據(jù)中國能源研究會儲能專委會數(shù)據(jù),截止至2021年底,全球飛輪儲能在儲能裝機(jī)中占比僅0.22%,市場滲透率仍處于低位,未來市場空間巨大。
近日日,飛輪儲能再獲關(guān)注。
據(jù)報(bào)道,全球首個二氧化碳+飛輪儲能示范項(xiàng)目開始試運(yùn)行,該項(xiàng)目坐落于四川德陽,占地面積約為兩個半足球場大小,由東方汽輪機(jī)、百穰新能源、西安交通大學(xué)能源與動力工程學(xué)院、北京泓慧國際能源技術(shù)發(fā)展有限公司共同打造。
據(jù)悉,該項(xiàng)目利用25萬立方米的二氧化碳作為循環(huán)工質(zhì)進(jìn)行充放電,能在2小時內(nèi)存滿2萬度電,這將足夠60多個家庭使用1個月。
另外,在雙向電機(jī)的配合下,這個巨型充電寶中的“飛輪”能實(shí)現(xiàn)動能和電能的互相轉(zhuǎn)換,響應(yīng)速度達(dá)到了毫秒級,整個“充放電”過程,都不會用到化石燃料,也不會產(chǎn)生固體廢棄物。
8月27日至29日,2022世界清潔能源裝備大會在四川省德陽市舉辦,這個全球首個“二氧化碳+飛輪儲能”示范項(xiàng)目亮相世界。
什么是飛輪儲能?有啥優(yōu)勢?
根據(jù)技術(shù)特點(diǎn)的不同,儲能可劃分為機(jī)械儲能(如抽水儲能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能等)、電化學(xué)儲能、電磁儲能,即飛輪儲能是機(jī)械儲能的一種。
資料顯示,飛輪儲能是一種比較傳統(tǒng)的物理儲能方式,就是利用高速旋轉(zhuǎn)的飛輪將能量以動能的形式儲存起來,當(dāng)能量緊急缺乏或需要時,飛輪減速運(yùn)行,將存儲的能量釋放出來。
據(jù)國盛證券研報(bào),飛輪儲能技術(shù)與其他儲能技術(shù)相比,它的優(yōu)勢在于:
1)儲能密度高,瞬時功率大。在短時間內(nèi)可以輸出更大的能量,有利于電磁炮的發(fā)射和車輛的快速啟動。
2)壽命周期長。
在整個壽命周期內(nèi),不會因?yàn)檫^充電或過放電而影響儲能密度和使用壽命,而且飛輪也不會受到損害。其壽命主要取決于飛輪電池中電子元器件的壽命,一般可長達(dá)20年左右。
3)容易測量放電深度和剩余“電量”。
4)充電時間短:一般幾分鐘內(nèi)就可以將電量充滿。
5)能量轉(zhuǎn)換效率高:一般可達(dá)90%左右,這意味著有更多可利用的能量、更少的熱耗散,高于化學(xué)電池的轉(zhuǎn)換效率。
6)綠色環(huán)保,無污染。
幾大典型應(yīng)用場景
據(jù)國盛證券研報(bào),飛輪儲能因其功率密度高、效率高、壽命長和無污染的優(yōu)勢,目前廣泛應(yīng)用于大功率、響應(yīng)快、高頻次的場景,典型市場包括軌道交通、電網(wǎng)調(diào)頻、UPS不間斷電源等。
1)軌道交通節(jié)能裝備:飛輪儲能功率密度高、效率高的優(yōu)點(diǎn)與軌道交通系統(tǒng)完美契合,其節(jié)能效果遠(yuǎn)超其他節(jié)能裝備。
在地鐵等城市軌道交通的運(yùn)營成本中,電費(fèi)占40%左右,列車牽引動力占地鐵運(yùn)營總電力成本的45%-60%,其中17%為可回收的再生制動能量,而目前城市軌道交通回收的制動能量普遍采用電阻放熱方式消耗,存在資源浪費(fèi)和沖擊電網(wǎng)的問題。采用飛輪儲能裝置,可實(shí)現(xiàn)牽引能耗節(jié)約15%。
據(jù)央視新聞4月11日報(bào)道,湘電股份生產(chǎn)的國內(nèi)軌道交通行業(yè)首臺具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的兆瓦級“飛輪儲能裝置”在青島地鐵3號線投入使用。
2)電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻:飛輪儲能功率大、響應(yīng)速度快、壽命長,適用于電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻。
海外部分國家已將飛輪儲能系統(tǒng)應(yīng)用于電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻,我國在《“十四五”新型儲能發(fā)展實(shí)施方案》明確提出“到2025年兆瓦級飛輪儲能技術(shù)應(yīng)逐步成熟”、“重點(diǎn)建設(shè)飛輪儲能技術(shù)試點(diǎn)示范項(xiàng)目”。
目前多地已啟動電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻飛輪儲能項(xiàng)目,在政策的支持下,國盛證券稱飛輪儲能應(yīng)用于電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻的節(jié)奏有望持續(xù)加快。
3)UPS不間斷電源。UPS不間斷電源在電力系統(tǒng)中,存在大量對電能質(zhì)量要求高的用戶,例如半導(dǎo)體制造業(yè)、銀行的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、醫(yī)院的精密醫(yī)療設(shè)備等。當(dāng)外部電網(wǎng)中斷或供電質(zhì)量異常時,為確保這些用戶連續(xù)可靠供電,可配備飛輪儲能UPS不間斷電源。
全球格局
目前全球飛輪儲能技術(shù)的研發(fā)力量主要集中在美國、歐洲和日本,呈現(xiàn)三足鼎立的局面。
我國自20世紀(jì)80年代開始關(guān)注飛輪儲能技術(shù),目前我國的飛輪儲能在發(fā)電、石油鉆井、導(dǎo)航等領(lǐng)域已取得了諸多實(shí)際應(yīng)用示范的成功經(jīng)驗(yàn)。
8月18日印發(fā)的《科技支撐碳達(dá)峰碳中和實(shí)施方案(2022—2030年)》中提出,要研發(fā)飛輪儲能等高效儲能技術(shù);《“十四五”新型儲能發(fā)展實(shí)施方案》也要求,“到2025年兆瓦級飛輪儲能技術(shù)應(yīng)逐步成熟”、“重點(diǎn)建設(shè)飛輪儲能技術(shù)試點(diǎn)示范項(xiàng)目”。
據(jù)中國能源研究會儲能專委會數(shù)據(jù),截止至2021年底,全球飛輪儲能在儲能裝機(jī)中占比僅0.22%,市場滲透率仍處于低位。據(jù)《2022儲能產(chǎn)業(yè)應(yīng)用研究報(bào)告》顯示,2021年我國43.44GW的裝機(jī)規(guī)模中,飛輪儲能裝機(jī)占比則不到0.44%,當(dāng)前飛輪儲能的市場規(guī)模較小,相比國外有較大提升空間。
原標(biāo)題:看下什么是飛輪儲能?有啥優(yōu)勢?