8月27日至29日，2022世界清洁能源装备大会将在四川省德阳市举办。届时，作为世界清洁能源装备大会八大示范应用场景之一，全球首个“二氧化碳+飞轮储能”示范项目将亮相世界！该项目能在两小时内存满两万度电，足够60多个家庭使用1个月。飞轮储能作为最具发展前途的短时大功率储能技术之一，适合哪些场景应用？国内发展状况如何？未来是否值得期待？哪些公司有涉足？

　　飞轮储能系统是利用物理办法，采用电动/发电互逆式双向电机，用转轮所储存的惯性能量储存电能，即使电能与高速运转飞轮的机械动能之间进行相互转化来实现储能的目的，适用于调频等领域，是一种具有百万级的充放电次数和绿色环保型的储能技术。

　　飞轮储能目前作为储能行业中的一种新型技术，在很多地方具备自己独特的优势，是目前最具发展前途的短时大功率储能技术之一，具体表现在：

　　在整个寿命周期内，不会因为过充电或过放电而影响储能密度和使用寿命，而且飞轮也不会受到损害。其寿命主要取决于飞轮电池中电子元器件的寿命，一般可长达20年左右。

　　飞轮储能系统适用于电力系统调频、风电等间歇式新能源发电、不间断电源（UPS）、轨道交通制动能量回收、脉冲功率电源等领域，目前在国外已有应用案例。

　　电网中发电和用电不平衡会使电网频率发生波动，为了平抑这种波动，电网就需要配备调频电站。随着风电、光伏发电等新能源入网比例逐渐增加，因新能源发电的不稳定性，电网调频的需求将进一步加大。

　　飞轮储能功率大、响应速度快、寿命长，适用于电网调峰调频。目前，我国的电网调频电源主要为火电机组，但是火电机组响应时滞长、机组爬坡速率低，不能准确跟踪电网调度的调频指令，存在调节延迟、调节偏差和调节反向等现象。储能技术可以有效缓解新能源发电输出功率的不稳定性，飞轮储能具有功率大、响应速度快、寿命长的特性，可以随着电网的变化快速、有效地进行补偿，平抑波动负荷，缓冲发电输出瞬变，支撑电网频率和电压。在电网调峰调频中，飞轮储能技术有望得到广泛应用。

　　飞轮储能技术可在列车制动时，飞轮加速旋转进行能量的存储；列车启动时，飞轮降低转速完成能量的释放，从而实现制动能量回收利用，在缓解制动能量对电网产生冲击的同时，对节约能源、减少环境污染、提高经济效益也有着重大意义。根据央视报道，青岛地铁全面推动飞轮储能装臵的推广应用后，可实现牵引能耗节约15%，线万度，年减少二氧化碳排放约5万吨。

　　我国目前多地已启动电网调峰调频飞轮储能项目。我国《“十四五”新型储能发展实施方案》明确提出“到2025年兆瓦级飞轮储能技术应逐步成熟”、“重点建设飞轮储能技术试点示范项目”。目前山西省已启动多项飞轮储能示范项目，共计130.7MW；内蒙古已启动“MW级先进飞轮储能关键技术研究”项目，并开启风电场飞轮项目招标；宁夏的光火储耦合22兆瓦/4.5兆瓦时飞轮储能工程已于2021年11月10日开工。在政策的支持下，飞轮储能应用于电网调峰调频的节奏有望持续加快。

　　在电力系统中，存在大量对电能质量要求高的用户，例如半导体制造业、银行的计算机系统、通信系统、医院的精密医疗设备等。当外部电网中断或供电质量异常时，为确保这些用户连续可靠供电，可配备飞轮储能UPS不间断电源。与目前的化学电池相比，飞轮储能具有响应速度快、瞬时功率大、占地面积小、使用寿命长等优点。目前，美国Active Power公司生产的飞轮储能UPS产品已经在全球被各大数据中心、电信运营商等广泛采用。国内飞轮储能UPS产品市场正处于起步阶段，国机重装生产的200kW飞轮储能装臵已在四川移动德阳分公司投入使用。

　　从技术发展上看，根据《2022储能产业应用研究报告》，2021年全球储能市场装机功率205.3GW，飞轮储能占比仅为0.47%，仍处于非主流的一种储能方式。但由于飞轮储能具备的独特优势，也逐步受到政府和市场的重视。2022年3 月，国家发改委、国家能源局发布关于印发《“十四五”新型储能发展实施方案》的通知，提出要重点建设飞轮储能技术试点示范项目，到2025年兆瓦级飞轮储能等机械储能技术逐步成熟。

　　目前，国内已有部分飞轮储能项目获批或在建，相信未来飞轮储能将在新能源并网及电力辅助服务等领域发挥一定作用。根据华阳股份2021年社会责任报告，轨道交通再生能量回收领域，潜在市场规模预估可达千亿级；火电调频领域，潜在市场规模预估可达百亿级；新能源场站调频，潜在市场规模可达千亿级。

　　东方电气：全球首个“二氧化碳+飞轮储能”示范项目由东方电气、百穰新能源、西安交大和北京泓慧共同打造。据东方汽轮机储能技术事业部副总经理王鑫介绍，该项目是利用25万立方米的二氧化碳作为循环工质进行充放电，能在两小时内存满两万度电，这将足够60多个家庭使用1个月。

　　国机重装：旗下二重装备成立了二重德阳储能科技有限公司，自2020年开始飞轮储能装置项目上线KW飞轮储能装置，具有储能密度大，效率高成本低，使用寿命长等优势，在国内同行业中处于领先地位。公司具备制造高端锻铸件优势。公司生产的200kW飞轮储能装臵已在四川移动德阳分公司投入使用。

　　湘电股份：公司已掌握飞轮储能关键技术，打破了国外在该领域的技术垄断。所属子公司湘电动力有限公司与其他单位联合研制中国首台套1兆瓦飞轮储能装置在青岛地铁3号线万年泉路站完成安装调试并顺利并网应用。产品拥有完全自主知识产权。

　　华阳股份：下属子公司山西新阳清洁能源有限公司参股的阳泉奇峰聚能科技有限公司开展生产业务，目前已实现年产能200台套，主要产品为1000KW/600KW/400KW/200KW 的飞轮储能。公司的飞轮储能业务拥有产品自主知识产权，技术储备有 1-2 年的领先优势。两套600千瓦全磁悬浮飞轮储能系统在华阳集团飞轮储能项目生产基地于2021年8月成功下线，将用于深圳城市轨道交通。

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