2024飞轮储能行业现状及整体规模分析

• 黄文玉 2024年2月6日 来源：互联网 564 31
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飞轮储能是指利用电动机带动飞轮高速旋转，在需要的时候再用飞轮带动发电机发电的储能方式。技术特点是高功率密度、长寿命。飞轮本体是飞轮储能系统中的核心部件，作用是力求提高转子的极限角速度，减轻转子重量，最大限度地增加飞轮储能系统的储能量，多采用碳素纤维材

随着可再生能源的大规模应用和电力系统的智能化发展，储能技术的需求不断增长。飞轮储能作为一种高效、环保的储能方式，在电力调峰、调频、微电网等领域具有广泛的应用前景。此外，飞轮储能还可用于数据中心、工业制造等领域，提供备用电源和节能减排解决方案。

飞轮储能是指利用电动机带动飞轮高速旋转，在需要的时候再用飞轮带动发电机发电的储能方式。技术特点是高功率密度、长寿命。飞轮本体是飞轮储能系统中的核心部件，作用是力求提高转子的极限角速度，减轻转子重量，最大限度地增加飞轮储能系统的储能量，多采用碳素纤维材料制作。

根据储能技术能量存储原理的不同，储能技术可分为电化学储能、电磁储能以及机械储能。机械储能是将电能转换为机械能的形式存储，主要产品有抽水储能、压缩空气储能和飞轮储能。飞轮储能系统通常被称为机械电池，因为它们的功能非常类似于传统电池，除了它以旋转的飞轮动能形式储能，而不是化学能。和电池及其他储能方式相比，飞轮的优势是功率密度、循环能力、能量可利用率和在不降低性能的前提下的长使用寿命。早在20世纪50年代飞轮储能技术就得到了人们的关注，并将其应用于电动汽车中。但是受到当时技术水平的限制，未能取得突破性进展。直到20世纪90年代，由于与飞轮电池储能相关的技术取得了突破性进展，才使得飞轮电池储能进入了快速发展阶段。

飞轮储能行业现状及整体规模分析

目前飞轮储能产业尚处于起步阶段，在整个储能市场中占比还较小。对于其他储能产品来说，竞争能力不强，适用领域专业化程度加高，受众面相对较窄。在产品方面，有的企业的飞轮储能产品还处于研发试验阶段;有的企业已有飞轮储能产品样机和个别示范案例;有的企业则已经批量生产和应用。因为飞轮储能产品技术水平的差异以及产品成熟度的差异等原因，目前飞轮储能企业之间的竞争并不激烈。

从企业数量来看，由于飞轮储能属于知识密集型企业，产品专业化程度高，市场需求小，整个行业处于刚起步阶段，飞轮企业的数量极少。目前，这些企业主要分布于北京、深圳、天津、湖南长沙、四川德阳、辽林沈阳和大连、河北石家庄等地。从区域划分来看，我国的飞轮储能企业多分布与河北地区。

近年来，我国的飞轮储能项目由于技术瓶颈，市场竞争程度，产品适用面等原因，项目的渗透率相对较低，飞轮项目累计投资额增长也较为缓慢，但是随着飞轮储能商业模式的不断完善，发展路径逐渐清晰，企业的规模逐渐扩大，行业的资产规模规模也在不断增加。2021年，飞轮储能行业的累计资产规模约在22.20亿元，相较于2020年，增长了约5.85亿元。

根据中研普华产业研究院发布的《2024-2029年中国飞轮储能行业深度调研及投资机会分析报告》显示：

目前，就以市面上的飞轮产品销售情况来看，销售通常以飞轮储能系统为单位进行，飞轮储能系统由数十至数百个飞轮产品矩阵共同组成。以电网领域进行电力调频的飞轮储能系统为例，一个飞轮产品储能15KWH，100个飞轮储能矩阵可存储1.5MWH能量，而这样一台1MHW的系统利润在40万元左右，收入则在412万元左右。而在交通领域，根据《新基建下储能技术典型应用场景分析》，北京地铁房山线广阳城站1MW飞轮储能设备投资金额也在400万元左右。由此，我国在2021年的，飞轮储能行业销售收入约在5.32亿元，相较于2020年的4.05亿元，同比提高了31.35%。

2021年，飞轮储能行业的利润有着较大幅度的提升，2021年行业的利润为5446.14万元，同比提高了26.14%，这是因为在2021年，行业的需求，在国家新能源储能和发电政策的引导，行业的发展前景逐渐明确，下游市场逐渐打开，利润总额迅速增长。

图表：2019-2021年行业毛利润总额

数据来源：中研普华

飞轮储能系统是一种机电能量转换的储能装置，突破了化学电池的局限，用物理方法实现储能。通过电动/发电互逆式双向电机，电能与高速运转飞轮的机械动能之间的相互转换与储存，并通过调频、整流、恒压与不同类型的负载接口。在储能时，电能通过电力转换器变换后驱动电机运行，电机带动飞轮加速转动，飞轮以动能的形式把能量储存起来，完成电能到机械能转换的储存能量过程，能量储存在高速旋转的飞轮体中;之后，电机维持一个恒定的转速，直到接收到一个能量释放的控制信号;释能时，高速旋转的飞轮拖动电机发电，经电力转换器输出适用于负载的电流与电压，完成机械能到电能转换的释放能量过程。整个飞轮储能系统实现了电能的输入、储存和输出过程。

2022年4月11日，2台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，这是我国轨道交通行业首台具有完全自主知识产权的兆瓦级飞轮储能装置。2023年4月4日，国内首个“飞轮+锂电池储能”复合调频项目——中国华电朔州热电复合调频项目正式投运，填补了国内飞轮与电化学复合储能领域的空白。

飞轮储能行业未来发展趋势预测

现在随着电化学储能的迅猛发展，初步形成了新能源加储能的融合发展态势。但受水资源所限，抽水蓄能发展相对稳定，光热储能目前尚处于起步阶段，飞轮储能逐步进入商业化规模化应用的导入期。目前飞轮储能系统适用于电力系统调频、风电等间歇式新能源发电、不间断电源(UPS)、轨道交通制动能量回收、脉冲功率电源等领域。而在未来，飞轮储能技术将朝着复合材料飞轮转子、组合式磁轴承、高速电机、双向电力电子控制、阵列式运行等方向进一步发展。

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