中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：儲(chǔ)能指通過(guò)一定方式將能量轉(zhuǎn)換成較穩(wěn)定的存在形態(tài)后進(jìn)行儲(chǔ)存，并按需釋放。
按照儲(chǔ)能作用時(shí)間的長(zhǎng)短，可以將儲(chǔ)能系統(tǒng)分為數(shù)時(shí)級(jí)以上、分鐘至小時(shí)級(jí)、秒級(jí)等。
按照儲(chǔ)能的原理，可以分為物理儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能等。
物理儲(chǔ)能包括抽水蓄能、壓縮空氣、飛輪儲(chǔ)能、儲(chǔ)氫等，主要應(yīng)用于數(shù)時(shí)級(jí)以上的工作場(chǎng)景。
從技術(shù)發(fā)展上看，據(jù)《2022儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)應(yīng)用研究報(bào)告》顯示，2021年全球儲(chǔ)能市場(chǎng)裝機(jī)功率為205.3GW，其中，飛輪儲(chǔ)能裝機(jī)僅占0.47%；而在中國(guó)43.44GW的裝機(jī)規(guī)模中，飛輪儲(chǔ)能裝機(jī)占比則不到0.44%，當(dāng)前飛輪儲(chǔ)能的市場(chǎng)規(guī)模較小，仍處于非主流的一種儲(chǔ)能方式。
當(dāng)前飛輪儲(chǔ)能目前主要作為蓄電池系統(tǒng)的補(bǔ)充，還處于商業(yè)化早期。
整體而言，目前在全球及中國(guó)儲(chǔ)能市場(chǎng)，飛輪儲(chǔ)能市占率均處于低位。隨著技術(shù)的成熟和價(jià)格的降低，行業(yè)發(fā)展前景廣闊，并有望成為儲(chǔ)能領(lǐng)域的一項(xiàng)新的革命。
當(dāng)前中國(guó)飛輪儲(chǔ)能還未全面推廣：
資料來(lái)源：《2021年中國(guó)儲(chǔ)能技術(shù)研究進(jìn)展》
飛輪儲(chǔ)能行業(yè)概覽
飛輪儲(chǔ)能是一種機(jī)電能量轉(zhuǎn)換物理儲(chǔ)能裝置，屬于新型儲(chǔ)能技術(shù)。
通過(guò)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。
電源系統(tǒng)主要由三部分組成：1) 飛輪；2) 電機(jī)：電動(dòng)機(jī)+發(fā)電機(jī)；3) 軸承：為轉(zhuǎn)子提供低耗損支撐。
飛輪儲(chǔ)能原理圖：
飛輪儲(chǔ)能具有使用壽命長(zhǎng)、儲(chǔ)能密度高、不受充放電次數(shù)限制、安裝維護(hù)方便、對(duì)環(huán)境危害小等優(yōu)點(diǎn)。
其快速充放電的特征使其更適合于電網(wǎng)調(diào)頻、小型孤島電網(wǎng)調(diào)峰、電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制、電能質(zhì)量治理、車(chē)輛再生制動(dòng)及高功率脈沖電源等領(lǐng)域。
但目前飛輪儲(chǔ)能還具有很大的局限性，相對(duì)能量密度低、靜態(tài)損失較大。由于飛輪轉(zhuǎn)速可達(dá)4萬(wàn)~5萬(wàn)轉(zhuǎn)/分鐘，因此飛輪一般采用碳纖維材質(zhì)，成本較高；能量釋放持續(xù)時(shí)間較短，一般只有幾十秒鐘，且自放電率高，若停止充電，能量在幾十個(gè)小時(shí)內(nèi)就會(huì)被全部損耗。
飛輪儲(chǔ)能的難點(diǎn)主要集中在轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)、磁軸承、功率電子電路、安全及保護(hù)特性、機(jī)械備份軸承。
隨著市場(chǎng)及應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，飛輪儲(chǔ)能關(guān)鍵技術(shù)將向以下幾個(gè)方面發(fā)展：
（1）電機(jī)及變流器系統(tǒng)將向低成本方向發(fā)展；（2）高能量密度轉(zhuǎn)子將向復(fù)合材料方向發(fā)展；（3）支撐軸承將向磁懸浮及復(fù)合軸承方向發(fā)展；（4）飛輪儲(chǔ)能單機(jī)儲(chǔ)存能量提升；（5）大容量飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)將向模塊陣列化方向發(fā)展。
飛輪儲(chǔ)能市場(chǎng)格局
自20世紀(jì)90年代起，多國(guó)飛輪儲(chǔ)能快速發(fā)展。以美國(guó)為首的國(guó)外市場(chǎng)起步早，已經(jīng)步入商業(yè)化應(yīng)用階段。
國(guó)外飛輪儲(chǔ)能技術(shù)主要集中在飛輪調(diào)頻電站、UPS等領(lǐng)域，已經(jīng)有一定規(guī)模的使用。
國(guó)外參與飛輪儲(chǔ)能主要企業(yè)包括：Beacon Power、VYCON、Temporal Power、Active Power、Amber Kinetics、Quantum Energy等。
國(guó)內(nèi)飛輪儲(chǔ)能市場(chǎng)處于起步階段，當(dāng)前正處于廣泛實(shí)驗(yàn)，小型樣機(jī)已經(jīng)研制成功，已有多個(gè)示范項(xiàng)目出現(xiàn)，但現(xiàn)階段我國(guó)飛輪儲(chǔ)能應(yīng)用并不廣泛。
國(guó)內(nèi)早期從事飛輪儲(chǔ)能技術(shù)研發(fā)的單位有：北京飛輪儲(chǔ)能（柔性）研究所、核工業(yè)理化工程研究院、中科院電工研究所、清華大學(xué)、華北電力大學(xué)、北京航空航天大學(xué)等。
目前，國(guó)內(nèi)有公司開(kāi)始運(yùn)營(yíng)從事飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用開(kāi)發(fā)。
相關(guān)企業(yè)包括華陽(yáng)股份、泓慧國(guó)際能源、微控能源、國(guó)機(jī)重裝、廣大特材、蘇交科、湘電股份等。
2021年12月16日國(guó)內(nèi)容量最大的1MW/200kWh飛輪儲(chǔ)能示范項(xiàng)目成功交付內(nèi)蒙古霍林河，開(kāi)展了新型儲(chǔ)能的探索。通過(guò)混合儲(chǔ)能的協(xié)同控制的方式由飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)優(yōu)先承擔(dān)高頻次指令任務(wù)，化學(xué)電池系統(tǒng)承擔(dān)長(zhǎng)時(shí)調(diào)頻調(diào)峰任務(wù)的方式降低電池充放電次數(shù)，延長(zhǎng)電池使用壽命。
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(wàn)年泉路站完成安裝調(diào)試并順利并網(wǎng)，這是我國(guó)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。
2022年部分飛輪儲(chǔ)能項(xiàng)目信息：
飛輪儲(chǔ)能有望受益于新型儲(chǔ)能發(fā)展。2022年3月，國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局發(fā)布關(guān)于印發(fā)《“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》的通知，提出要重點(diǎn)建設(shè)飛輪儲(chǔ)能技術(shù)試點(diǎn)示范項(xiàng)目，到2025年兆瓦級(jí)飛輪儲(chǔ)能等機(jī)械儲(chǔ)能技術(shù)逐步成熟。
同年6月國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局等九部門(mén)發(fā)布《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》，指出明確新型儲(chǔ)能獨(dú)立市場(chǎng)主體地位，創(chuàng)新儲(chǔ)能發(fā)展商業(yè)模式，明確其價(jià)格形成機(jī)制。
