2024飛輪儲(chǔ)能行業(yè)現(xiàn)狀及整體規(guī)模分析

• 黃文玉 2024年2月6日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 564 31
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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。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

隨著可再生能源的大規(guī)模應(yīng)用和電力系統(tǒng)的智能化發(fā)展，儲(chǔ)能技術(shù)的需求不斷增長。飛輪儲(chǔ)能作為一種高效、環(huán)保的儲(chǔ)能方式，在電力調(diào)峰、調(diào)頻、微電網(wǎng)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。此外，飛輪儲(chǔ)能還可用于數(shù)據(jù)中心、工業(yè)制造等領(lǐng)域，提供備用電源和節(jié)能減排解決方案。

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。

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。

飛輪儲(chǔ)能行業(yè)現(xiàn)狀及整體規(guī)模分析

目前飛輪儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)尚處于起步階段，在整個(gè)儲(chǔ)能市場(chǎng)中占比還較小。對(duì)于其他儲(chǔ)能產(chǎn)品來說，競(jìng)爭(zhēng)能力不強(qiáng)，適用領(lǐng)域?qū)I(yè)化程度加高，受眾面相對(duì)較窄。在產(chǎn)品方面，有的企業(yè)的飛輪儲(chǔ)能產(chǎn)品還處于研發(fā)試驗(yàn)階段;有的企業(yè)已有飛輪儲(chǔ)能產(chǎn)品樣機(jī)和個(gè)別示范案例;有的企業(yè)則已經(jīng)批量生產(chǎn)和應(yīng)用。因?yàn)轱w輪儲(chǔ)能產(chǎn)品技術(shù)水平的差異以及產(chǎn)品成熟度的差異等原因，目前飛輪儲(chǔ)能企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)并不激烈。

從企業(yè)數(shù)量來看，由于飛輪儲(chǔ)能屬于知識(shí)密集型企業(yè)，產(chǎn)品專業(yè)化程度高，市場(chǎng)需求小，整個(gè)行業(yè)處于剛起步階段，飛輪企業(yè)的數(shù)量極少。目前，這些企業(yè)主要分布于北京、深圳、天津、湖南長沙、四川德陽、遼林沈陽和大連、河北石家莊等地。從區(qū)域劃分來看，我國的飛輪儲(chǔ)能企業(yè)多分布與河北地區(qū)。

近年來，我國的飛輪儲(chǔ)能項(xiàng)目由于技術(shù)瓶頸，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)程度，產(chǎn)品適用面等原因，項(xiàng)目的滲透率相對(duì)較低，飛輪項(xiàng)目累計(jì)投資額增長也較為緩慢，但是隨著飛輪儲(chǔ)能商業(yè)模式的不斷完善，發(fā)展路徑逐漸清晰，企業(yè)的規(guī)模逐漸擴(kuò)大，行業(yè)的資產(chǎn)規(guī)模規(guī)模也在不斷增加。2021年，飛輪儲(chǔ)能行業(yè)的累計(jì)資產(chǎn)規(guī)模約在22.20億元，相較于2020年，增長了約5.85億元。

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2024-2029年中國飛輪儲(chǔ)能行業(yè)深度調(diào)研及投資機(jī)會(huì)分析報(bào)告》顯示：

目前，就以市面上的飛輪產(chǎn)品銷售情況來看，銷售通常以飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)為單位進(jìn)行，飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)由數(shù)十至數(shù)百個(gè)飛輪產(chǎn)品矩陣共同組成。以電網(wǎng)領(lǐng)域進(jìn)行電力調(diào)頻的飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)為例，一個(gè)飛輪產(chǎn)品儲(chǔ)能15KWH，100個(gè)飛輪儲(chǔ)能矩陣可存儲(chǔ)1.5MWH能量，而這樣一臺(tái)1MHW的系統(tǒng)利潤在40萬元左右，收入則在412萬元左右。而在交通領(lǐng)域，根據(jù)《新基建下儲(chǔ)能技術(shù)典型應(yīng)用場(chǎng)景分析》，北京地鐵房山線廣陽城站1MW飛輪儲(chǔ)能設(shè)備投資金額也在400萬元左右。由此，我國在2021年的，飛輪儲(chǔ)能行業(yè)銷售收入約在5.32億元，相較于2020年的4.05億元，同比提高了31.35%。

