1、飛輪儲(chǔ)能應(yīng)用場景廣泛
根據(jù)觀研報(bào)告網(wǎng)發(fā)布的《中國飛輪儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)研究與未來前景預(yù)測報(bào)告（2024-2031年）》顯示，飛輪儲(chǔ)能是指利用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)飛輪高速旋轉(zhuǎn)，將電能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能儲(chǔ)存起來，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?！憋w輪儲(chǔ)能系統(tǒng)主要包括轉(zhuǎn)子系統(tǒng)、軸承系統(tǒng)和轉(zhuǎn)換能量系統(tǒng)三個(gè)部分構(gòu)成。另外還有一些支持系統(tǒng)，如真空、深冷、外殼和控制系統(tǒng)。
飛輪儲(chǔ)能工作原理
資料來源：觀研天下整理
飛輪儲(chǔ)能因其功率密度高、效率高、壽命長和無污染的優(yōu)勢(shì)，目前廣泛應(yīng)用于大功率、響應(yīng)快、高頻次的場景，典型市場包括軌道交通、電網(wǎng)調(diào)頻、UPS不間斷電源等。
飛輪儲(chǔ)能應(yīng)用場景分析
資料來源：觀研天下整理
2、多個(gè)國家發(fā)力飛輪儲(chǔ)能技術(shù)研發(fā)，美國研究起步較早
飛輪儲(chǔ)能的技術(shù)特點(diǎn)是高功率密度、長壽命，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?，F(xiàn)代飛輪儲(chǔ)能技術(shù)自20世紀(jì)中期開始，己有超過50年的研發(fā)和應(yīng)用歷史，美國在20世紀(jì)90年代中后期率先進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化發(fā)展階段，尤其是美國Beacon Power歷史性的開創(chuàng)了飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)與電力公司合作的先例，使得電力市場開始接受飛輪儲(chǔ)能技術(shù)。
部分國家對(duì)飛輪儲(chǔ)能技術(shù)研發(fā)情況
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名稱 |
技術(shù)研發(fā)概況 |
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美國 |
美國針對(duì)飛輪儲(chǔ)能的研究起步較早。馬里蘭大學(xué)已研究出用于電力調(diào)峰的24kWh的電磁懸浮飛輪系統(tǒng)，其飛輪重172.8kg，工作轉(zhuǎn)速范圍11，610～46，345rpm，破壞轉(zhuǎn)速為48，784rpm，系統(tǒng)輸出恒壓110～240V，全程效率為81%。經(jīng)濟(jì)分析表明，運(yùn)行3年時(shí)間可收回全部成本。美國BeaconPower歷史性的開創(chuàng)了飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)與電力公司合作的先例，使得電力市場開始接受飛輪儲(chǔ)能技術(shù)。 |
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日本 |
日本在飛輪儲(chǔ)能技術(shù)的基礎(chǔ)研究、關(guān)鍵技術(shù)、制造工藝以及產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化開發(fā)等方面積累了大量經(jīng)驗(yàn)。特別是在新材料、高溫超導(dǎo)磁懸浮技術(shù)等方面的研究，為飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)的高效運(yùn)行和成本降低提供了有力支持。目前，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)(容量26.5MVA,電壓1100V,轉(zhuǎn)速510690r/min,轉(zhuǎn)動(dòng)慣量710t·m2)。日本在飛輪儲(chǔ)能領(lǐng)域的代表企業(yè)為三菱和日立。 |
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加拿大 |
加拿大政府和相關(guān)部門對(duì)飛輪儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展給予了高度重視，通過制定相關(guān)政策和提供資金支持，積極推動(dòng)飛輪儲(chǔ)能技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用。這種政策環(huán)境為飛輪儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展提供了良好的外部條件。加拿大在飛輪儲(chǔ)能領(lǐng)域的代表性企業(yè)為TemporalPower公司，該公司擁有先進(jìn)的飛輪儲(chǔ)能技術(shù)和豐富的工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。 |
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韓國 |
韓國積極與國際上的飛輪儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)先企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)開展合作，共同推動(dòng)飛輪儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展和商業(yè)化應(yīng)用。韓國機(jī)械與材料學(xué)院與韓國電力研究院合作開發(fā)了一套5kWh級(jí)飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)，采用主動(dòng)電磁軸承與永磁軸承混合支撐方式以及永磁電機(jī)結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)在技術(shù)上具有較高的先進(jìn)性，為韓國飛輪儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展樹立了標(biāo)桿。 |
