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国务院工作报告首提新型储能,飞轮储能步入发展快车道!

2024年3月,在举世瞩目的全国两会上,影响力智库特别关注到:国务院政府工作报告首次提及新型储能!

在储能领域日趋重要的关键时期,政府工作报告重点强调:要加强大型风电光伏基地和外送通道建设,推动分布式能源开发利用,发展新型储能,促进绿电使用和国际互认,发挥煤炭、煤电兜底作用,确保经济社会发展用能需求。

随着中央正式将新型储能列为国家层面战略发展目标,影响力智库认为新型储能行业将迎来全新的成长契机。

储能,顾名思义,就像是个大型“充电宝”,主要功能在于用电低谷期,利用风能、太阳能等清洁能源进行“充电”,等到用电高峰期,把这类绿电稳定可靠地输送到千家万户,从而构建新型电力系统的重要技术和基础装备,是实现“双碳”目标的重要支撑。

新型储能,一般指除抽水蓄能之外,采用其他储能技术,包括锂离子电池、液流电池、压缩空气储能、飞轮储能等。

近些年来,新型储能已成为全球实现双碳目标的必选项,截至2022年底累计装机规模达45.7GW,年增长率达80%。特别是中国储能突飞猛进,截至2023年底,全国已建成投运新型储能项目累计装机规模达3139万千瓦/6687万千瓦时,平均储能时长2.1小时。

2023年,中国新增装机规模约2260万千瓦/4870万千瓦时,较2022年底增长超过260%,近十倍于“十三五”末装机规模,提前两年达成“十四五”规划的新型储能装机目标。

尤其是以锂电为代表的新型储能,截至2023年底,全国已投运锂离子电池储能占比97.4%,处于绝对主导地位。影响力智库特别指出,锂电池还成为中国外贸出口“新三样”——电动载人汽车、锂电池、太阳能电池其中的重要组成部分,远销海外,抢占全球市场。

除此之外,铅炭电池储能占比0.5%,压缩空气储能占比0.5%,液流电池储能占比0.4%,其他新型储能技术占1.2%。

据不完全统计,2023年至2024年3月,中国储能领域一路狂飙突进,新增企业超7万家,储能融资事件超120起,储能融资总金额超240亿元。

虽然锂离子电池技术成熟,且表现出较好的功能性,占了新型储能绝大部分市场。但锂电由于工作原理所限,其安全风险无法从根本上杜绝,存在各种潜在案例隐患。

另外,电网调频频率奇高,会导致锂电池寿命大打折扣,从而使其成本方面出现较为明显的短板。与此同时,超级电容在寿命和成本方面同样存在难以解决的问题。除此之外,其储电量较小,导致系统管理的复杂度更高。

因此,为了让储能应用场景更安全、更多元,发展其他新兴储能模式迫在眉睫,而飞轮作为一种可做到毫秒级响应的物理储能方案,在安全性、寿命、成本等方面有着突出优势。

飞轮安装在地下,不存在着火爆炸和伤人风险,在全磁悬浮工作环境中寿命长达20年以上,且维护成本很低。



影响力智库发现,国家发改委、能源局《加快推动新型储能发展的指导意见》《“十四五”新型储能发展实施方案》等文件均明确提出要加快飞轮储能技术发展,加快开展飞轮储能规模化试验示范应用。再加上本次国务院工作报告首提新型储能,可以预见,飞轮储能将踏上发展快车道,逐步成为未来市场主流。

飞轮储能通过电动/发电互逆式双向电机,利用高速旋转体所具有的动能进行能量存储,具有响应快、寿命长、温度适应性好、效率高、容量大、对环境友好等优点,适用于电网调峰调频、轨道交通、航空航天、军工、UPS电源、储能式电动汽车充电桩等领域。

飞轮储能是一项集成性技术,高速化、复合材料转子、内定外转结构是其未来发展方向。飞轮储能虽然拥有广阔的应用前景, 但目前属小众技术,还处于市场发展前期。



据CNESA数据,截至2021年底,中国新型储能累计装机5729.7MW,其中飞轮储能仅占0.1%、约5.73MW。而到2023年12月底,飞轮储能占新型储能的比例已提升到0.2%,累计装机规模约173MW左右。

