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飞轮储能产业化进程提速

日期:2024-02-16    来源:中国能源报

国际储能网

2024
02/16
20:19
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关键词: 飞轮储能 储能产业 锂离子电池

开年以来,飞轮储能频传利好消息。

1月24日,国家能源局公示新一批新型储能试点示范项目名单,共有56个项目列入,涵盖锂离子电池、压缩空气储能、全钒液流电池储能等技术路线。其中,历来小众的飞轮储能技术,也有包括河北省荆州市100MW/0.833MWh飞轮储能在内的3大项目成功入选。

资本市场方面,沈阳微控飞轮技术股份有限公司(以下简称“沈阳微控”)日前在辽宁证监局完成办理辅导备案登记,拟首次公开发行股票并上市,有望成为我国首个IPO的飞轮储能企业。

业内人士认为,随着项目的规模化部署应用,叠加资本市场的推动,飞轮储能行业即将迎来爆发节点。

■ 小众技术路线

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,具有安全性高、功率密度大、使用寿命长、绿色无污染等优势。

事实上,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,向不间断供电过渡电源领域提供商业化产品。目前国际上主要的飞轮储能厂商有VYCON、ActivePower、Beacon、Piller等,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也一直在进行飞轮储能技术研究。

沈阳微控副总裁陈烨向记者介绍,近年来,飞轮储能作为一项新兴储能技术日趋成熟,在应急电源保障、电能质量治理、节能、电力调频、大功率电源等众多应用场景已进入规模化应用阶段。与此同时,用户对飞轮储能技术特性缺乏了解是行业面临的主要难题,也导致行业发展速度低于业内预期。

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。

在陈烨看来,飞轮储能的技术特点决定了其在装机规模绝对数量上是一种小众技术路线,其机电一体化装置的复杂度使得进入该领域有较高的技术门槛。

中国化学与物理电源行业协会储能应用分会秘书长刘勇认为,目前飞轮储能仍处于商业化验证阶段,并未达到完全市场化,国内有半年以上连续稳定运营业绩的飞轮储能厂家屈指可数。飞轮储能行业仍以民营企业和少数国有企业为主。

■ 调频独具优势

记者注意到,市场上已有飞轮储能项目投运,且以调频项目为主。

2023年6月,国内首个“飞轮储能+百万千瓦级中间二次再热火电机组联合调频”项目在山东莱芜正式投运,项目采用10台单体600千瓦飞轮储能装置,高1.5米,直径50厘米的大型电陀螺高速旋转,最高可达15000转/分钟,标志着我国飞轮储能技术开发取得突破进展;同月,国内首个电网侧飞轮储能独立调频电站项目——鼎轮能源科技(山西)有限公司30MW飞轮储能项目破土动工,该站由120个飞轮储能单元组成12个飞轮储能阵列,项目接受电网调度指令,进行高频次充放电,提供电网有功平衡等电力辅助服务;2023年12月,全球规模最大的飞轮+锂电池混合储能项目完成一期项目储能设备吊装。该项目采用50MW预制集装箱式高速磁悬浮飞轮储能装置+50MW磷酸铁锂电池,其中高速磁悬浮飞轮最高转速可达30000转/分钟。

相比传统火电、水电、电化学储能,作为后来者,飞轮储能如何在未来的调频市场获得一席之地?

刘勇认为,火电在未来调频市场的份额占比相对固定,多数火电厂会较为保守地参与调频服务,调频获取的利润只是机组发电的附属产物;水电在调峰服务市场更具优势;而锂电占据的调频市场会逐渐被迭代,磷酸铁锂电池更适合调峰,其安全性问题并不适合严峻的调频工况。因此,锂电占据的市场会被以飞轮储能为首、以液流电池为补充的技术路线取代。

飞轮储能作为典型的短时高频次储能技术,应用于电力调频的优势已得到行业认同。与此同时,飞轮储能调频系统也面临一些挑战,比如,目前飞轮储能系统的成本仍数倍于锂电池系统,不同飞轮储能技术路线的实际性能尚需要规模化应用项目的验证。

■ 今年或迎爆发

飞轮储能项目正沿着十兆瓦、几十兆瓦,乃至百兆瓦级方向快速升级。日前,山西省长治市潞城区100兆瓦独立储能电站项目飞轮设备采购中标结果发布,这意味着,我国飞轮储能迈入百兆瓦级时代。

陈烨坦言,目前总体上飞轮储能仍处于产业发展初期,在技术特性的认知、国家标准的制定等方面还有诸多工作要做,设备厂商的成熟度也参差不齐。2024年,国内将有多个百兆瓦级别的飞轮储能项目投运,在应用场景上也更加多元,行业将进入爆发式发展阶段。

成本方面,业内预判,随着整体规模的扩张,通过3—5年的发展,飞轮储能的功率成本有望与电化学储能技术持平。

刘勇同样指出,2024年飞轮储能产业将迈入蓬勃发展的新阶段。今年仅山西、宁夏、山东省就有不小于500MW的潜在飞轮储能装机容量,随着非化石能源占能源消费比例的快速攀升,届时庞大的助推力,推动全国调频辅助服务市场蓬勃发展,飞轮储能产业也将顺势而起。

“飞轮储能在全国电力服务辅助市场全部打开后,会有长达十年且每年不低于一千亿元,总额万亿元以上的海量资金持续投入,加速飞轮储能的市场化建设。”刘勇认为,未来飞轮储能会由以民企为首、少量国企为辅迈向民企、国企共同深耕市场的繁荣局面,彼时飞轮储能的投资将成为地方拉动经济建设的新引擎。


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