2022年江海股份研究报告 深耕铝电解电容,横向拓展薄膜及超级电容

  • 来源:财通证券
  • 发布时间:2022/08/18
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江海股份(002484)研究报告:铝电解电容龙头,布局新能源多产品协同发展。铝电解电容龙头地位稳固,引领传统产品国产替代,布局MLPC等小型化产品。公司作为国内两大龙头引领国产替代潮流,近年来市场份额已跻身世界前五,并不断蚕食全球龙头NCC和Nichicon的市场份额,有望在未来成为全球龙头。同时,公司积极布局MLPC新产品,横向拓展,弥补公司品类短板。薄膜电容布局超十年,三大实体发力新能源领域:受益新能源汽车、风光储等领域的高速发展,薄膜电容器市场增量空间广阔,仅新能源汽车市场至2026年的增量可达近100亿元。公司成立三大子公司全方位拓展薄膜电容,2011年成立新江海动力,开始布局薄膜电容...

1. 公司介绍:铝电解龙头厂商,加码薄膜电容及超级电容

1.1.基本概况:深耕铝电解电容经营历史悠久,横向拓展薄膜及超级电容

国内电容器领跑者,产品主要包含铝电解电容器、薄膜电容与超级电容。江海股 份是国内铝电解电容龙头企业,也是全球少数几家能同时在铝电解电容器、薄膜 电容器与超级电容器三大领域进行研发、制造和销售的企业之一。江海股份于 1970 年进入铝电解电容器生产领域,2010 年公司在深圳证券交易所中小板挂 牌上市,上市后逐渐开始发展薄膜电容与超级电容产品;2011 年设立全资子公 司南通新江海动力电子有限公司,开始薄膜电容的生产;2015 年投资设立南通 江海储能技术有限公司,开始超级电容的生产;2018 年与 KEMET(基美)公 司合资成立“南通海美电子有限公司”,进军车载薄膜电容领域;2020 年公司 收购日立化成电容器业务,成功开拓海外生产基地。

公司铝电解电容、薄膜电容和超级电容三线布局,产品品类齐全。公司产品品种 齐全、下游应用广泛,在消费电子、工业控制、机器人、5G 通讯设备、智能电 网、新能源与轨道交通等领域均有广泛应用。公司主要客户包括华为、施耐德、 ABB、阳光电源、西门子等行业龙头企业。公司的三大类产品中,铝电解电容器 是公司的基本盘业务,并且作为国内头部铝电解电容厂商,以性能、品质和服务 铸就的“jianghai”、“江海”是中国驰名商标,具有较高的知名度和客户满意度 及一定的议价能力。公司上市后逐步研发销售了薄膜电容及超级电容,其中薄膜 电容比铝电解电容寿命更长,耐压值更好且能耗因数低,在智能电网与逆变器中 的应用更多,并且随着近年来新能源产业的高速发展,市场对于薄膜电容的需求 激增。通过近年来在产品宽度的持续拓展,公司的超级电容逐渐获得国内外的认 可,在港口机械、采掘装备、电网调频、油改电、电动大巴等领域已进入批量供货阶段。未来随着薄膜电容和超级电容的持续拓展与深化,公司的超级电容业务 也将迎来高速增长。

1.2.管理层及股东情况

管理层经验丰富,股权结构常年稳定。截至 2022 年 3 月 31 日,亿威投资有限 公司为公司第一大股东与实际控制人,持股比例为 31.07%,朱祥持股 7.93%, 董事长陈卫东持股 2.28%,前十大股东中其他公司高管累计持股 2.96%。亿威 投资有限公司与朱祥分别在上市前采用增资与以股抵债的方式入股,公司股权结 构常年保持稳定,管理层与公司利益高度一致。陈卫东先生拥有硕士学历,1981 年进入公司,当前为公司董事长,其余高管大都拥有专业的技术背景、较长的工作经历与丰富管理经验,有助于做出正确的经营决策,推动公司持续稳步发展。

