儲(chǔ)能行業(yè)分析 2022中國飛輪儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)分析

• 2022年11月12日 HuangWenYu來源：百度百科 中研報(bào)告 850 52
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飛輪儲(chǔ)能是指利用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)飛輪高速旋轉(zhuǎn)，在需要的時(shí)候再用飛輪帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電的儲(chǔ)能方式。技術(shù)特點(diǎn)是高功率密度、長壽命。未來5年，我國新型儲(chǔ)能的裝機(jī)規(guī)模將有近10倍的增長空間。

飛輪儲(chǔ)能是指什么?

飛輪儲(chǔ)能是指利用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)飛輪高速旋轉(zhuǎn)，在需要的時(shí)候再用飛輪帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電的儲(chǔ)能方式。技術(shù)特點(diǎn)是高功率密度、長壽命。飛輪本體是飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)中的核心部件，作用是力求提高轉(zhuǎn)子的極限角速度，減輕轉(zhuǎn)子重量，最大限度地增加飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)的儲(chǔ)能量，多采用碳素纖維材料制作。

飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)是一種機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的儲(chǔ)能裝置，突破了化學(xué)電池的局限，用物理方法實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能。通過電動(dòng)/發(fā)電互逆式雙向電機(jī)，電能與高速運(yùn)轉(zhuǎn)飛輪的機(jī)械動(dòng)能之間的相互轉(zhuǎn)換與儲(chǔ)存，并通過調(diào)頻、整流、恒壓與不同類型的負(fù)載接口。

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2022-2027年中國飛輪儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)與競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)分析報(bào)告》顯示：

根據(jù)儲(chǔ)能技術(shù)能量存儲(chǔ)原理的不同，儲(chǔ)能技術(shù)可分為電化學(xué)儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能以及機(jī)械儲(chǔ)能。機(jī)械儲(chǔ)能是將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的形式存儲(chǔ)，主要產(chǎn)品有抽水儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能和飛輪儲(chǔ)能。飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)通常被稱為機(jī)械電池，因?yàn)樗鼈兊墓δ芊浅ｎ愃朴趥鹘y(tǒng)電池，除了它以旋轉(zhuǎn)的飛輪動(dòng)能形式儲(chǔ)能，而不是化學(xué)能。

和電池及其他儲(chǔ)能方式相比，飛輪的優(yōu)勢(shì)是功率密度、循環(huán)能力、能量可利用率和在不降低性能的前提下的長使用壽命。早在20世紀(jì)50年代飛輪儲(chǔ)能技術(shù)就得到了人們的關(guān)注，并將其應(yīng)用于電動(dòng)汽車中。但是受到當(dāng)時(shí)技術(shù)水平的限制，未能取得突破性進(jìn)展。直到20世紀(jì)90年代，由于與飛輪電池儲(chǔ)能相關(guān)的技術(shù)取得了突破性進(jìn)展，才使得飛輪電池儲(chǔ)能進(jìn)入了快速發(fā)展階段。

隨著磁懸浮技術(shù)、復(fù)合材料技術(shù)和電力電子轉(zhuǎn)換技術(shù)取得突破性進(jìn)展，飛輪儲(chǔ)能作為一種新的儲(chǔ)能方式得到了各國的普遍關(guān)注，并且已經(jīng)成功應(yīng)用于許多領(lǐng)域。美國、德國、日本等發(fā)達(dá)國家對(duì)飛輪儲(chǔ)能技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用比較多。日本已經(jīng)制造出在世界上容量最大的變頻調(diào)速飛輪蓄能發(fā)電系統(tǒng)。美國羅特尼克在國內(nèi)積極參與儲(chǔ)能示范站的建設(shè)，推廣其飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)在國內(nèi)智能電網(wǎng)、微電網(wǎng)、新能源、軌道交通等領(lǐng)域的應(yīng)用。

同時(shí)，羅特尼克還將在國內(nèi)建立一個(gè)在未來幾年內(nèi)具備5000臺(tái)左右產(chǎn)能的生產(chǎn)基地，以實(shí)現(xiàn)飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化。歐洲的法國國家科研中心、德國的物理高技術(shù)研究所、意大利的SISE均正開展高溫超導(dǎo)磁懸浮軸承的飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)研究。

