日前，我国首台套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。这是国内轨道交通行业首台套具有完全自主知识产权的兆瓦级飞轮储能装置，也打破了国外在该领域的技术垄断。
据介绍，该项目由青岛地铁联合湘电股份子公司湘电动力有限公司等单位联合研制。据了解，该装置不但可以提高轨道交通牵引供电系统的稳定性，还能大大降低地铁牵引能耗。同时，此次飞轮储能装置的投用也打破了国外在该领域的技术垄断。
在飞轮储能装置研制过程中，湘电股份发挥“机电一体化”以及在高速永磁电机、电磁轴承等领域的优势，整合内外部资源，突破了高能量密度飞轮电机一体化设计与制造、低损耗高可靠性大承载力混合磁轴承等关键核心技术。据估算，青岛地铁全面推动飞轮储能装置的推广应用后，可实现牵引能耗节约15%，线网每年可节电5000万度，年减少二氧化碳排放约5万吨。
湘电股份相关负责人表示，该装置应用领域十分广泛，除轨道交通领域外，还可应用于电力能源、石油化工和船舶等多个行业。在电磁能领域，湘电股份拥有船舶综合电力推进系统和特种发射两大核心技术，产品技术与制造能力在国内外处于领先地位。
专家指出，飞轮储能突破了化学电池的局限，用物理方法实现储能，由于是电能和机械能的相互转化，真正实现零污染。飞轮储能采用磁悬浮技术，飞轮转子在真空室内，无风阻环境下运行。飞轮储能装置安装于轨道交通牵引变电所内，当列车进站制动时，飞轮吸收能量，将电能转换为动能，转速高达每分钟20000转。当列车出站加速时，飞轮释放能量，将动能转化为电能，释放能量供列车使用，具有极佳的节能和稳压效果。
地铁本身是一种绿色低碳环保的交通工具，肩负着“减碳”重任。城市轨道交通车站间距短，列车频繁启动、制动，在运营过程中可以说是“用电大户”。列车在制动过程中会产生数量可观的能量，具有回收利用价值。目前，现有的节能技术、产品，很难支撑新形势下轨道交通行业节能降碳的需要，低碳技术攻关是绕不过的关卡。据统计，轨道交通列车制动产生的能量可达到牵引系统耗能的 20%-40%左右，若被充分利用，将显著降低轨道交通运营能耗。
飞轮储能作为一种高功率密度、高可靠性、长寿命、环境友好的储能技术，相较中压逆变和电容储能技术具有显著优势。可是，飞轮储能技术较为复杂，长期被国外垄断，国内在该领域进行了大量尝试，但整体处于技术开发与验证阶段，尚未得到推广应用。2021年，国家发展改革委、国家能源局发布的《关于加快推动新型储能发展的指导意见》，提出将发展新型储能作为提升能源电力系统调节能力和综合效率的重要举措，并提出提升科技创新能力，加快飞轮储能等新型储能技术开展规模化试验示范。飞轮储能技术除在铁路应用之外，还可广泛应用于城市轨道交通、航空航天、国防军工、医疗等领域，市场前景广阔。
2021年，国家发展改革委出台《关于加快推动新型储能发展的指导意见》，指出“加快飞轮储能、钠离子电池等技术开展规模化试验示范”。青岛地铁结合行业需要，与湖北东湖实验室达成战略合作，充分发挥“产学研用”各方优势，在以飞轮储能为代表的轨道交通节能降碳技术领域进行联合攻关，打破国外技术垄断。