1.3.主营业务基本情况

受益于下游应用领域高景气度,公司营收稳定增长。2012 至 2021 年,公司营 业收入从 9.66 亿元增长到 35.5 亿元,年复合增速为 15.56%,归母净利润从 0.98 亿元增长到 4.35 亿元,年复合增速为 18.01%。近十年来公司业务保持稳 定增长,仅在 2019 年由于行业需求下滑、下游客户去库存与销价下降等因素造 成增速减慢,但在 2020 年公司重新回归高速增长。2022 年 Q1 营收 9.81 亿 元,同比增速 31.15%,归母净利润 1.18 亿元,同比增长 42.17%,受益于新 能源与工控等下游领域需求旺盛,公司产品成长性与确定性依然较强。

公司近 10 年营收水平稳步提升,原材料自供战略使得毛利率仍有改善空间。铝 电解电容器是公司的起家业务,2021 年营收占比 80.20%,公司铝电解电容器 产品发展成熟,毛利率常年维持在 29%左右,2021 年由于原材料成本以及电价 大幅上涨,毛利率下滑到 26.97%。公司的薄膜电容与超级电容仍旧处于快速发 展阶段,产品出货量较小,毛利率较低,2021年毛利率分别为20.62%与23.68%。 未来随着原材料自供率的增加以及出货量提升带来的规模效应,薄膜电容与超级 电容毛利率会进一步改善。公司的腐蚀箔与化成箔产品则是主要用于自供,因此 毛利率较低,利润主要流向成品电容器。

1.4.持续高研发投入不断丰富产品线

公司高度重视研发投入,不断优化研发团队结构。公司研发投入持续增长,研发 费率常年保持在 5%以上,研发投入从 2014 年的 0.51 亿元提升到 2021 年的 1.97 亿元,年复合增长率为 21.21%。截至 2021 年底,公司已经形成了一只 485 人的专业研发团队,占员工总人数的12.54%,其中本科以上学历占比 80%。 2021 年公司累计获得授权专利 70 件,其中发明专利授权 22 件。“5G 通信电 源用耐 125℃高温超长寿命高可靠铝电解电容器研发及产业化”项目获得 2021 年度江苏省科技成果转化专项资金立项。

2. 铝电解电容国产替代空间广阔,布局新能源拓展增量市场

2.1.铝电解电容市场稳步增长,国产替代持续进行

铝电解电容作为电容器的一种,是电力电子中必要的基础元器件。电容器是一种 储存电荷的储能元件,通常由电介质(绝缘材料)隔离的两块导电极板组成,在 电路中的用途极其广泛,如储能、滤波、隔直、耦合、旁路、定时、抑制电源电 磁干扰、电动机启动运行、功率因素补偿等。铝电解电容是一种使用铝氧化膜为 电介质,由电极箔、电解液、电解电容器纸等材料组成。与其他电容器相比,具 有单位体积容量大、耐压高、性价比高等特点,广泛应用于各类电子产品。

我国占据全球主要铝电解电容市场,且为全球主要增量市场。根据前瞻产业研究 院数据,2021 年全球铝电解电容市场份额约为 63.3 亿美元,按 6.7 汇率计算, 约为 424.11 亿元,年化复合收益率维持在 1%左右;根据产业信息网数据显示,2021 年我国铝电解电容市场规模在 323 亿元,占据全球市场份额的 76.16%, 2018 至 2023 年预计符合增速达到 6.16%,大幅领先全球市场增速。

铝电解电容主要市场在国内,但龙头厂商多在日本,国产替代空间广阔。全球铝 电解电容的龙头厂商为日本的 NCC 和 Nichicon,营收规模均在 10 亿美元左 右,韩国、中国台湾和大陆厂商为第二梯队,由于铝电解电容主要需求在大陆, 国内厂商国产替代空间广阔,新冠疫情和中美贸易战等因素,加速下游终端厂商 的替代意愿。 日韩厂商整体盈利能力下滑,国产厂商保持较高毛利,市场份额不断突破。近年 来日韩厂商由于电价贵以及人力成本高等因素,产品毛利率及净利率水平大幅低 于国内厂商,随着国产品牌在中低端的质量突破和价格优势,加速抢占市场份额, 2020 年国内铝电解电容龙头厂商江海股份和艾华集团的收入体量已跃升至第二 梯队的头部位置,基本仅次于日系两大头部厂商。

