2023年全球及中國飛輪儲能行業(yè)全景速覽：市場仍處于商業(yè)化早期階段[圖]

內容概況：國內新型儲能保持高增長姿態(tài)，2022年中國新型儲能累計裝機規(guī)模模首次突破10GW，達到13.1GW/27.1GWh，功率規(guī)模年增長率達128%，能量規(guī)模年增長率達141%。細分市場方面，鋰電池占比94.0%，較2021年提升4.3個百分點。國內飛輪儲能市場裝機較少，2022年飛輪儲能累計裝機規(guī)模不到13MW，較2021年的5.7MW增長較快。

關鍵詞：飛輪儲能、機械儲能

一、飛輪儲能綜述

飛輪儲能技術是一種新興電能存儲技術，通過在低摩擦環(huán)境中高速旋轉的轉子來存儲動能。飛輪儲能電源系統(tǒng)主要由三部分組成：1) 飛輪；2) 電機：電動機+發(fā)電機；3) 軸承：為轉子提供低耗損支撐。飛能儲能在“充電”時，電動機會發(fā)動將飛輪加速，將電能轉化為機械能儲存。當需要用電時，飛輪轉速下降，透過發(fā)電機將機械能轉化為電能給外部供電。整個飛輪儲存裝置是在封閉殼體中，提供高真空以減少阻力，保護轉子系統(tǒng)運轉。飛輪儲能具有儲能密度較高、能量轉換效率高（可達90%）、充放電次數與充放電深度無關、無污染等優(yōu)點。

二、儲能行業(yè)相關政策梳理

2022年5月，國家發(fā)改委和國家能源局發(fā)布《關于進一步推動新型儲能參與電力市場和調度運用的通知》，明確了新型儲能作為獨立儲能參與電力市場的主體地位；2022年10月，國家能源局印發(fā)《能源碳達峰碳中和標準化提升行動計劃》，完善了新型儲能的標準管理體系；2023上半年，國家大力推動新型儲能參與系統(tǒng)調節(jié)，鼓勵擴大新型儲能建設規(guī)模的政策文件陸續(xù)發(fā)布，新型儲能市場發(fā)展前景廣闊。

三、飛輪儲能產業(yè)鏈

飛輪儲能產業(yè)鏈包括上游的原材料供應商、中游的制造和系統(tǒng)集成，以及下游的應用三個部分。其中上游原材料主要包括儲能裝置核心部件、儲能輪體、電機、飛輪外殼等，下游飛輪儲能可用于不間斷電源、應急電源、電網調峰和頻率控制等。

相關報告：智研咨詢發(fā)布的《中國飛輪儲能行業(yè)市場發(fā)展現狀及競爭格局預測報告》

四、飛輪儲能行業(yè)現狀分析

2022年全球儲能行業(yè)發(fā)展迅猛，根據數據顯示，截至2022年底，全球已投運電力儲能項目累計裝機規(guī)模達到237.2GW。其中抽水蓄能累計裝機規(guī)模占比首次低于80%，新型儲能裝機規(guī)模達到45.75GW，同比增長80.4%。新型儲能市場方面，鋰電池占據市場絕對主導地位，2022年占比達到94.4%，較2021年上升3.5個百分點。全球飛輪儲能仍處于商業(yè)化早期階段，2022年累計裝機規(guī)模約為457.5MW，在新型儲能累計裝機市場占比1.0%，較2021年457.2MW變動不大。

國內市場方面，截至2022年底，中國已投運電力儲能項目累計裝機規(guī)模59.8GW，占全球市場總規(guī)模的25%。抽水蓄能累計裝機占比同樣首次低于80%，2022年同比下降8.3個百分點。國內新型儲能保持高增長姿態(tài)，2022年中國新型儲能累計裝機規(guī)模模首次突破10GW，達到13.1GW/27.1GWh，功率規(guī)模年增長率達128%，能量規(guī)模年增長率達141%。細分市場方面，鋰電池占比94.0%，較2021年提升4.3個百分點。國內飛輪儲能市場裝機較少，2022年飛輪儲能累計裝機規(guī)模不到13MW，較2021年的5.7MW增長較快。

