飛輪儲能工作原理如何?市場空間多大?怎樣的應(yīng)用場景及落地案例?有哪些企業(yè)參與?
飛輪儲能系統(tǒng)由飛輪、電動機-發(fā)電機、電力電子變換裝置三個核心部分組成。其中,飛輪決定儲存能量的多少,電力電子變換裝置決定輸入輸出能量的大小。
飛輪儲能系統(tǒng)具有響應(yīng)快、壽命長、溫度適應(yīng)性好、效率高、容量大、對環(huán)境友好等優(yōu)點。
1.響應(yīng)速度快:毫秒級充放電,工作轉(zhuǎn)速在3000-12000轉(zhuǎn)之間。
2. 壽命長:理論上循環(huán)次數(shù)上百萬(化學(xué)電池理論上循環(huán)次數(shù)在6500次),壽命可達20年以上。
3.工作溫度范圍寬:對溫度不敏感,可靠性高。如航天衛(wèi)星上,溫度在±100℃之間,飛輪儲能可以穩(wěn)定供電。
4.轉(zhuǎn)換效率高:>95%。
2.市場空間多大?
據(jù)CNESA數(shù)據(jù),截至2021年底,全球已投運電力儲能項目累計裝機規(guī)模 209.4GW,新型儲能的累計裝機規(guī)模為25.4GW,飛輪儲能僅占新型儲能的1.8%,裝機容量約459.8MW。中國已投運電力儲能項目累計裝機規(guī)模 46.1GW,占全球市場總規(guī)模的22%,抽水蓄能仍是主力累計裝機規(guī)模39.8GW,新型儲能累計裝機規(guī)模達到5729.7MW,其中飛輪儲能僅占0.1%,約5.73MW。
相比于其他儲能技術(shù),目前飛輪儲能成本仍較高,裝機規(guī)模在儲能市場中的占比還是很小。但材料主要是鋼材和電子元器件原材料成本較低,大規(guī)模制造后成本下降;此外,設(shè)備可精確測量和控制機械損耗很小,維護成較低。
今年4月,國內(nèi)首個兆瓦級飛輪儲能項目投運;5月17日,在河北省發(fā)改委發(fā)布的《2022年度列入省級規(guī)劃電網(wǎng)側(cè)獨立儲能示范項目清單》里,有兩個100MW的飛輪儲能項目。從兆瓦,到百兆瓦,讓飛輪儲能也有了不錯的想象空間。
3.應(yīng)用場景及落地案例
飛輪儲能主要應(yīng)用在電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻、軌道交通、航空航天、軍工、UPS電源、儲能式電動汽車充電樁等領(lǐng)域。
電網(wǎng)調(diào)頻
調(diào)頻是飛輪儲能系統(tǒng)在電網(wǎng)中最主要的應(yīng)用領(lǐng)域。在電網(wǎng)調(diào)頻過程中,飛輪系統(tǒng)可隨著電網(wǎng)的變化快速、有效地進行有功/無功補償,平抑波動負荷,緩沖發(fā)電輸出瞬變,為電網(wǎng)穩(wěn)定性保駕護航。
飛輪儲能對電網(wǎng)調(diào)頻的價值更多的是陪伴作用,目前比較常見的應(yīng)用是與火電及其他機組配合進行調(diào)峰調(diào)頻,作為陪伴式的輔助調(diào)節(jié)手段。
舉兩個例子:
美國在兩個以氣電為主的賓夕法尼亞州和紐約州州,以州為單位分別安裝了20MW的碳纖維飛輪儲能,用于電網(wǎng)調(diào)頻。飛輪系統(tǒng)目前已運行12年,從運行效果來看,一個20MW飛輪儲能調(diào)頻電廠,相當(dāng)于火電機組調(diào)頻的20倍。
2021年11月寧夏靈武電力光火儲耦合22MW/4.5MWh飛輪儲能工程開工,這是國內(nèi)首個全容量飛輪儲能-火電聯(lián)合調(diào)頻工程,也是全球單體儲電量最大的飛輪儲能項目。
原標(biāo)題:飛輪儲能,香嗎?