我国飞轮储能行业分析：政策叠加资本驱动市场即将迎来爆发节点

2024-10-23 09:59

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1、飞轮储能应用场景广泛

根据观研报告网发布的《中国飞轮储能行业发展趋势研究与未来前景预测报告（2024-2031年）》显示，飞轮储能是指利用电动机带动飞轮高速旋转，将电能转化成动能储存起来，在需要的时候再用飞轮带动发电机发电的储能方式。”飞轮储能系统主要包括转子系统、轴承系统和转换能量系统三个部分构成。另外还有一些支持系统，如真空、深冷、外壳和控制系统。

飞轮储能工作原理

<strong>飞轮储能工作原理</strong>

资料来源：观研天下整理

飞轮储能因其功率密度高、效率高、寿命长和无污染的优势，目前广泛应用于大功率、响应快、高频次的场景，典型市场包括轨道交通、电网调频、UPS不间断电源等。

飞轮储能应用场景分析

<strong>飞轮储能应用场景分析</strong>

资料来源：观研天下整理

2、多个国家发力飞轮储能技术研发，美国研究起步较早

飞轮储能的技术特点是高功率密度、长寿命，是一种机电能量转换的储能装置，突破了化学电池的局限，用物理方法实现储能。现代飞轮储能技术自20世纪中期开始，己有超过50年的研发和应用历史，美国在20世纪90年代中后期率先进入产业化发展阶段，尤其是美国Beacon Power历史性的开创了飞轮储能系统与电力公司合作的先例，使得电力市场开始接受飞轮储能技术。

部分国家对飞轮储能技术研发情况

名称	技术研发概况
美国	美国针对飞轮储能的研究起步较早。马里兰大学已研究出用于电力调峰的24kWh的电磁悬浮飞轮系统，其飞轮重172.8kg，工作转速范围11，610～46，345rpm，破坏转速为48，784rpm，系统输出恒压110～240V，全程效率为81%。经济分析表明，运行3年时间可收回全部成本。美国BeaconPower历史性的开创了飞轮储能系统与电力公司合作的先例，使得电力市场开始接受飞轮储能技术。
日本	日本在飞轮储能技术的基础研究、关键技术、制造工艺以及产品产业化开发等方面积累了大量经验。特别是在新材料、高温超导磁悬浮技术等方面的研究，为飞轮储能系统的高效运行和成本降低提供了有力支持。目前，日本已经制造出在世界上容量最大的变频调速飞轮蓄能发电系统(容量26.5MVA,电压1100V,转速510690r/min,转动惯量710t·m2)。日本在飞轮储能领域的代表企业为三菱和日立。
加拿大	加拿大政府和相关部门对飞轮储能技术的发展给予了高度重视，通过制定相关政策和提供资金支持，积极推动飞轮储能技术的研发和应用。这种政策环境为飞轮储能技术的发展提供了良好的外部条件。加拿大在飞轮储能领域的代表性企业为TemporalPower公司，该公司拥有先进的飞轮储能技术和丰富的工程应用经验。
韩国	韩国积极与国际上的飞轮储能技术领先企业和研究机构开展合作，共同推动飞轮储能技术的发展和商业化应用。韩国机械与材料学院与韩国电力研究院合作开发了一套5kWh级飞轮储能系统，采用主动电磁轴承与永磁轴承混合支撑方式以及永磁电机结构。该系统在技术上具有较高的先进性，为韩国飞轮储能技术的发展树立了标杆。
德国	德国在飞轮储能技术的研发上投入了大量资源，致力于提高飞轮储能系统的效率、可靠性和经济性。德国还注重飞轮储能技术的创新应用，探索其在电力系统、交通运输、航空航天等多个领域的应用潜力，推动飞轮储能技术的商业化进程。代表企业FlybtEnergySolutionsGmbH专注于研发和生产高性能飞轮储能系统，其产品具有高效、可靠和安全等特点，在电力、交通、工业等多个领域得到了广泛应用。

资料来源：观研天下整理

3、国家政策驱动，2023年我国飞轮储能行业市场规模将突破千亿大关

在国内市场，为把握飞轮储能这一新兴市场发展机遇，中央层面准备大力支持和扶持和开发储能技术，如《2014—2020年储能装备行业发展规划》和《推动我国光伏储能发展的愿景和战略》等，明确鼓励和支持飞轮储能行业发展，并帮助飞轮储能技术投入市场应用，实现绿色可持续发展的目标。

数据显示，截至2023年底，全国已建成投运新型储能项目累计装机31.39GW/66.87GWh。其中，锂离子电池储能占比97.4%，飞轮储能占比仅0.2%左右。根据不完全统计，2022年我国飞轮储能市场规模已超过320亿元，预计到2023年将突破千亿大关，年度增速预计将超过40%。