飛輪儲(chǔ)能因其具有安全、可靠性高、壽命長、環(huán)境友好等優(yōu)勢(shì)，在儲(chǔ)能行業(yè)快速發(fā)展的進(jìn)程中，迎來了更好的發(fā)展機(jī)遇和更廣闊的市場(chǎng)前景，在技術(shù)驅(qū)動(dòng)下，直接服務(wù)于“新基建”的大數(shù)據(jù)中心IDC、城際高速和城際軌道交通、新能源汽車充電樁等領(lǐng)域的飛輪儲(chǔ)能技術(shù)也越來越受到重視。雙碳背景下，儲(chǔ)能技術(shù)將迎來百花齊放的局面。飛輪儲(chǔ)能作為制造型能源，基于不同應(yīng)用場(chǎng)景，將發(fā)揮高頻次物理儲(chǔ)能技術(shù)優(yōu)勢(shì)，結(jié)合其他儲(chǔ)能技術(shù)彰顯最優(yōu)效果，促進(jìn)能源行業(yè)面向安全、綠色、高效的創(chuàng)新和變革。

飛輪儲(chǔ)能行業(yè)市場(chǎng)現(xiàn)狀分析

國家發(fā)展改革委、國家能源局正式發(fā)布《關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見》，提出將發(fā)展新型儲(chǔ)能作為提升能源電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力和綜合效率的重要舉措，并提出提升科技創(chuàng)新能力，加快飛輪儲(chǔ)能等新型儲(chǔ)能技術(shù)開展規(guī)?；囼?yàn)示范。意見提出到2025年，實(shí)現(xiàn)新型儲(chǔ)能從商業(yè)化初期向規(guī)?；l(fā)展轉(zhuǎn)變，裝機(jī)規(guī)模達(dá)3000萬千瓦(30GW)以上，到2030年實(shí)現(xiàn)新型儲(chǔ)能全面市場(chǎng)化發(fā)展。飛輪儲(chǔ)能技術(shù)除在鐵路應(yīng)用之外，還可廣泛應(yīng)用于城市軌道交通、航空航天、國防軍工、醫(yī)療等領(lǐng)域，市場(chǎng)前景廣闊。

截至2020年底，國內(nèi)抽水蓄能電站累計(jì)裝機(jī)31.79GW，占中國儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模的89.3%。而包含電化學(xué)儲(chǔ)能、熔融鹽儲(chǔ)熱、飛輪儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能、超級(jí)電容儲(chǔ)能等在內(nèi)的新型儲(chǔ)能規(guī)模偏小，但增長較快，發(fā)展空間巨大。截至2020年底，我國已投運(yùn)的新型電力儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模僅為3.28GW。也就是說，未來5年，我國新型儲(chǔ)能的裝機(jī)規(guī)模將有近10倍的增長空間。

隨著環(huán)境保護(hù)意識(shí)的提高以及全球能源的供需矛盾，開發(fā)節(jié)能及采用替代能源的環(huán)保型汽車，以減少對(duì)環(huán)境的污染，是當(dāng)今世界汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)。汽車制造行業(yè)紛紛把目光轉(zhuǎn)向電動(dòng)汽車的研制。能找到儲(chǔ)能密度大、充電時(shí)間短、價(jià)格適宜的新型電池，是電動(dòng)汽車能否擁有更大的機(jī)動(dòng)性并與汽油車一爭(zhēng)高下的關(guān)鍵，而飛輪電池具有清潔、高效、充放電迅捷、不污染環(huán)境等特點(diǎn)而受到汽車行業(yè)的廣泛重視。預(yù)計(jì)21世紀(jì)飛輪電池將會(huì)是電動(dòng)汽車行業(yè)的研究熱點(diǎn)。

風(fēng)力發(fā)電由于風(fēng)速不穩(wěn)定，給風(fēng)力發(fā)電用戶在使用上帶來了困難。傳統(tǒng)的做法是安裝柴油發(fā)電機(jī)，但由于柴油機(jī)本身的特殊要求，在啟動(dòng)后30分鐘內(nèi)才能停止。而風(fēng)力常常間斷數(shù)秒，數(shù)分鐘。不僅柴油機(jī)組頻繁啟動(dòng)，影響使用壽命;而且風(fēng)機(jī)重啟動(dòng)后柴油機(jī)同時(shí)作用，會(huì)造成電能過剩。考慮到飛輪儲(chǔ)能的能量大。

2022年4月11日，2臺(tái)1兆瓦飛輪儲(chǔ)能裝置在青島地鐵3號(hào)線萬年泉路站完成安裝調(diào)試，并順利并網(wǎng)應(yīng)用，這是我國軌道交通行業(yè)首臺(tái)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的兆瓦級(jí)飛輪儲(chǔ)能裝置。

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