2.2. 风光储及新能源汽车打开铝电解电容成长空间

逆变器是风光储及新能源汽车电力转换的核心部件,其中电容器作为逆变器不可 缺少的原材料,受益逆变器增长而高速发展。逆变器是一种 DC to AC 的变压 器,它其实与转化器是一种电压逆变的过程,电容器在其中主要是作为母线电容 和交流滤波电容,且以铝电解电容和薄膜电容为主。母线电容的主要作用是稳定 直流侧电压,减少直流母线上的瞬时过电压对核心功率模块 IGBT 的冲击;交流 滤波电容的主要作用是滤除 50Hz 的带外信号,将稳定的 50Hz 交流电输入电 网。从逆变器的成本构成中可以看到,电容占比超过 10%,未来随着风电、光 伏、储能以及新能源汽车的高速发展,将带动逆变器用电容器的市场提升。

光伏储能高增速带动逆变器电容高速成长,2020-2025 年经测算 CAGR 达 25.54%。相比薄膜电容,铝电解电容具有体积小、成本低等优点,在光伏及储 能领域,直流母线电容多使用铝电解电容,然而在高电压场景会使用性能更佳的薄膜电容。经测算,光伏储能用铝电解电容需求,将从 2020 年的 39.07 亿元, 提升至 2025 年的 121.82 亿元,复合增长率高达 25.54%。

2.3.向上游延伸电极箔领域,改善铝电解电容毛利率

向上游电极箔延伸布局,掌握核心竞争壁垒。基于“材料号电容器才好”的初心, 公司积极布局三大电容器用关键材料的技术工艺研究攻关和产业化。铝电解电容 的主要原材料包括阳极箔、阴极箔、电解纸、电解液、密封胶盖、铝壳等。其中, 化成箔占铝电解电容成本的 73.2%,其品质直接影响电容的使用寿命,是生产铝 电解电容的关键性基础材料,用于承载电荷,其产业发展高度依赖于铝电解电容 器行业,公司成功开发出国内高比容、高强度、高一致性的电极箔。

公司化成箔自供率不断提升,电价是影响成本端的关键因素。在电极箔中,电力 成本占比在 40-50%之间,因此找到廉价的电力可以有效提升公司的毛利水平。 2007 年公司与日立 AIC 公司合资,在内蒙古建成 44 条化成箔产线,在宝鸡建 成 40 条化成箔产线,山西投产 6 条,新疆霍尔果斯 22 年可改造 10 条化成线,公司自产电极箔产量逐年增加,2021 年实际销量达到 1881 万平米,总体化成 箔自供率可达到 75%以上。内蒙古、新疆等地的电价低于全国平均电价,可节 约部分用电成本,相比日本厂商则更具竞争优势。

2.4.推进小型化电容,布局高端 MLPC

MLPC 市场空间超 30 亿元,松下市场份额为 90%左右,国产替代空间广阔。 MLPC 即固态叠层电容,采用铝极做阳极,在下表面用氧化铝做绝缘层,固态电 解质为高分子聚合物薄膜,阴极使用碳衬底及镀银层。MLPC 的主要应用领域为 手机、笔电等小型化消费电子场景。根据立鼎产业研究院数据,一部智能手机需 要用 1 个 MLPC、笔记本电脑用量为 8 个、服务器主板用量为 32 个,目前均价 为 1-1.2 元/个,粗略测算市场空间超 30 亿元,其中,松下一家独大,月出货量 超 2 亿只,市场份额高达 90%左右。

成立湖北海成子公司,MLPC 产能加速放量。2021 年底海成 MLPC 产能达到 660 万只/月,2022 年 6 月份达到 1100 万只/月,9 月份预计达到 1500 万只/月,2-3 年目标达到 1 亿只/月的实际产能。

3. 横向拓展薄膜电容领域,打开新能源成长空间

3.1.新能源领域是薄膜电容未来发展的核心驱动

薄膜电容具有寿命长、可靠性高、耐电压高、损耗低等优点。薄膜电容器是将金 属箔作为电极,以电工级塑料薄膜为电介质的电容器。薄膜电容具有如下优良特 性:无极性,绝缘阻抗很高,频率特性优异(频率响应宽广),而且介质损失很小。 为减薄厚度,缩小电容器单位容量的体积,多采用在塑料薄膜上以真空蒸镀一层 金属随后卷绕成电容器,金属化薄膜拥有优异的“自愈”特性,即薄膜介质在某 点存在缺陷以及在过电压作用下出现击穿短路后,击穿点的金属化层可在电弧作 用下瞬间熔化蒸发而形成一个很小的无金属区,使电容的两个极片重新相互绝缘 而仍能继续工作,因此极大提高了电容器工作的可靠性,预期工作寿命长达 10 万小时左右,与高电压、大电流、高安全场景相适配。

