Гонка за вычислительной мощностью центров обработки данных с искусственным интеллектом меняет ландшафт хранения энергии 

Гонка за вычислительную мощность в центрах обработки данных с искусственным интеллектом меняет ландшафт хранения энергии. Сильно меняющиеся характеристики нагрузки графических процессоров на миллисекундном уровне вытесняют суперконденсаторы из промышленных вспомогательных компонентов в ядро ​​вычислительной инфраструктуры. В качестве ядра хранения энергии суперконденсаторов углеродные материалы определяют емкость устройства, внутреннее сопротивление и срок службы. История суперконденсаторов — это, по сути, история итерации углеродных материалов. Бум вычислений на базе искусственного интеллекта также привлек внимание к высокопроизводительным углеродным материалам.

1. Активированный уголь

Скорлупа кокоса, уголь и смола активируются КОН, образуя сеть пор. Активированный уголь в основном используется в качестве основного активного материала как для положительных, так и для отрицательных электродов симметричных EDLC. Он накапливает энергию путем адсорбции ионов через удельную поверхность 1500–3000 м²/г и непосредственно отвечает за накопление заряда.

YuanLi — единственная компания в Китае и вторая в мире компания, которая достигла массового производства высококачественного углерода для суперконденсаторов посредством щелочной активации. В 2025 году его поставки составляли всего 200–300 тонн, но с июня 2026 года достигли нескольких сотен тонн в месяц. Ожидается, что отгрузки достигнут 1000 тонн в 2026 году и 3000–4000 тонн в 2027 году. 1000-тонная линия на базе в Наньпине уже загружена на полную мощность, при этом отпускные цены существенно ниже импортной продукции.

Мировым эталоном является Курарай. Ее продукция YP-50F/80F остается отраслевым стандартом, но ее темпы консервативны, что делает ее целью для внутреннего замещения. В феврале 2026 года шри-ланкийская компания Haycarb ввела в эксплуатацию специализированный завод по производству углеродного топлива, расширив производство углерода EDLC, а также внедрив кремний-углеродные аноды, создавая дифференциацию за счет низкоуглеродного маршрута производства кокосовой скорлупы.

2.Углеродные нанотрубки

Углеродные нанотрубки можно использовать в качестве проводящих добавок внутри электродов суперконденсаторов (в количестве 1–5 мас.%), а также в качестве композитных каркасов электродов, создавая проводящую сеть, подобную шоссе, для уменьшения внутреннего сопротивления и улучшения скоростных характеристик. Сами по себе УНТ не обеспечивают накопление энергии; их основная цель — дать возможность активным материалам полностью раскрыть свой потенциал.

Cnano Technology, отечественный лидер, занимает первое место в Китае с долей 51,6% рынка суспензий МУНТ. Завершена первая фаза проекта по производству 450-тонных ОУНТ, годовая мощность которых составит 80–100 тонн в 2026 году. На продукцию SWCNT уже приходится 70% поставок твердотельным и полутвердотельным клиентам. Планируется, что ее база в Канзасе в США начнет производство в 2026 году, а ее частное размещение на сумму 800 миллионов юаней полностью будет направлено на проект SWCNT.

На международном уровне вторую установку синтеза OCSiAl планируется ввести в эксплуатацию в 2026 году, ее запланированная мощность примерно в четыре раза превышает нынешнюю. В преддверии принятия правил ЕС по NMP компания OCSiAl заранее разделилась на системы двойной дисперсии на водной основе и на основе NMP, чтобы позиционировать себя для электродов следующего поколения.

3.Графен

Графен можно использовать в отдельных электродах суперконденсаторов (3D-аэрогель/пленка, в основном для гибких микросуперконденсаторов), проводящих добавках (в составе УНТ) и композитных подложках (загружающих псевдоемкостные материалы). Его теоретическая удельная поверхность составляет 2630 м²/г, но агломерация листов остается самым большим инженерным препятствием.

Две отечественные компании выделяются на рынке графеновых суперконденсаторов.

Суперконденсатор Zhongke: его электрические двухслойные конденсаторы на 3,2 В преодолевают международный потолок напряжения 2,7 В и быстро интегрируются в решения по электропитанию серверов искусственного интеллекта; производство на заводе в Чунцине начнется в 2025 году.