五、飛輪儲能行業(yè)競爭情況

從行業(yè)競爭來看，以美國為首的國外市場起步早，已經步入商業(yè)化應用階段。自20世紀90年代起，多國飛輪儲能快速發(fā)展，例如美國、日本、法國、英國、德國、韓國、印度等。其中，美國投資最多、規(guī)模最大、進展最快。目前產品已應用于電力系統(tǒng)、備用電源、交通工具、航天航空、軍工等領域。國外參與飛輪儲能主要企業(yè)包括：Beacon Power、VYCON、Temporal Power、Active Power、Amber Kinetics、Quantum Energy。其中，Beacon power成立于20世紀90年代，業(yè)務重點逐漸從UPS轉移到電網調頻領域。Active Power和VYCON的業(yè)務都主要在UPS領域，其產品用于數據中心、醫(yī)院、工業(yè)（起重機、鐵路機車系統(tǒng)等），用作電力備用。目前，國外主流技術采用第三代飛輪儲能技術，其采用碳纖維和磁懸浮技術。

國內飛輪儲能行業(yè)處于起步階段，大部分公司未上市。國內飛輪研究起步較晚，早期從事飛輪儲能技術研發(fā)的單位有：北京飛輪儲能（柔性）研究所、核工業(yè)理化工程研究院、中科院電工研究所、清華大學、華北電力大學、北京航空航天大學等，國內市場以學院技術研究為主，也有部分公司開始運營從事飛輪儲能系統(tǒng)的實際應用開發(fā)。

六、飛輪儲能行業(yè)未來發(fā)展趨勢

飛輪儲能系統(tǒng)將在可再生能源集成中扮演關鍵角色，幫助平衡電力供應。伴隨著全球可再生能源的應用提升，飛輪將成為重要的能源存儲解決方案，確保電網穩(wěn)定運行。同時隨著飛輪儲能未來技術進一步成熟、成本下降和應用領域拓寬，飛輪儲能在能源可持續(xù)發(fā)展領域有著非常廣闊的發(fā)展空間。未來飛輪儲能技術的未來研究重點將從列陣化、自動化、智能化、高性能、高穩(wěn)定性等角度出發(fā)，主要包括以下幾個方面：

1、新型飛輪復合材料的研發(fā)。飛輪轉子的材料強度極大限制了儲能系統(tǒng)的能量密度和轉換效率，使用更高強度的新型復合材料可獲得更大的儲能密度。

2、新型超導磁懸浮軸承的研發(fā)。先進的軸承系統(tǒng)能夠有效減少飛輪轉子旋轉過程中的摩擦損耗，提高轉子的極限速度，減少自放電損失，提升系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性與安全性。

3、高速永磁電機的研發(fā)。飛輪儲能系統(tǒng)的電機要滿足轉速適應力強、極限轉速高、損耗率低等要求，在永磁電機現有的基礎上，仍需要進行深入優(yōu)化與設計。

4、大容量飛輪儲能列陣式運行與控制技術。將儲能系統(tǒng)單元進行模塊化，實現多個飛輪儲能系統(tǒng)列陣式的運行，可以大幅度提升儲能的規(guī)模，使得更好應用于大容量負載需求的情況。優(yōu)秀的控制系統(tǒng)可以增加系統(tǒng)效率，加快系統(tǒng)響應速度，并可緩解由于控制不當造成的飛輪電機損壞等問題。

以上數據及信息可參考智研咨詢（yhcgw.cn）發(fā)布的《中國飛輪儲能行業(yè)市場發(fā)展現狀及競爭格局預測報告》。智研咨詢是中國領先產業(yè)咨詢機構，提供深度產業(yè)研究報告、商業(yè)計劃書、可行性研究報告及定制服務等一站式產業(yè)咨詢服務。您可以關注【智研咨詢】公眾號，每天及時掌握更多行業(yè)動態(tài)。