数据来源：观研天下整理

4、项目规模化部署应用叠加资本市场推动，飞轮储能行业即将迎来爆发节点

目前，我国清华大学、北京航空航天大学、哈尔滨工业大学、中国科学院等高校和科研机构一直在进行飞轮储能技术研究数据显示。截至2024年上半年，我国飞轮储能产业化备案项目11个，总投资超41亿元，产业化进程取得较大进展，

截止2024年我国飞轮储能重点项目

时间	项目动态	项目概述
2024年1月	中国葛洲坝电力首个飞轮储能项目中标落地	该项目场地位于山西省临汾市翼城县北侧约3千米岳庄村东南侧，计划建设一座独立混合调频储能电站，建设总规模为100兆瓦/50.43兆瓦时独立混合储能建设项目，包括飞轮储能装机容量50兆瓦/0.43兆瓦时，电化学储能容量50兆瓦/50兆瓦时，配套建设1座升压站。该项目为独立调频电站，拟采用先进的飞轮储能技术+磷酸铁锂电池组成。项目建成后，利用其发电功率调节灵活、调节速度快的特性，能够有效平抑风电、光伏等新能源发电波动特性，缓解电网调峰压力，提高供电质量和电网运行的安全性。
2024年2月	国能灵武电厂磁悬浮飞轮储能性能试验检测项目完成	国能宁夏灵武发电有限公司“22兆瓦磁悬浮飞轮储能系统”耦合热电联产示范工程是我国首个全容量“飞轮储能+火电联合调频”示范项目，也是全球首台500千瓦/125千瓦时级别的工程化应用飞轮。项目设计安装36台飞轮，单台飞轮额定功率为500千瓦，最大可达630千瓦。
2024年5月	山西文水独立混合储能建设项目开工仪式举行	文水县储能电站项目站区用地红线范围占地约3.75hm2。站区分为4大功能区，分别为办公生活服务设施区，配电升压站区、磷酸铁锂储能区、飞轮储能区。本项目为独立调频电站，采用飞轮储能技术+磷酸铁锂电池组成，容量为200MW，项目建成后有望成为全国首个飞轮+锂电池混合储能独立电站，既能满足调频需求，同时又能满足调峰需求，为电网安全稳定运行贡献力量。预计建成后可实现约每年24000万元的收入、3600万元的纳税额。
2024年6月	辽宁省调兵山首个飞轮电化学混合储能项目签约	6月6日，东坤资产管理有限公司与调兵山市经济开发区管委会签约，拟投建200MW飞轮电化学混合储能项目。该项目拟投资19亿元，规划站址位于调兵山市，项目规模200MW/100MWh,是调兵山市首个采用飞轮+电化学混合的新型储能项目，拟在2024年10月前开工建设。项目建成后年营业收入可达2.6亿元，税收5000万元。
2024年8月	100兆瓦飞轮电化学混合储能项目落地辽宁昌图	项目是由东坤资产管理有限公司拟投资9.5亿元建设，规划占地80亩，项目规模100兆瓦，是昌图县首个采用飞轮加电化学混合的新型储能项目，预计在2024年10月前开工建设。项目建成后，将为昌图县带来年营业收入可达2.6亿元，税收5000万元，对优化产业结构、推进城市转型升级具有重大的现实意义。
2024年9月	中车首个一飞轮储能建设项目开工	项目占地35.45亩，计划于2024年12月底完成整体工程建设及设备安装。2025年2月完成并网调试。将建设由飞轮储能和电化学储能协同调节的混合储能调频电站，其中包括磷酸铁锂储能系统50MW/50MWh和飞轮储能容量50MW/0.41MWh,同时配套建设1座110kV升压站及配套工程，用于电力系统一次调频辅助服务。
2024年9月	山西屯留经开区鼎轮能源30MW~飞轮储能项目成功并网发电	鼎轮能源储能项目主要建设30MW7飞轮储能调频电站及附属配套工程。该项目由12套飞轮储能调频单元构成，每套飞轮储能调频单元包含10台高速磁悬浮飞轮、飞轮辅助系统、飞轮驱动与控制系统及升压变流一体机预制舱。每5个飞轮储能调频单元通过电缆汇集接入储能电站35kV配电装置，项目共设两个汇集单元。汇集后通过一台40MVA的110kV/35kV变压器升压后送入对侧变电站。配套建设110kV升压站、电控楼、冷却塔等设施。
2024年9月	中车首个飞轮储能建设项目开工	项目占地35.45亩，计划于2024年12月底完成整体工程建设及设备安装。2025年2月完成并网调试。将建设由飞轮储能和电化学储能协同调节的混合储能调频电站，其中包括磷酸铁锂储能系统50MW/50MWh和飞轮储能容量50MW/0.41MWh,同时配套建设1座110kV升压站及配套工程，用于电力系统一次调频辅助服务。