Xijing Carbon Energy: Ее EDLC с сухими электродами достигли стадии массового применения в центрах обработки данных, служа авангардом суперконденсаторов отечественного производства для входа в цепочку поставок AIDC (центр обработки данных, управляемый искусственным интеллектом). Кроме того, компания возглавляет проект в рамках национальной ключевой программы исследований и разработок «14-й пятилетки», ориентированной на «ключевые материалы и технологии для недорогих гибридных суперконденсаторов и демонстрационных систем мегаваттного масштаба». Его производственная база имеет годовую мощность 20 миллионов ячеек суперконденсаторов, 100 000 модулей и 4 миллионов единиц HUC (гибридных суперконденсаторов).

4.Углеродный аэрогель

Углеродный аэрогель в основном используется для изготовления самонесущих монолитных электродов без связующих веществ. Его непрерывная трехмерная мезопористая сеть обеспечивает высочайшую производительность и производительность при низких температурах, что делает его подходящим для применений с импульсной мощностью, таких как лазерное зажигание и электромагнитный запуск. Его недостатками являются хрупкость, высокая стоимость и медленное изготовление.

Кэбот сохраняет небольшую линию по индивидуальному заказу, но за последние два года не подавал сигналов о расширении. Отечественные компании по производству аэрогеля в основном сосредоточены на диоксиде кремния, в то время как углеродный аэрогель остается на стадии пилотного производства или специального заказа.

5.Карбидный углерод

Углерод, полученный из карбидов, в основном используется для изготовления электродов EDLC с высокой плотностью энергии и встроенных микросуперконденсаторов. Благодаря хлорированию карбидов, таких как TiC и SiC, размеры пор можно адаптировать к субнанометровому масштабу, приближая удельную емкость к теоретическому пределу EDLC.

Skeleton Technologies — единственный флагман индустриализации на этом пути, который готовится к IPO.

6.Углерод, полученный из биомассы

Кокосовая скорлупа, рисовая шелуха, отходы бамбука и другая биомасса карбонизуются в электроды EDLC. Этот путь является дешевым и устойчивым, а биомасса по своей природе содержит азот, фосфор и серу, что позволяет проводить допинг на месте. Это стало одной из разделительных линий между углеродными материалами конденсаторного и промышленного класса.

За рубежом на рынке по-прежнему доминирует Haycarb, добываемый из скорлупы кокосовых орехов. В Китае Shengquan Group использует свою систему переработки соломы (ее база в Дацине перерабатывает 1 миллион тонн соломы в год) для создания двойных линий производства: твердого углерода на основе биомассы и пористого углерода.

7.Твердый углерод

Твердый углерод можно использовать в качестве основного материала анода для асимметричных/гибридных конденсаторов и натрий-ионных конденсаторов. Он сохраняет натрий через поры в неупорядоченных слоях углерода, повышая плотность энергии системы. Это стратегическая территория для углеродных материалов в эпоху ионов натрия, и в настоящее время это самая горячая и, скорее всего, перенасыщенная отрасль.

В 2025 году Baisige отгрузила более 2000 тонн твердого углерода, заняв первое место в Китае третий год подряд. Компания имеет письмо о намерениях от BYD на поставку 70 000 тонн, а также пятилетний контракт с Chilwee на поставку 30 000 тонн. Команда ее основателей обладает почти 20-летним опытом исследований и разработок в области твердого, мягкого и суперконденсаторного углерода.

Линия производства твердого углерода Shengquan Group мощностью 10 000 тонн (с двумя маршрутами на основе биомассы и смолы) прошла сертификацию ведущими производителями элементов и партиями поставляет на рынки накопителей энергии и натрий-ионных аккумуляторов для двухколесных транспортных средств.

Японский твердый углерод стоит 100 000–150 000 юаней за тонну, в то время как отечественная продукция снизилась до 40 000–60 000 юаней за тонну. В 2026 году запланированная общеотраслевая мощность по производству твердого углерода достигнет 300 000 тонн в год. Примерно в 2027 году рынок, скорее всего, перейдет от дефицита к консолидации.