从数据中可以看出,飞轮当前仍未成为调频主流模式,主要原因在于未出现适配电网级要求的大飞轮产品。

这与飞轮本身特性有密切关系,最早飞轮只在核工业、航天等少数尖端领域应用,比如高速飞轮的技术源头以英国为代表的在核工业的高速离心机方向上发展;美国在NASA航空航天卫星上发展,中国在航空卫星的姿态控制领域采取高速动量飞轮。

过去飞轮民用市场主要在UPS,产品主要是小储电量秒级飞轮。与之形成鲜明对比的是,电网调频次数每天可达数千次,这显然不是小飞轮储能量能够胜任。直到2022年4月,国内首个兆瓦级飞轮储能项目投运,标志着飞轮储能进入新的发展阶段,并且在资本市场赢得更多关注。



2024年1月10日,沈阳微控飞轮技术股份有限公司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,成为飞轮储能领域首个开启IPO上市之路的公司。

目前,沈阳微控已有超3000台飞轮储能设备在世界各地安全运行,稳定运行时间超10万小时。沈阳微控截至2023年末微控在手订单额超过10亿元。沈阳微控拥有量产磁悬浮飞轮储能产品生产线,且掌握五自由度主动磁悬浮轴承等核心技术。

2024年1月15日,山西省长治市潞城区100MW独立储能电站项目飞轮设备采购中标结果发布,坎德拉、华驰动能入围,这意味着飞轮储能迈入100MW时代。

建成投产后,将会是全球最大的飞轮储能电站,为山西电网提供一次调频辅助服务。



2024年2月2日,山西大同市云冈区与华驰动能(北京)科技有限公司签订了战略框架合作协议,正式达成大同云冈区电力级磁悬浮飞轮生产线和9×100兆瓦电网侧独立储能调频项目合作,项目总投资金额高达77.9亿元。

华驰动能大同项目计划建设内容包括:9个100MW的飞轮独立储能柜,以及年生产200台单体4000kW/1000kWh系统集成磁悬浮飞轮装置。

项目建成后将以大同市为中心,为整个山西省提供一次调频、二次调频(ACE模式和AGC模式均包含)电力调频辅助服务,维持山西省电网频率安全,提高电网可靠性,从源头上解决电网波动性大的问题,杜绝电网因接入大规模新能源而发生崩溃的风险,成为山西省电网侧的重要支撑。

影响力智库获悉,能够中标77.9亿元大型项目,与华驰动能多年核心技术积累分不开。据测算,储电量超过125度电,充放电时长超过15分钟的大飞轮方可满足一次、二次调频的完整需求。



作为国内知名储能企业——华驰动能,已实现125度电大飞轮产品的成熟验证,该产品在全球属于首创,并推出单体1000度电功率4兆瓦的超大飞轮产品,技术上已经占据巨大领先优势,达到国际领先水平。

华驰动能创立于2019年11月,是全球知名的电力级全磁悬浮储能飞轮企业,创始人王志强和核心技术曾荣获国家技术发明一等奖。核心技术发明专利80余项、软件著作权10余项、牵头制定两项中关村国际前沿技术标准。



华驰动能属于国家高新技术企业、专精特新企业、中关村金种子企业和中关村高新技术企业、哪吒企业、潜在独角兽企业,主要从事以五自由度全磁悬浮轴承及其控制系统为核心技术的电力级磁悬浮储能飞轮、高速磁悬浮电动机产品的研发、制造和市场推广。

凭借着深厚的技术底蕴,早在2023年11月,华驰动能便完成新一轮战略融资,投资方为国家开发投资集团有限公司旗下安信证券投资有限公司,Scale Partners势乘资本担任产业资本顾问。



由此可见,双碳背景下,随着技术发展,储能多元格局加速形成,飞轮储能迎来更为广阔市场机会。在锂电池之外,这个物理储能赛道似乎正迎来高光时刻,吸引了越来越多的企业抢抓机遇开拓新赛道。

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