新能源领域是薄膜电容未来发展的核心驱动。薄膜电容广泛应用于家电、通讯、 电网、轨道交通、工业控制、照明、新能源等多个领域。根据中国电子元器件协 会统计,2010-19 年,我国薄膜电容器行业市场规模 CAGR 为 13%,2019 年 我国薄膜电容器市场规模为 90.40 亿元,约占全球市场的 60%以上,全球薄膜 电容市场规模约 150 亿元,2020 年国内薄膜电容器市场规模将达到 100 亿元 左右。薄膜电容的额定电压可达数千伏,远高于铝电解电容的 500V 左右最高工 作电压,在新能源车、光伏与风电的部分需要承受几百至几千伏的高电压的应用 场景中,薄膜电容是最佳选择。

薄膜电容在新能源车中被广泛应用于直流支撑电容与滤波电容。薄膜电容在新能 源车中可应用于电驱系统、OBC 车载充电器、DC-DC 开关电源、48V 变频 器、无线充电等系统,其中以电驱系统对薄膜电容的要求最高,价值量最大。新 能源车的三电系统即电池、电控、电机,电控作为连接电池和电机的桥梁,核心 需要实现将电池输出的直流电转换成交流电的功能,转换过程中需要用到 IGBT 模块。在电路中配套使用直流支撑(DC-Link)电容、吸收电容、滤波电容,可 以缓冲急剧的电流变化、大幅振荡的电压,保护功率模块。

多电机与高压平台共同促进薄膜电容价值量提升。随着更多车企发布多电机版车 型,单车电控及配备的薄膜电容将持续增加,另一方面,保时捷、极狐、小鹏等 国内外车企发布或正在研发 800V、750V 等高电压平台,对电路内部的电容提 出更高要求,高性能薄膜电容用量增多将进一步提升单车薄膜电容价值量。 我们预测新能源车薄膜电容到 2026 年市场规模为 108.2 亿元,2021-26 复合 增长率为 32.0%,为薄膜电容创造 81.2 亿增量市场空间。

薄膜电容是光伏逆变器的重要元件。光伏逆变器在光伏系统中将太阳能板产生的 直流电转换成交流电,以松下官网的方案为例,逆变器需要使用十几颗不同的薄 膜电容分别实现直流滤波、交流滤波、直流支撑、缓冲等功能,从而提高电路的 稳定性,使输出电能质量符合并入电网的要求。

3.2.江海薄膜电容布局完善,项目扩产加速匹配需求

公司通过三大实体布局薄膜电容。公司 2011 年成立新江海动力,开始布局薄膜 电容业务,2016 年收购优普电子,消费电子端产品能力进一步增强,2018 年与 全球第二的薄膜电容厂商 Kemet 合作成立海美电子。 新江海动力电子以直流支撑和吸收薄膜电容器为发展重点,自产金属化膜的规格、 良品率近年来均有增加,2021 年产出提高了 50%,新建的分布式光伏用盒式薄 膜电容器产线也已量产,大规模应用的前期工作顺利推进。 优普电子以安规薄膜和交流电容器为主要产品,目前公司正从基础管理入手,以 大客户、项目化为抓手,稳步推进成本控制、品质管控。 海美电子电动汽车驱动用薄膜电容器的技术性能和市场开拓取得可喜进步,已中 标多个汽车品牌和电驱动器厂商项目。 高压大容量薄膜电容器扩产项目进度提速。2016 年公司通过非公开发行股票募 集资金,计划投资 4 亿元用“高压大容量薄膜电容器扩产项目”,新增 10 条高 压薄膜电容器生产线、4 条金属化镀膜、分切生产线,形成高压大容量薄膜电容 器 100 万只的年产能、超薄金属化膜 1800 吨的年产能。 截至 2021 年底,薄膜电容器项目投资进度 50.15%,2021 年项目建设提速, 公司新增产能释放有望与薄膜电容需求增长相匹配,薄膜电容业务进入加速增长 期。

