2024飛輪儲能行業現狀及整體規模分析

隨著可再生能源的大規模應用和電力系統的智能化發展，儲能技術的需求不斷增長。飛輪儲能作為一種高效、環保的儲能方式，在電力調峰、調頻、微電網等領域具有廣泛的應用前景。此外，飛輪儲能還可用于數據中心、工業制造等領域，提供備用電源和節能減排解決方案。

飛輪儲能是指利用電動機帶動飛輪高速旋轉，在需要的時候再用飛輪帶動發電機發電的儲能方式。技術特點是高功率密度、長壽命。飛輪本體是飛輪儲能系統中的核心部件，作用是力求提高轉子的極限角速度，減輕轉子重量，最大限度地增加飛輪儲能系統的儲能量，多采用碳素纖維材料制作。

根據儲能技術能量存儲原理的不同，儲能技術可分為電化學儲能、電磁儲能以及機械儲能。機械儲能是將電能轉換為機械能的形式存儲，主要產品有抽水儲能、壓縮空氣儲能和飛輪儲能。飛輪儲能系統通常被稱為機械電池，因為它們的功能非常類似于傳統電池，除了它以旋轉的飛輪動能形式儲能，而不是化學能。和電池及其他儲能方式相比，飛輪的優勢是功率密度、循環能力、能量可利用率和在不降低性能的前提下的長使用壽命。早在20世紀50年代飛輪儲能技術就得到了人們的關注，并將其應用于電動汽車中。但是受到當時技術水平的限制，未能取得突破性進展。直到20世紀90年代，由于與飛輪電池儲能相關的技術取得了突破性進展，才使得飛輪電池儲能進入了快速發展階段。

飛輪儲能行業現狀及整體規模分析

目前飛輪儲能產業尚處于起步階段，在整個儲能市場中占比還較小。對于其他儲能產品來說，競爭能力不強，適用領域專業化程度加高，受眾面相對較窄。在產品方面，有的企業的飛輪儲能產品還處于研發試驗階段;有的企業已有飛輪儲能產品樣機和個別示范案例;有的企業則已經批量生產和應用。因為飛輪儲能產品技術水平的差異以及產品成熟度的差異等原因，目前飛輪儲能企業之間的競爭并不激烈。

從企業數量來看，由于飛輪儲能屬于知識密集型企業，產品專業化程度高，市場需求小，整個行業處于剛起步階段，飛輪企業的數量極少。目前，這些企業主要分布于北京、深圳、天津、湖南長沙、四川德陽、遼林沈陽和大連、河北石家莊等地。從區域劃分來看，我國的飛輪儲能企業多分布與河北地區。

近年來，我國的飛輪儲能項目由于技術瓶頸，市場競爭程度，產品適用面等原因，項目的滲透率相對較低，飛輪項目累計投資額增長也較為緩慢，但是隨著飛輪儲能商業模式的不斷完善，發展路徑逐漸清晰，企業的規模逐漸擴大，行業的資產規模規模也在不斷增加。2021年，飛輪儲能行業的累計資產規模約在22.20億元，相較于2020年，增長了約5.85億元。

根據中研普華產業研究院發布的《2024-2029年中國飛輪儲能行業深度調研及投資機會分析報告》顯示：

目前，就以市面上的飛輪產品銷售情況來看，銷售通常以飛輪儲能系統為單位進行，飛輪儲能系統由數十至數百個飛輪產品矩陣共同組成。以電網領域進行電力調頻的飛輪儲能系統為例，一個飛輪產品儲能15KWH，100個飛輪儲能矩陣可存儲1.5MWH能量，而這樣一臺1MHW的系統利潤在40萬元左右，收入則在412萬元左右。而在交通領域，根據《新基建下儲能技術典型應用場景分析》，北京地鐵房山線廣陽城站1MW飛輪儲能設備投資金額也在400萬元左右。由此，我國在2021年的，飛輪儲能行業銷售收入約在5.32億元，相較于2020年的4.05億元，同比提高了31.35%。

2021年，飛輪儲能行業的利潤有著較大幅度的提升，2021年行業的利潤為5446.14萬元，同比提高了26.14%，這是因為在2021年，行業的需求，在國家新能源儲能和發電政策的引導，行業的發展前景逐漸明確，下游市場逐漸打開，利潤總額迅速增長。

圖表：2019-2021年行業毛利潤總額

數據來源：中研普華

飛輪儲能系統是一種機電能量轉換的儲能裝置，突破了化學電池的局限，用物理方法實現儲能。通過電動/發電互逆式雙向電機，電能與高速運轉飛輪的機械動能之間的相互轉換與儲存，并通過調頻、整流、恒壓與不同類型的負載接口。在儲能時，電能通過電力轉換器變換后驅動電機運行，電機帶動飛輪加速轉動，飛輪以動能的形式把能量儲存起來，完成電能到機械能轉換的儲存能量過程，能量儲存在高速旋轉的飛輪體中;之后，電機維持一個恒定的轉速，直到接收到一個能量釋放的控制信號;釋能時，高速旋轉的飛輪拖動電機發電，經電力轉換器輸出適用于負載的電流與電壓，完成機械能到電能轉換的釋放能量過程。整個飛輪儲能系統實現了電能的輸入、儲存和輸出過程。

2022年4月11日，2臺1兆瓦飛輪儲能裝置在青島地鐵3號線萬年泉路站完成安裝調試，并順利并網應用，這是我國軌道交通行業首臺具有完全自主知識產權的兆瓦級飛輪儲能裝置。2023年4月4日，國內首個“飛輪+鋰電池儲能”復合調頻項目——中國華電朔州熱電復合調頻項目正式投運，填補了國內飛輪與電化學復合儲能領域的空白。

飛輪儲能行業未來發展趨勢預測

現在隨著電化學儲能的迅猛發展，初步形成了新能源加儲能的融合發展態勢。但受水資源所限，抽水蓄能發展相對穩定，光熱儲能目前尚處于起步階段，飛輪儲能逐步進入商業化規模化應用的導入期。目前飛輪儲能系統適用于電力系統調頻、風電等間歇式新能源發電、不間斷電源(UPS)、軌道交通制動能量回收、脈沖功率電源等領域。而在未來，飛輪儲能技術將朝著復合材料飛輪轉子、組合式磁軸承、高速電機、雙向電力電子控制、陣列式運行等方向進一步發展。

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