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德國 |
德國在飛輪儲(chǔ)能技術(shù)的研發(fā)上投入了大量資源，致力于提高飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)的效率、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。德國還注重飛輪儲(chǔ)能技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用，探索其在電力系統(tǒng)、交通運(yùn)輸、航空航天等多個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用潛力，推動(dòng)飛輪儲(chǔ)能技術(shù)的商業(yè)化進(jìn)程。代表企業(yè)FlybtEnergySolutionsGmbH專注于研發(fā)和生產(chǎn)高性能飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)，其產(chǎn)品具有高效、可靠和安全等特點(diǎn)，在電力、交通、工業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。 |
資料來源：觀研天下整理
3、國家政策驅(qū)動(dòng)，2023年我國飛輪儲(chǔ)能行業(yè)市場規(guī)模將突破千億大關(guān)
在國內(nèi)市場，為把握飛輪儲(chǔ)能這一新興市場發(fā)展機(jī)遇，中央層面準(zhǔn)備大力支持和扶持和開發(fā)儲(chǔ)能技術(shù)，如《2014—2020年儲(chǔ)能裝備行業(yè)發(fā)展規(guī)劃》和《推動(dòng)我國光伏儲(chǔ)能發(fā)展的愿景和戰(zhàn)略》等，明確鼓勵(lì)和支持飛輪儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展，并幫助飛輪儲(chǔ)能技術(shù)投入市場應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。
數(shù)據(jù)顯示，截至2023年底，全國已建成投運(yùn)新型儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)31.39GW/66.87GWh。其中，鋰離子電池儲(chǔ)能占比97.4%，飛輪儲(chǔ)能占比僅0.2%左右。根據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2022年我國飛輪儲(chǔ)能市場規(guī)模已超過320億元，預(yù)計(jì)到2023年將突破千億大關(guān)，年度增速預(yù)計(jì)將超過40%。
數(shù)據(jù)來源：觀研天下整理
4、項(xiàng)目規(guī)模化部署應(yīng)用疊加資本市場推動(dòng)，飛輪儲(chǔ)能行業(yè)即將迎來爆發(fā)節(jié)點(diǎn)
目前，我國清華大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、中國科學(xué)院等高校和科研機(jī)構(gòu)一直在進(jìn)行飛輪儲(chǔ)能技術(shù)研究數(shù)據(jù)顯示。截至2024年上半年，我國飛輪儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)化備案項(xiàng)目11個(gè)，總投資超41億元，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程取得較大進(jìn)展，
截止2024年我國飛輪儲(chǔ)能重點(diǎn)項(xiàng)目
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時(shí)間 |
項(xiàng)目動(dòng)態(tài) |
項(xiàng)目概述 |
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2024年1月 |
中國葛洲壩電力首個(gè)飛輪儲(chǔ)能項(xiàng)目中標(biāo)落地 |
該項(xiàng)目場地位于山西省臨汾市翼城縣北側(cè)約3千米岳莊村東南側(cè)，計(jì)劃建設(shè)一座獨(dú)立混合調(diào)頻儲(chǔ)能電站，建設(shè)總規(guī)模為100兆瓦/50.43兆瓦時(shí)獨(dú)立混合儲(chǔ)能建設(shè)項(xiàng)目，包括飛輪儲(chǔ)能裝機(jī)容量50兆瓦/0.43兆瓦時(shí)，電化學(xué)儲(chǔ)能容量50兆瓦/50兆瓦時(shí)，配套建設(shè)1座升壓站。該項(xiàng)目為獨(dú)立調(diào)頻電站，擬采用先進(jìn)的飛輪儲(chǔ)能技術(shù)+磷酸鐵鋰電池組成。項(xiàng)目建成后，利用其發(fā)電功率調(diào)節(jié)靈活、調(diào)節(jié)速度快的特性，能夠有效平抑風(fēng)電、光伏等新能源發(fā)電波動(dòng)特性，緩解電網(wǎng)調(diào)峰壓力，提高供電質(zhì)量和電網(wǎng)運(yùn)行的安全性。 |
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2024年2月 |
國能靈武電廠磁懸浮飛輪儲(chǔ)能性能試驗(yàn)檢測項(xiàng)目完成 |
國能寧夏靈武發(fā)電有限公司“22兆瓦磁懸浮飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)”耦合熱電聯(lián)產(chǎn)示范工程是我國首個(gè)全容量“飛輪儲(chǔ)能+火電聯(lián)合調(diào)頻”示范項(xiàng)目，也是全球首臺(tái)500千瓦/125千瓦時(shí)級(jí)別的工程化應(yīng)用飛輪。項(xiàng)目設(shè)計(jì)安裝36臺(tái)飛輪，單臺(tái)飛輪額定功率為500千瓦，最大可達(dá)630千瓦。 |
