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全球飞轮储能行业现状分析 美国和欧洲引领发展 中国市场可挖掘空间较大

、飞轮储能特征

飞轮储能是机械储能的一种,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。与其他储能技术相比,飞轮储能储能密度高,瞬时功率大;寿命周期长;容易测量放电深度和剩余“电量”; 充电时间短;能量转换效率高;绿色环保,无污染。

飞轮储能是机械储能的一种,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。与其他储能技术相比,飞轮储能储能密度高,瞬时功率大;寿命周期长;容易测量放电深度和剩余“电量”; 充电时间短;能量转换效率高;绿色环保,无污染。

资料来源:观研天下整理

、飞轮储能行业发展历程

根据观研报告网发布的《中国飞轮储能行业发展深度分析与投资趋势研究报告(2022-2029年)》显示,人类对飞轮的认识最早可追溯到2000多年前陶工所用的陶轮。在古代美索不达米亚,人们第一次使用飞轮和纺锤来制造线。后来,飞轮在工业革命中发挥了重要作用。其中,第一个专门用于能源储存的飞轮是由约翰·哈尔在1883年为军事应用而建造的,被安装在鱼雷上作为推进动力源并提供方向平衡。20世纪40年代,一家瑞士公司依靠电能与机械能的相互转换使高转速的陀螺成为了储能设备。其将飞轮的概念用于交通运输,推出一款含有飞轮的无碳公交车,当飞轮完全充电后大约每分钟3000转,公交车可以以50至60公里/小时的速度行驶约6公里。进入20世纪90年代之后,由于电路拓扑思想的发展,碳纤维材料的广泛应用,以及全世界范围对污染的重视,飞轮储能受到了各个国家的广泛重视,这项储能技术在过去的几十年间也有了长足发展,累计装机规模呈增长态势。

飞轮储能发展历程

时间 事件
2001年 英国、美国、法国、德国陆续采用飞轮吸收制动动能
2004年 美国第二代磁悬浮飞轮系统成功运行
2007年 德国建设出250kW/5kWh磁悬浮飞轮系统
2011年 纽约斯蒂芬敦20MW储能电站
2014年 美国研发集成飞轮UPS电源的模块化电源系统
2016年 德国Piller公司推出双变换式飞轮UPS

资料来源:观研天下整理

、全球飞轮储能市场发展情况

据数据,2020年全球飞轮储能累计装机规模为382.2MW,较上年同比增长3.52%;2021年全球飞轮储能累计装机规模为457.2MW,较上年同比增长19.62%。

据数据,2020年全球飞轮储能累计装机规模为382.2MW,较上年同比增长3.52%;2021年全球飞轮储能累计装机规模为457.2MW,较上年同比增长19.62%。

数据来源:观研天下数据中心整理

从地区发展情况看,以美国、欧洲为首的国外市场起步早,已经步入商业化应用阶段,主要企业包括Beacon Power、VYCON、Temporal Power、Active Power、Amber Kinetics、Quantum Energy等。

主要国家飞轮储能代表公司及项目

国家 公司 飞轮储能项目或产品 时间 应用领域
美国 Beacon Power 纽约斯蒂芬敦20MW储能电站 2011年 电网调频
宾夕法尼亚黑泽尔镇20MW飞轮储能电站 2014年 电网调频
Active Power 100KW- 200KW Clean Source系列UPS飞轮储能系统 2014年 企业级UPS
Amber动力学公司 瓦胡岛坎贝尔工业园发电站飞轮储能系统 2018年 可再生能源储能
加拿大 TemporalPowerLtd. 安大略省2MW~飞轮储能发电厂 2014年 电网调频
爱尔兰 Schwungrad Energie 罗德岛ffaly郡160KW飞轮-铅酸混合储能示范项目 2016年 电网调频
德国 Stornetic 专为风电场设计的EnWheel~飞轮储能系统 2016年 平衡风电场功宰
以色列 Chakratec 布拉格快速充电站 2019年 电动汽车充电
法国 Energiestro 10KW混凝土飞轮系统 2021年 住宅光伏存储
英国 Torotrak F1赛车飞轮动力系统 2014年 赛车
HS2项目 伦敦尤斯顿车站200kVA发电机/飞轮储能系统 2022年 城轨交通
日本 JR东日本、铁道综合技术研究所 中央干线穴山变电所试验铁路电力牵引用超导飞轮储能系统 2018年 城轨交通
古河电气公司 由超导线圈定子和超导转子组成的超导磁轴承,飞轮储能量为100kWh,输出功率为300kW 2016年 铁路电力网

资料来源:观研天下整理

、中国飞轮储能市场发展情况

相比美国和欧洲,中国飞轮储能起步较晚,但发展速度较快,2021年飞轮储能累计装机规模达5.7MW,较上年同比增长58.33%。从新增规模看,2021年全球新增投运飞轮储能项目地区中,美国、欧洲仍然引领全球储能市场的发展,两者合计占全球市场比重的58%。中国新增投运飞轮储能项目数量占全球新增投运飞轮储能项目数量的比重达22%,排名第三。

中国飞轮储能行业发展历程

时间 事件
2014年 中国第一台200KW工业化磁飞轮调试成功
2014年 中国第一台200KW工业化磁飞轮调试成功
2020年 CNESA发布国内首个飞轮储能系统团体标准《飞轮储能系统通用技术条件》
2022年 我国轨道交通行业首台具有完全自主知识产权的兆瓦级飞轮储能装置在青岛地铁3号线完成安装调试,并顺利并网应用

资料来源:观研天下整理

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数据来源:观研天下数据中心整理

2021-2022年中国飞轮储能项目信息

项目名称 时间 参与主体 项目规模 状态
内蒙古霍林河“源-网-荷-储-用”多能互补关键技术研究及应用创新项目示范 2021.12 北京和瑞储能 1MW/200kWh 一期交付
山西省玖方古交(磷酸铁锂+飞轮储能)共享储能示范一期项目 2022.03 山西盛弘玖方 50MW 施工
山西鼎轮独立飞轮储能调频电站项目 2022.05 鼎轮能源、华北电力大学 30MW 省示范项目
华能莱芜电厂飞轮储能联合调频智能协调控制关键技术研究与示范应用 2022.08 奇峰聚能/山东城电 6MW/50kWh 候选人公示
山西朔州大功率磁悬浮飞轮电池储能AGC调频项目 2022.06 - 2MW/0.5MWh 招标
国家能源集团宁夏电力灵武公司光火储耦合飞轮储能工程项目 2022.07 华驰动能 22MW/4.5MWh 调试完成
河南三门峡狮子坪风电场MW级先进飞轮储能系统示范项目 2022.08 国电投坎德拉 5MW/175kWh 中标
四川德阳二氧化碳+飞轮储能示范项目 2022.08 东方电气、百穰新能源、西安交通大学、泓慧国际能源 10MW/20MWh 竣工

资料来源:观研天下整理

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数据来源:观研天下数据中心整理

长远来看,中国飞轮储能产业仍有较大的发展空间。2021年中国各储能项目装机规模中,抽水蓄能仍然占据最大比重,为86.3%。飞轮储能占比小,仅为0.1%,中国飞轮储能仍处于发展阶段。

长远来看,中国飞轮储能产业仍有较大的发展空间。2021年中国各储能项目装机规模中,抽水蓄能仍然占据最大比重,为86.3%。飞轮储能占比小,仅为0.1%,中国飞轮储能仍处于发展阶段。

数据来源:观研天下数据中心整理(zlj)

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