飞轮储能的大规模应用只是时间的问题。飞轮储能因其具有安全、可靠性高、寿命长、环境友好等优势,在储能行业快速发展的进程中,迎来了更好的发展机遇和更广阔的市场前景,在技术驱动下,直接服务于“新基建”的大数据中心IDC、城际高速和城际轨道交通、新能源汽车充电桩等领域的飞轮储能技术也越来越受到重视。双碳背景下,储能技术将迎来百花齐放的局面。飞轮储能作为制造型能源,基于不同应用场景,将发挥高频次物理储能技术优势,结合其他储能技术彰显最优效果,促进能源行业面向安全、绿色、高效的创新和变革。
飞轮储能是指利用电动机带动飞轮高速旋转,在需要的时候再用飞轮带动发电机发电的储能方式。技术特点是高功率密度、长寿命。飞轮储能技术主要结构和运行方法已经基本明确,主要正处于广泛的实验阶段,小型样机已经研制成功并有应用于实际的例子,正向发展大型机的趋势发展。
据中研普华研究报告《2022-2026年中国飞轮储能行业发展趋势与竞争形势分析报告》分析
国外飞轮储能技术主要集中在飞轮调频电站、UPS等领域,其中有代表性的有Beacon3Power(灯塔电力公司), 其运营的飞轮调频电站是国际标杆,纽约203MW飞轮调频电站占该地区调频能力的3%,但承担了该地区23.5%的调频工作量, 调频准确率95
飞轮储能虽然听起来比较陌生,但我国自上世纪90年代就已经开展相关技术研究,走在前列的有上海航天控制技术研究所、清华大学、北京航空航天大学、华北电力大学等单位。但是与国外相比,我国自主研发的飞轮储能技术及工程应用还相对落后。多数公司主要生产容量较小的飞轮储能设备产品,充放电时间也比较短。
目前,我国在这些关键技术领域的研究积累不足,限制了大容量功率型飞轮储能产品的研发。大容量功率型飞轮储能是一种具有很高技术含量的复杂机电设备,这类产品的研发、生产是一项高投入、高风险的事业。
飞轮储能是一种大功率、快响应、高频次、长寿命的机械类储能技术,具有广阔的应用前景。目前, 国内外储能市场呈现规模大、速度快、政策多、市场热的特点。中国对储能的需求巨大且迫切,正处于示范向商业化发展的初期, 国家有一系列政策支持。
不久前,我国《能源技术革命创新行动计划(2016—2030年)》中的兆瓦级飞轮储能技术应用就取得重大突破——首次将飞轮储能应用到电气化铁路领域。
截至2020年底,国内抽水蓄能电站累计装机31.79GW,占中国储能装机规模的89.3%。而包含电化学储能、熔融盐储热、飞轮储能、压缩空气储能、超级电容储能等在内的新型储能规模偏小,但增长较快,发展空间巨大。截至2020年底,我国已投运的新型电力储能累计装机规模仅为3.28GW。也就是说,未来5年,我国新型储能的装机规模将有近10倍的增长空间。
飞轮储能适用于大功率、响应快、高频次的场景,典型市场包括UPS、轨道交通、电网调频三大领域,未来还将有充电桩、工程机械等新兴市场。
新型储能飞轮储能调频装置具有大功率、响应快、深度频繁充放电、无化学电池爆炸起火隐患、工作温度范围宽、20年超长使用寿命、安全可靠、残值高等独特优势,是最适合新能源一次调频及惯量响应的储能技术。
国家发展改革委、国家能源局正式发布《关于加快推动新型储能发展的指导意见》,提出将发展新型储能作为提升能源电力系统调节能力和综合效率的重要举措,并提出提升科技创新能力,加快飞轮储能等新型储能技术开展规模化试验示范。意见提出到2025年,实现新型储能从商业化初期向规模化发展转变,装机规模达3000万千瓦(30GW)以上,到2030年实现新型储能全面市场化发展。飞轮储能技术除在铁路应用之外,还可广泛应用于城市轨道交通、航空航天、国防军工、医疗等领域,市场前景广阔。
国内首个全容量飞轮储能项目开工
11月初,国家能源集团宁夏电力灵武公司光火储耦合22兆瓦/4.5兆瓦时飞轮储能工程开工。该项目是国内第一个全容量飞轮储能-火电联合调频工程,也是全球单体储电量最大、单体功率最大的飞轮储能,突破500千瓦级大功率飞轮单体的技术瓶颈,实现大功率飞轮单体工程应用。
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