4. 超级电容:储能领域黄金赛道,EDLC 和 LIC 双轨发展

4.1.超级电容:高功率储能装置,性能介于电容与电池之间

超级电容器是一种具有快速、大容量储能(电能)能力的电容器。其性能与结构 介于普通电容器与电池之间,根据工作原理超级电容可以分为双电层电容器与法 拉第准电容器(赝电容)以及新型的锂离子超容,双电层电容器工作原理更接近 传统电容器,通过电荷在电极上的吸附来储放能,锂离子超容则在双电层电容的 负极掺杂锂离子提高了工作电压,而法拉第准电容则通过发生可逆氧化还原反应 来储放能,更类似电池。目前双电层电容器(EDLC)是主流,锂离子超容是重 要发展方向。

超级电容器涂抹活性炭的铝箔构成的正负极、电解液、隔膜(分离器)构成。在 多层电极的结构中,还会在铝箔内外层涂抹绝缘树脂防止短路。超级电容充电时 电解液中的离子受到电极的吸附进行能量的储存,放电时超级电容受到离子朝相 反方向进行运动脱离电极来释放能量。

超级电容具有冲放电快、功率密度高、能量密度低、寿命长、工作温度广等特性, 适用于短时大功率储能场景。放电效率方面,普通电容>超容>电池;功率密度方 面,超容=普通电容>电池;能量密度方面,电池>超容>普通电容;寿命方面, 超容=普通电容>电池;温度特性方面,超容>普通电容>电池。以上特性决定了 超容适合于短时大功率储能场景,对峰值功率释放的能量快速捕捉并在相对较短 时间内快速释放。

超级电容器位于产业链中游,上游是制备超容的原材料,下游是各类终端应用。 上游原材料包括电极、电解液、隔膜等,其中电极成本占比 40-50%,是制备超 级电容的核心能力,决定超级电容的功率与能量密度。碳电极的比表面积是决定 电容器容量的关键参数,正极所需多孔碳材料中孔径一般要 2nm 及以上,活性 炭因具有原料广泛、价格低廉、比表面积大、孔隙丰富等特点,是目前唯一得到 商业化应用的电极材料,此外还存在将锂离子电池正极材料与活性炭材料的混合 物作为正极,形成锂离子超级电容器。负极的商业化碳材料主要是石墨,国内各 厂家技术的差异不大,主要是材料性能的差异。电解质包括有机电解质(丙烯碳 酸脂或高氯酸四乙氨、六氟磷酸锂与有机溶剂的混合液)与无机电解质(30%硫 酸水溶液、30%氢氧化钾水溶液)。隔膜是由特殊纤维素纤维构成的薄膜状材料, 具有很高的孔隙率和均匀的孔径分布,吸附电解液能力强,等效串联电阻(ESR) 低,同时具有良好的机械性能、化学稳定性以及耐电击穿性能。

中游电容器生产厂商市场集中,CR5=73.8%。美国 Maxwell 在风电变桨应用 领域具有垄断性地位,以 27%的市占率居第一,宁波中车、奥威科技、江海股 份、锦州凯美紧随其后,合计占据 47%的市场份额,国产厂商在国内市场份额 占据了主要份额。 下游应用方面新能源成为第一大应用领域,占比 41.3%。超容在在公交车、风 电变桨等领域替代传统电池,在轨道交通领域负责回收大型机车制动所释放的能 量。目前下游工程机械、电网调频、智能电表、UPS 等应用不断涌现,预计市场 格局仍存在进一步变化的空间。

4.2.中国市场快速增长,风电变桨、超容公交、电网储能应用增长潜力大

中国超容市场规模 198 亿,风电变桨、超容公交、电网侧储能等新能源领域应 用有望成为未来的主要增长驱动。2018 年以前,由于超级电容被提升至国家战 略层面,曾迎来一段高速发展期,但在 2018 年增长有所放缓。近年来,由于超 级电容下游在新能源、轨道交通以及工业等领域应用场景被不断挖掘,行业空间 被进一步拉大,行业重回高速增长期。2021 年中国超级电容市场规模达 198 亿 元,同比增长 28%,预计未来在新能源快速发展的背景下,风电变桨、超容公 交、电网侧储能等下游需求快速增长,超容市场仍将维持较快的增速。