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2024年5月 |
山西文水獨(dú)立混合儲(chǔ)能建設(shè)項(xiàng)目開工儀式舉行 |
文水縣儲(chǔ)能電站項(xiàng)目站區(qū)用地紅線范圍占地約3.75hm2。站區(qū)分為4大功能區(qū)，分別為辦公生活服務(wù)設(shè)施區(qū)，配電升壓站區(qū)、磷酸鐵鋰儲(chǔ)能區(qū)、飛輪儲(chǔ)能區(qū)。本項(xiàng)目為獨(dú)立調(diào)頻電站，采用飛輪儲(chǔ)能技術(shù)+磷酸鐵鋰電池組成，容量為200MW，項(xiàng)目建成后有望成為全國首個(gè)飛輪+鋰電池混合儲(chǔ)能獨(dú)立電站，既能滿足調(diào)頻需求，同時(shí)又能滿足調(diào)峰需求，為電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行貢獻(xiàn)力量。預(yù)計(jì)建成后可實(shí)現(xiàn)約每年24000萬元的收入、3600萬元的納稅額。 |
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2024年6月 |
遼寧省調(diào)兵山首個(gè)飛輪電化學(xué)混合儲(chǔ)能項(xiàng)目簽約 |
6月6日，東坤資產(chǎn)管理有限公司與調(diào)兵山市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)管委會(huì)簽約，擬投建200MW飛輪電化學(xué)混合儲(chǔ)能項(xiàng)目。該項(xiàng)目擬投資19億元，規(guī)劃站址位于調(diào)兵山市，項(xiàng)目規(guī)模200MW/100MWh,是調(diào)兵山市首個(gè)采用飛輪+電化學(xué)混合的新型儲(chǔ)能項(xiàng)目，擬在2024年10月前開工建設(shè)。項(xiàng)目建成后年?duì)I業(yè)收入可達(dá)2.6億元，稅收5000萬元。 |
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2024年8月 |
100兆瓦飛輪電化學(xué)混合儲(chǔ)能項(xiàng)目落地遼寧昌圖 |
項(xiàng)目是由東坤資產(chǎn)管理有限公司擬投資9.5億元建設(shè)，規(guī)劃占地80畝，項(xiàng)目規(guī)模100兆瓦，是昌圖縣首個(gè)采用飛輪加電化學(xué)混合的新型儲(chǔ)能項(xiàng)目，預(yù)計(jì)在2024年10月前開工建設(shè)。項(xiàng)目建成后，將為昌圖縣帶來年?duì)I業(yè)收入可達(dá)2.6億元，稅收5000萬元，對(duì)優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、推進(jìn)城市轉(zhuǎn)型升級(jí)具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。 |
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2024年9月 |
中車首個(gè)一飛輪儲(chǔ)能建設(shè)項(xiàng)目開工 |
項(xiàng)目占地35.45畝，計(jì)劃于2024年12月底完成整體工程建設(shè)及設(shè)備安裝。2025年2月完成并網(wǎng)調(diào)試。將建設(shè)由飛輪儲(chǔ)能和電化學(xué)儲(chǔ)能協(xié)同調(diào)節(jié)的混合儲(chǔ)能調(diào)頻電站，其中包括磷酸鐵鋰儲(chǔ)能系統(tǒng)50MW/50MWh和飛輪儲(chǔ)能容量50MW/0.41MWh,同時(shí)配套建設(shè)1座110kV升壓站及配套工程，用于電力系統(tǒng)一次調(diào)頻輔助服務(wù)。 |
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2024年9月 |
山西屯留經(jīng)開區(qū)鼎輪能源30MW~飛輪儲(chǔ)能項(xiàng)目成功并網(wǎng)發(fā)電 |
鼎輪能源儲(chǔ)能項(xiàng)目主要建設(shè)30MW7飛輪儲(chǔ)能調(diào)頻電站及附屬配套工程。該項(xiàng)目由12套飛輪儲(chǔ)能調(diào)頻單元構(gòu)成，每套飛輪儲(chǔ)能調(diào)頻單元包含10臺(tái)高速磁懸浮飛輪、飛輪輔助系統(tǒng)、飛輪驅(qū)動(dòng)與控制系統(tǒng)及升壓變流一體機(jī)預(yù)制艙。每5個(gè)飛輪儲(chǔ)能調(diào)頻單元通過電纜匯集接入儲(chǔ)能電站35kV配電裝置，項(xiàng)目共設(shè)兩個(gè)匯集單元。匯集后通過一臺(tái)40MVA的110kV/35kV變壓器升壓后送入對(duì)側(cè)變電站。配套建設(shè)110kV升壓站、電控樓、冷卻塔等設(shè)施。 |
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2024年9月 |
中車首個(gè)飛輪儲(chǔ)能建設(shè)項(xiàng)目開工 |
項(xiàng)目占地35.45畝，計(jì)劃于2024年12月底完成整體工程建設(shè)及設(shè)備安裝。2025年2月完成并網(wǎng)調(diào)試。將建設(shè)由飛輪儲(chǔ)能和電化學(xué)儲(chǔ)能協(xié)同調(diào)節(jié)的混合儲(chǔ)能調(diào)頻電站，其中包括磷酸鐵鋰儲(chǔ)能系統(tǒng)50MW/50MWh和飛輪儲(chǔ)能容量50MW/0.41MWh,同時(shí)配套建設(shè)1座110kV升壓站及配套工程，用于電力系統(tǒng)一次調(diào)頻輔助服務(wù)。 |
資料來源：觀研天下整理
同時(shí)，在資本方面，沈陽微控飛輪技術(shù)股份有限公司（以下簡稱“沈陽微控”）日前在遼寧證監(jiān)局完成辦理輔導(dǎo)備案登記，擬首次公開發(fā)行股票并上市，有望成為我國首個(gè)IPO的飛輪儲(chǔ)能企業(yè)。因此，在項(xiàng)目規(guī)模化部署應(yīng)用疊加資本市場推動(dòng)，我國飛輪儲(chǔ)能行業(yè)即將迎來爆發(fā)節(jié)點(diǎn)。（WYD）
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