2021年，飛輪儲(chǔ)能行業(yè)的利潤有著較大幅度的提升，2021年行業(yè)的利潤為5446.14萬元，同比提高了26.14%，這是因?yàn)樵?021年，行業(yè)的需求，在國家新能源儲(chǔ)能和發(fā)電政策的引導(dǎo)，行業(yè)的發(fā)展前景逐漸明確，下游市場(chǎng)逐漸打開，利潤總額迅速增長。

圖表：2019-2021年行業(yè)毛利潤總額

數(shù)據(jù)來源：中研普華

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。在儲(chǔ)能時(shí)，電能通過電力轉(zhuǎn)換器變換后驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行，電機(jī)帶動(dòng)飛輪加速轉(zhuǎn)動(dòng)，飛輪以動(dòng)能的形式把能量儲(chǔ)存起來，完成電能到機(jī)械能轉(zhuǎn)換的儲(chǔ)存能量過程，能量儲(chǔ)存在高速旋轉(zhuǎn)的飛輪體中;之后，電機(jī)維持一個(gè)恒定的轉(zhuǎn)速，直到接收到一個(gè)能量釋放的控制信號(hào);釋能時(shí)，高速旋轉(zhuǎn)的飛輪拖動(dòng)電機(jī)發(fā)電，經(jīng)電力轉(zhuǎn)換器輸出適用于負(fù)載的電流與電壓，完成機(jī)械能到電能轉(zhuǎn)換的釋放能量過程。整個(gè)飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了電能的輸入、儲(chǔ)存和輸出過程。

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。2023年4月4日，國內(nèi)首個(gè)“飛輪+鋰電池儲(chǔ)能”復(fù)合調(diào)頻項(xiàng)目——中國華電朔州熱電復(fù)合調(diào)頻項(xiàng)目正式投運(yùn)，填補(bǔ)了國內(nèi)飛輪與電化學(xué)復(fù)合儲(chǔ)能領(lǐng)域的空白。

飛輪儲(chǔ)能行業(yè)未來發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)

現(xiàn)在隨著電化學(xué)儲(chǔ)能的迅猛發(fā)展，初步形成了新能源加儲(chǔ)能的融合發(fā)展態(tài)勢(shì)。但受水資源所限，抽水蓄能發(fā)展相對(duì)穩(wěn)定，光熱儲(chǔ)能目前尚處于起步階段，飛輪儲(chǔ)能逐步進(jìn)入商業(yè)化規(guī)?；瘧?yīng)用的導(dǎo)入期。目前飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)適用于電力系統(tǒng)調(diào)頻、風(fēng)電等間歇式新能源發(fā)電、不間斷電源(UPS)、軌道交通制動(dòng)能量回收、脈沖功率電源等領(lǐng)域。而在未來，飛輪儲(chǔ)能技術(shù)將朝著復(fù)合材料飛輪轉(zhuǎn)子、組合式磁軸承、高速電機(jī)、雙向電力電子控制、陣列式運(yùn)行等方向進(jìn)一步發(fā)展。

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  2024-2029年中國飛輪儲(chǔ)能行業(yè)深度調(diào)研及投資機(jī)會(huì)分析報(bào)告

  飛輪儲(chǔ)能行業(yè)研究報(bào)告旨在從國家經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略入手，分析飛輪儲(chǔ)能未來的政策走向和監(jiān)管體制的發(fā)展趨勢(shì)，挖掘飛輪儲(chǔ)能行業(yè)的市場(chǎng)潛力，基于重點(diǎn)細(xì)分市場(chǎng)領(lǐng)域的深度研究，提供對(duì)產(chǎn)業(yè)規(guī)模、...

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