风电装机快速增长,变桨系统影响风机安全与效率。风电变桨即是采用机械液压 或者电动伺服的方式,控制风机桨叶的旋转,来调节桨叶的节距角,改变气流对 桨叶的攻角,进而控制风机桨叶捕获的气动转矩和气动功率。风电变桨控制系统仅占整个风机的约 3%,但直接影响着风机的捕风能力和安全生产,关乎着风机 的生命线和效益线。

风电变桨可分为电动变桨与液压变桨,国产变桨系统电动为主。液压变桨功率大、 扭矩大、响应快但易漏油,且依赖进口,目前除国外西门子歌美飒、维斯塔斯采 用液压变桨系统外,国产风机厂商均采用电动变桨。电动变桨系统由伺服驱动器、 变桨电机、控制器、后备电源及附件组成,电动伺服控制器驱动变桨电机,变桨 电机驱动小齿轮,小齿轮再驱动桨叶的变桨轴承,从而实现叶片的转动。

后备电源为变桨系统提供临时动力,超容因性能、寿命优势有替代电池趋势。后 备电源有电池与超级电容两种方案,超级电容相比电池而言,拥有功率密度高、 循环寿命长、低温表现好等特点,寿命是电池最大的短板。目前变桨系统中电池的寿命在 4 年左右,而超容的寿命在 10 年左右,二者初始成本相当,但在风机 20 年的生命周期内,电池由于更急频繁的更换反而成本更高,除此之外,风电 恶劣的环境下超容的适应性更好,因此超级电容替代电池作为后备电源是长期趋 势。

公交车电动化大势所趋,政策驱动+成本优势渗透率快速提升。2015 年以来, 交通运输部陆续发布城市公交新能源汽车相关政策,规定重点区域的直辖市、省 会城市、计划单列市建成区公交车全部更换为新能源汽车。在环保要求、政策补 贴、设施配套、技术成熟等多重因素驱动下,新能源公交车对传统燃油公交车优 势凸显,其能耗成本仅为柴油车的 1/3,天然气车的 1/2,过去几年渗透率快速 提升。截至 2020 年,全国电动公交车保有量已达 37.9 万辆,渗透率达 53.8%。 根据交通运输部出台的相关规划,2025 年全国城市公交车新能源车占比将达到 72%,仍有较大的增长空间。

电动公交中超容续航/充电时长已持平锂电池,安全性、寿命优于锂电,预计未来 随成本下降有望占据更大市场空间。 性能方面,超级电容相比锂电池劣势主要在于能量密度低,在公交场景中,早期 超容故障率高,需每站停靠反复充放电满足续航,最新高容量超容单次充电 5- 6 分钟可运行 30 公里,而运用最新快充技术的 129KWH 锂电池公交充电 30 分 钟可运行 150 公里,但公交车单程运行距离短,超容在每轮线路运行结束经过 短暂充电后可快速投入下一轮运行,续航劣势不再,单位充电时间可运行里程数 也持平快充下的锂电,并且经上海巴士集团实践验证,故障率也大大降低。此外, 公交制动启动频繁,对锂电寿命不利,而超容可有效回收制动能量,进一步提升 续航。 寿命方面,锂电池一般的循环寿命在 2000 次左右,超级电容器的寿命可以达到 50 万次~100 万次,在前述场景下超容的全生命周期里程可达 1500 万-3000 万公里,是锂电的 50-100 倍。 成本方面,高容量超容续航提升后,充电桩从原来一站一桩减少至起止各一桩, 相关设施建设成本大幅降低。当前公交用超级电容初始成本高于锂电池,预计未 来随着成本进一步下降,续航进一步提升,有望实现全生命周期成本低于锂电池, 从而在电动公交占据更大的市场空间。

可再生能源发电受自然资源限制输出不稳定,储能成为标配。在发电侧,光伏发 电高峰在白天,风电根据地区不同在日内、日间均不稳定,配置储能后可对高峰 发电量进行存储,并在低估时期进行输出,平衡输出波动,替代部分发电机组投 资。电网侧,储能可以通过积极响应调频而增强电网安全性和提升电能质量,通 过充放电减少线路尖峰潮流而延缓输电投资。用电侧,储能可实现用电削峰填谷, 平滑电价。

