中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：飛輪儲(chǔ)能作為一種綠色環(huán)保、安全高效的新型儲(chǔ)能技術(shù)，在電力系統(tǒng)具有很 多應(yīng)用場(chǎng)景，主要體現(xiàn)在飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)可以為新型電力系統(tǒng)提供慣量及快速調(diào)頻支撐，保障新能源大比例接入后的電網(wǎng)安全，助力“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。
飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)與化學(xué)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)相比，具有綠色環(huán)保、長(zhǎng)壽命、高功率、 快充放、易部署、維護(hù)成本低等優(yōu)點(diǎn)，可應(yīng)用于調(diào)頻、分布式發(fā)電及微網(wǎng)、可再 生能源并網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心 UPS 電源保障、軌道交通節(jié)能穩(wěn)壓、電壓暫降治理等場(chǎng)景。 其中，調(diào)頻是飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)在電網(wǎng)中最主要的應(yīng)用領(lǐng)域。
飛輪儲(chǔ)能優(yōu)點(diǎn)：
1、瞬時(shí)大功率：快速充放電、毫秒級(jí)響應(yīng)速度、放電倍率高；
2、使用壽命長(zhǎng)：經(jīng)過飛輪轉(zhuǎn)子嚴(yán)格探傷的儲(chǔ)能飛輪充放電循環(huán)超百萬(wàn)次，且全生命期無(wú)衰減，不受高頻次深度充放電的影響，設(shè)計(jì)壽命超過 20 年；
3、工作范圍寬：對(duì)環(huán)境溫度沒有嚴(yán)格要求，地域適應(yīng)性強(qiáng)；
4、能量轉(zhuǎn)換效率高：電能動(dòng)能之間的轉(zhuǎn)換效率高于 98%，儲(chǔ)能系統(tǒng)綜合效率 約 92%以上；
5、低維護(hù)：磁懸浮飛輪無(wú)機(jī)械磨損，系統(tǒng)可連續(xù)運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)；
6、可精確測(cè)量和控制：飛輪儲(chǔ)能可精確測(cè)量轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速?gòu)?而精確推算出“剩余電量”，實(shí)現(xiàn)精確控制；
7、安全可靠無(wú)污染：飛輪儲(chǔ)能作為物理儲(chǔ)能技術(shù)，無(wú)化學(xué)物質(zhì)釋放， 無(wú)化學(xué)爆炸等安全隱患，從生產(chǎn)到應(yīng)用的整個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)環(huán)境友好；
8、大規(guī)模制造成本下降空間大：飛輪產(chǎn)業(yè)尚處于發(fā)展初期，未來大規(guī)模制造后成本下降空間大；
從上述特點(diǎn)來看，飛輪儲(chǔ)能最適合高功率、短時(shí)間放電或頻繁充放電的儲(chǔ)能 需求，是短時(shí)高頻儲(chǔ)能技術(shù)的代表。
飛輪儲(chǔ)能缺點(diǎn)：
1、能量密度低，度電成本高；
2.、功耗高，自放電率大，如停止供電，能量在幾到幾十個(gè)小時(shí)內(nèi)就會(huì)自行耗盡。
3、目前主要適合于一些細(xì)分市場(chǎng)，如負(fù)荷跟蹤、系統(tǒng)調(diào)頻、慣量支撐、機(jī)械能回收、高品質(zhì)不間斷電源等。
目前，飛輪儲(chǔ)能技術(shù)在中國(guó)、德國(guó)、日本、加拿大、美國(guó)等國(guó)家已作為先進(jìn) 技術(shù)推廣應(yīng)用。通過國(guó)內(nèi)外事實(shí)項(xiàng)目案例證明，在電力調(diào)頻等領(lǐng)域，飛輪儲(chǔ)能較 傳統(tǒng)儲(chǔ)能擁有充放電更快、壽命更長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)，在效益回收以及可持續(xù)性上真正做 到質(zhì)優(yōu)價(jià)廉。
技術(shù)上，國(guó)外主要采用第三代飛輪儲(chǔ)能技術(shù)，其特點(diǎn)是采用磁懸浮軸承，飛輪轉(zhuǎn)速更高、功耗更低；國(guó)內(nèi)飛輪儲(chǔ)能技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用方面相比國(guó)外比較滯后，究其原因主要缺乏應(yīng)用場(chǎng)景和研發(fā)投入，以及對(duì)技術(shù)的認(rèn)知過程，許多成果還有待驗(yàn)證，欠缺規(guī)?；a(chǎn)能力。
應(yīng)用上，一些優(yōu)質(zhì)飛輪廠商已將國(guó)外技術(shù)引進(jìn)到國(guó)內(nèi)，如沈陽(yáng)微控并購(gòu)美國(guó) VYCON公司，實(shí)現(xiàn)了全球領(lǐng)先的高速磁懸浮飛輪技術(shù)的國(guó)產(chǎn)化，盾石磁能、天津貝肯也引入了國(guó)外技術(shù)。這些成熟的飛輪儲(chǔ)能技術(shù)一經(jīng)推出就迅速打開國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，并且 已經(jīng)在多個(gè)場(chǎng)景中應(yīng)用。如：2022 年北京冬奧會(huì)期間，沈陽(yáng)微控磁懸浮飛輪設(shè)備就用于 開幕式及速滑館應(yīng)急電源保障。
