容器獲得國內外多個領域的著名企業的認可,在車輛、醫療儀器、新能源、電網、智能三表、AGV、港口機械已進入批量應用階段,營業收入快速成長,在發電側和用戶側調頻以及大型裝備功率補償進入實質性試運行,更多的應用領域前景可期。2023年上半年南通江海電容器股份有限公司營業總收入已完成24.73億元,其中,超級電容業務收入完成2億元,占營業總收入的7.95%。
七、行業現狀
中國對超級電容器開發較晚,但發展迅速,隨著市場需求的迅速擴大和國家新能源政策的牽引,特別是伴隨著中國新能源汽車產業的高速發展,中國超級電容器行業整體上進入了迅速發展的快車道,2022年中國超級電容器行業市場規模達31.42億元,其中,能源及其他領域15.78億元,工業領域5.97億元,交通領域9.67億元。
八、發展因素
1、有利因素
(1)政策利好驅動超級電容器產業鏈快速發展
中國相繼出臺了《基礎電子元器件產業發展行動計劃(2021—2023年)》《關于深化電子電器行業管理制度改革的意見》《關于加快培育發展制造業優質企業的指導意見》等多項產業支持政策,大力支持電容器(含超級電容器)等產業鏈的發展,為行業的健康發展奠定了良好的政策環境和市場基礎。隨著中國產業升級,新能源汽車、5G通訊、風力發電、光伏發電等一批新興產業不斷涌現,對超級電容器產生了大量需求,隨著更多政策利好釋放,中國超級電容器產業鏈在整體上將持續受益。
(2)新興領域需求為超級電容器產業發展提供持續動能
由于超級電容可以廣泛應用于峰值功率輔助、備用電源、存儲再生能量、替代電源等不同的應用場景,且近年來新興應用領域還在不在拓展,上述國家鼓勵發展的眾多領域同樣具備非常廣闊的發展前景,未來新興領域需求持續擴容,為超級電容器產業發展提供了充足的動力。
(3)電容器行業標準進一步完善,設備行業發展迎來全新機遇
近年來隨著新能源產業的飛速發展,應用于光伏逆變、風電逆變、電動汽車驅動電機等新能源系統的電力電子電容器產品的質量技術要求越來越高,新版標準GB/T17702-2021《電力電子電容器》已于2021年12月1日起正式實施,對促進新能源快速發展形勢下中國電力電子電容器產品質量提升和電容器行業高質量發展提供重要的技術支撐。新版標準對于產品質量提出新的要求,同時也對設備的技術性能提出更高要求。
2、不利因素
(1)全球宏觀經濟波動,如若需求疲軟,超級電容器廠商設備投資可能放緩
受到宏觀經濟波動影響,若超級電容器下游需求疲軟,超級電容器廠商設備投資信心不足,可能導致電容器設備廠商收入下滑或設備毛利率下降,給超級電容器生產廠商帶來經營壓力。
(2)部分關鍵零部件仍依賴進口
電容器設備和鋰電池設備制造業涉及部件眾多,盡管目前國內國產化力度較大,但行業部分關鍵零部件需要依賴進口或國外品牌,上游供應的穩定性和價格的波動性會在一定程度上影響了國內設備企業的競爭力。同時,關鍵零部件仍依賴進口或國外品牌也不利于國內企業對設備的升級開發。
(3)行業人才競爭加劇
電容器設備產品制造涉及多門學科,對關鍵崗位的人才的要求較高。近年來隨著新能源產業日益受到國家的重視,設備行業也逐步加大了人才方面的競爭,技術人才和核心技術已成為電容器設備企業的核心競爭力所在,一旦核心技術人員離開,將導致企業研發能力下降,或技術失密,從而削弱公司的競爭能力。
(4)對產品要求持續提升
未來動力和儲能電池將進一步向高性價比、低成本、高能量密度、高集成化方向發展,電芯將往長薄化、大型化發展,行業從原材料到工藝到設備都在持續進行迭代。超級電容設備供應商需要持續進行研發、加大研發投入、進行產品迭代,配合下游廠商提升生產效率和精度。
九、競爭格局
目前,中國超級電容市場集中度較高,前四大市場參與者合計市場規模占比高達68%,其中,美國公司Maxwell由于在風電變槳領域的壟斷性地位,成為市場占比最大的公司,為27.0%,其次為寧波中車和奧威科技,占比分別為20.9%和10.6%,江海位列第四,擁有9.0%的市場份額。雖然中國超級電容市場集中度較高,但是各個公司營收體量仍然較小,新興需求領域不斷涌現,行業格局未定,尤其是掌握了混合超級電容技術的廠商,有望迎來份額提升的機遇。
十、發展趨勢
超級電容器作為一種高性能的電能存儲設備,在過去幾年里呈現穩步增長態勢,未來,隨著可再生能源發展的推進,超級電容器作為能夠有效儲存和釋放能量的技術,將在可再生能源系統中發揮更為重要的作用,未來中國超級電容器市場前景十分可觀,此外,隨著科技的不斷發展,超級電容器技術可能會經歷進一步的創新,包括新的電極材料、電解質、設計和制造技術,以提高能量密度、降低成本和提高性能。另外,隨著規模化生產、技術改進和競爭的加劇,預計超級電容器的制造成本將逐漸下降,這將提高其在各種應用中的競爭力。
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2022年中國超級電容器行業市場規模達31.42億元,隨著新能源汽車、智能穿戴等設備的普及,未來中國超級電容器市場規模有望進一步擴張,預計2023年有望突破38億元。