电网频率影响电能质量,调频可保证电网频率稳定安全运行。交流电网频率是电 能质量的重要标志之一,也是电网调度控制电力系统运行的核心参数,当发电量 与用电量平衡时,电网频率可稳定在 50Hz,不平衡时则会频率则会出现偏差, 健康偏差在±0.2Hz,否则容易造成电网崩溃,引发大面停电,对半导体等电能 质量要求高的行业造成重大损失。新能源发电输出功率不稳定性给电网质量控制 带来更高挑战,为保证电网安全运行,当频率出现偏离时则需要进行电网调频, 其中一次调频与二次调频是主要手段。一次调频负责频率小幅波动场景,时效要 求高(通常 10s 内),通常由发电机组调速器参与完成;二次调频负责大幅长周 期频率波动场景,时效要求稍弱,通常由预先选定能快速启动、单位能耗低的发 电机组调频器完成。

超级电容功率密度高,一次调频毫秒级响应远超传统机组调频。传统一次调频通 过调整发电机组转速来调整输出功率适配负荷,要求发电机组保留备用容量,造 成了不经济性,而新型储能则可作为备用容量的补充。受电化学反应速率的限制, 新型储能中主流电化学方案功率密度小,当发生电网暂态扰动事件功率突变时, 电化学储能系统不能快速地吸收或释放目标功率,较难满足系统的动态要求。超 级电容器具有充放电速度快、循环寿命长、安全性高等优势,尤其适合短时大容 量功率需求场景,放电倍率是锂电池的百倍以上,应用于电网中可快速释放能量, 解决大扰动情形下电网频率失稳、电压暂降等问题。

江苏试点超容微储能调频,配套变电站长期空间可期。目前国网江苏已在江北新 区 110 千伏虎桥变电站试点投运超级电容微储能装置,可在 12ms 内进入一次 调频,远超传统机组调频 10s 的响应延迟,弥补了关键时间窗口的功率缺口,使 电网的一次调频过程明显提速,降低故障范围。据国网江苏电力初步测算,仅江 苏省内变电站的可利用空间具有新增 2GW 超级电容微储能装机规模的潜力,为 超级电容微储能带来广阔应用前景。 下游应用多点开花,长期增长空间可期。下游应用除新能源领域外,超级电容还在港口、钢厂的工程机械相关“油改电”项目中起到作为动力源的作用;在 UPS 领域中,起到短时能量补充的作用;在轨道交通中,起到回收大型车辆制动能量 进行储能的作用;在智能电表中,起到后备电源的作用。随着下游应用的多点开 花,预计将为超容带来更多潜在的市场空间。

4.3.募投项目加速公司产能扩张

公司前瞻布局超级电容,EDLC 和 LIC 双产线同步发展。公司自 2010 年开始 布局超级电容,2013 年通过受让日本 ACT 公司获得知识产权,研发能力得到 大幅提升;2014 年收购 VOLTA 8%的股权,并引进该领域专家杨恩东博士, 助力公司研发实力;2016 年募资 12 亿元,其中 8 亿元用于超级电容的研发和 市场开拓,新增 3 条 EDLC 和 5 条锂离子电容生产线,预计产能满产可达到双 电层电容器 300 万 Wh/年,锂离子电容器产能 2,500 万 Wh/年。公司在超级电 容领域 EDLC 和 LIC 双产线布局,已获得国内外多个领域的著名企业认可。

公司积极推动超级电容产业化落地,在国内已具备一定技术优势。目前主要应用 领域有风电变桨、轨道交通、智能三表、智能电网改造、油改电、电动大巴、港 口机械、石油装备等。公司在超级电容方面与中科院上海硅酸盐所、澳大利亚英 纳仕大学合作,与西安交通大学共建了高端电容器技术中心,为公司快速提升技 术水平,占领更高端市场创造了难得机遇。2021 年 5 月,公司与苏州金龙共同 开发的新型超级电容公交车正式下线,该客车只需充电五分钟,即可续航 30 公 里,平均每台车电池价值量在 50-60 万元,未来公共交通超级电容替代空间广 阔。

超级电容器业务有望实现高速增长。随着碳中和、碳达峰等政策推行,全球新能 源领域均处于高速发展阶段。智能电表进入更新周期,更新换代需求带来部分电 表超容需求;风电装机量长期稳定增长,2021 年受小年影响,2022 年有望同比 大幅改善,进一步拉动风电变桨需求;新能源公交车、港口机械等领域渗透率提 升仍有较大空间。公司近年来超级电容业务均保持较高增速。


(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

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