5 月 7 日，在國(guó)家能源局公布的“2021 年度能源領(lǐng)域首臺(tái)（套）重大技術(shù)裝 備（項(xiàng)目）”名單中，沈陽(yáng)微控聯(lián)合三峽集團(tuán)、中核匯能、核理化院，依托“山西右玉老千山風(fēng)電場(chǎng)一次調(diào)頻示范項(xiàng)目/三峽新能源烏蘭察布新型儲(chǔ)能技術(shù)驗(yàn)證平臺(tái)”項(xiàng)目共同研制的“適用于新能源電站慣量和調(diào)頻支撐的兆瓦級(jí)飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)”技術(shù)裝備（項(xiàng)目）成功入選，是儲(chǔ)能技術(shù)在新能源慣量響應(yīng)及調(diào)頻領(lǐng)域唯一一項(xiàng)入選的重大技術(shù)裝備（項(xiàng)目）。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)已知的飛輪儲(chǔ)能企業(yè)20 家，沈陽(yáng)微控、華馳動(dòng)能、羅特尼克、 上海中以、奇峰聚能、泓慧能源、貝肯新能源、坎德拉新能源在儲(chǔ)能調(diào)頻領(lǐng)域都 在加緊布局，技術(shù)不斷迭代升級(jí)，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也在加劇。而其他廠商主要側(cè)重于軌 道交通、UPS 電源等領(lǐng)域。
國(guó)內(nèi)飛輪儲(chǔ)能企業(yè)列表
數(shù)據(jù)來源：中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)產(chǎn)業(yè)政策研究中心
去年以來，國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能 發(fā)展的指導(dǎo)意見》與《“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》兩份文件中分別提出， 開展不同技術(shù)路線分類試點(diǎn)示范。飛輪儲(chǔ)能等新型儲(chǔ)能技術(shù)試點(diǎn)示范項(xiàng)目和規(guī)模 化應(yīng)用是其中重點(diǎn)建設(shè)內(nèi)容之一。
據(jù)中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)產(chǎn)業(yè)政策研究中心不完全統(tǒng) 計(jì)，2-5 月飛輪儲(chǔ)能項(xiàng)目 18 個(gè)（已列表），其中調(diào)頻項(xiàng)目 14 個(gè)，UPS 項(xiàng)目 4個(gè)，軌道交通項(xiàng)目 1 個(gè)。
2022 年 2-5 月（部分）飛輪儲(chǔ)能項(xiàng)目進(jìn)展
數(shù)據(jù)來源：中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)產(chǎn)業(yè)政策研究中心
從上述列表中不難看出，飛輪儲(chǔ)能企業(yè)重點(diǎn)“扎堆”電力調(diào)頻項(xiàng)目。
在電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中，需要通過轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、一次調(diào)頻、二次調(diào)頻等技術(shù)手段實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)電網(wǎng)中并網(wǎng)主體的有功出力，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)頻率及聯(lián)絡(luò)線功率的控制，從而保障電網(wǎng)頻率安全。儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠快速、準(zhǔn)確的控制功率輸出，非常符合電網(wǎng)調(diào)頻的需求。在較完善的電力市場(chǎng)中，調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)是電能量市場(chǎng)以外的 獨(dú)立市場(chǎng)，由于電力系統(tǒng)調(diào)頻功能的特殊性，其市場(chǎng)設(shè)計(jì)也自成體系。調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)的設(shè)計(jì)核心目標(biāo)是在保證系統(tǒng)頻率控制滿足標(biāo)準(zhǔn)的前提下，最小化系統(tǒng)整體調(diào)頻成本。
目前來看，飛輪儲(chǔ)能技術(shù)優(yōu)勢(shì)相對(duì)突出，是一種能夠有效通過電網(wǎng)級(jí)功率型 應(yīng)用驗(yàn)證的技術(shù)手段。飛輪儲(chǔ)能作為一種物理儲(chǔ)能，具有安全性高、可靠性強(qiáng)， 同時(shí)功率密度大、體積小，還可減少占地面積，可用于電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)等調(diào)頻領(lǐng) 域，未來在新能源并網(wǎng)及電力輔助服務(wù)等領(lǐng)域都將發(fā)揮關(guān)鍵性作用。
