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飛輪儲能系統應用現狀及市場簡析

飛輪儲能系統將能量儲存在高速旋轉的飛輪轉子中，具有高功率密度、無環境污染、使用壽命長、運行溫度范圍廣、充放電次數無限制等優點，已經在電能質量控制和不間斷電源、電力系統調頻、航天衛星中的姿態控制和儲能、軌道交通中的制動能量回收等領域獲得了廣泛的應用。

飛輪儲能系統應用現狀

根據中關村儲能產業技術聯盟(CNESA)的項目數據庫，除UPS外，應用于電網儲能領域的飛輪儲能項目，自2010年以來，規劃、在建和已經投運共14個，共計81MW，主要應用在電力市場調頻、分布式發電及微網、軌道能量回收等領域。

飛輪儲能在不同應用領域中開展項目的數量占比

調頻項目數量最多

飛輪儲能在不同應用領域中開展項目的裝機容量占比

調頻裝機容量占據絕對優勢

調頻是飛輪儲能系統在電網中最主要的應用領域。自Beacon Power在美國Hazle安裝20MW的飛輪系統后，加拿大安大略省也分別規劃一個5MW和2MW的飛輪儲能項目，為安大略省電力市場提供輔助服務。值得一提的是，今年上半年愛爾蘭EirGrid公司規劃了歐洲首個飛輪儲能項目，規模同樣達到20MW，這說明繼北美電力市場之后，歐洲電力市場也開始呈現出對調頻資源的需求，而飛輪作為快速調節資源已經開始獲得歐洲電網運營商的認可。

飛輪儲能系統主要供應商

市場已經啟動，那么飛輪產品供應商都有哪些呢?根據中關村儲能產業技術聯盟(CNESA)的項目數據庫，自2010年以來，參與上述項目的企業主要有Beacon Power、VYCON、Temporal Power、Active Power、Amber Kinetics、Boeing、Quantum Energy。其中：

Beacon power成立于20世紀90年代，業務重點逐漸從UPS轉移到電網調頻領域。

Active Power和VYCON的業務都主要在UPS領域，其產品主要用于數據中心、醫院、工業(起重機、鐵路機車系統等)，用作電力備用。

Temporal Power是一家加拿大公司，成立于2010年，其參與的項目多是加拿大電力市場的電力調頻領域。

2010年至今，全球各飛輪儲能企業規劃、在建、投運的項目容量

Beacon power成立于20世紀90年代，業務重點逐漸從UPS轉移到電網調頻領域。Active Power和VYCON的業務都主要在UPS領域，其產品主要用于數據中心、醫院、工業(起重機、鐵路機車系統等)，用作電力備用。Temporal Power是一家加拿大公司，成立于2010年，其參與的項目多是加拿大電力市場的電力調頻領域。

值得一提的是，與大家較為熟知的上述公司不同，Quantum Energ是一家成立于2013年的新興公司。近期在圣地亞哥軍事基地參與了FractalGrid微網示范項目。據QE稱，與其他飛輪相比，QE產品中鋼的設計不同于傳統的氣缸型，而更像一個飛輪餅，厚度不足2英尺，與Temporal Power和Beacon Power的10,000RPM(轉/分)的飛輪相比，速度較慢，約為6000RPM。QE認為，相比于高速飛輪，速度較低的飛輪能夠降低來自共振的損害，即，如果一個部件損壞，圓盤將減速旋轉并自我磨損至停頓，因此能夠降低失敗率。

飛輪儲能系統的成本

相比于其他儲能技術，飛輪儲能的成本仍然較高，但是據部分廠商反映，對于像加勒比海區域這樣高電價的地方(電價約為$0.40cents/kWh)，用于替代柴油發電機組的飛輪系統的回收期是3-5年。在一些偏遠社區，回收期甚至能縮短到1年。

125kWh飛輪系統的成本評估

資料來源：Amber_kinetics. DOE. Sep,2012

國外相比，我國的飛輪儲能技術還相對落后，但是近期在關鍵技術方面有所突破，部分大學和研究機構完成了集成裝置研究。可以說現在我國的飛輪儲能技術，已經處于從實驗室研究向企業轉化的過程中，但目前我國飛輪儲能的文獻數量在儲能領域的占比仍然很小，未來仍需長足的發展。

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