技術(shù)突破！國內(nèi)飛輪儲能單機首次突破1MW

據(jù)“中國核電”微信公眾號消息，近日，由中國核電旗下中核匯能牽頭承擔的內(nèi)蒙自治區(qū)科技重大專項“ MW（兆瓦）級先進飛輪儲能關(guān)鍵技術(shù)研究”項目飛輪儲能單機輸出功率首次達到了1MW，這是國內(nèi)單體飛輪首次達到的最大并網(wǎng)功率，完成了核心部件飛輪、電機、磁軸承以及單機集成控制試驗。

據(jù)悉，三臺1MW飛輪將并入中核匯能二連浩特99MW風(fēng)電場，與3MW/3MWh的電池儲能共同構(gòu)成混合儲能系統(tǒng)，為二連浩特風(fēng)電場提供一次調(diào)頻服務(wù)。

隨著國際社會對保護生態(tài)環(huán)境、應(yīng)對氣候變化等問題日益重視，加快對可再生能源的開發(fā)利用已成為世界各國的普遍共識和一致行動。我國可再生能源已具備規(guī)?；_發(fā)應(yīng)用的基礎(chǔ)，具有良好的發(fā)展前景，同時也受到可再生能源發(fā)電特性的限制。

這些限制包括風(fēng)電、光伏等能源具有波動性，對并網(wǎng)要求很高，此外，我國可再生能源的利用效率并不高，供給端與需求端不平衡，可再生能源相應(yīng)潛力未被完全挖掘。對此，我國中央和地方出臺了多項指導(dǎo)意見，明確儲能系統(tǒng)參與風(fēng)電、光伏聯(lián)合調(diào)節(jié)任務(wù)，確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定與電能質(zhì)量水平。

在諸多儲能方式中，飛輪儲能具有壽命長、完全無污染、響應(yīng)速度快、維護成本低等優(yōu)勢，可實現(xiàn)對電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻等，飛輪儲能的配置可有效支撐新型電力系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，對推動能源行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型具有建設(shè)性意義。

飛輪儲能系統(tǒng)由飛輪轉(zhuǎn)子、軸承、電機、儲能變流器和真空腔室等部件組成。其中飛輪轉(zhuǎn)子是主體，利用高速旋轉(zhuǎn)的飛輪轉(zhuǎn)子，能量以動能的形式進行儲存；

軸承采用磁懸浮支撐轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)，以減小機械損耗，增加轉(zhuǎn)子動能、提高儲能密度；

電機和儲能變流器是儲能系統(tǒng)動能與電能轉(zhuǎn)換的媒介，根據(jù)系統(tǒng)運行方式不同可以處于電動和發(fā)電兩種工作模式；

真空腔室為飛輪提供了真空環(huán)境，盡可能降低系統(tǒng)損耗。

今年8月下旬，我國首個二氧化碳+飛輪儲能項目由東方汽輪機有限公司在四川德陽建成，該項目結(jié)合二氧化碳儲能時間長規(guī)模大、飛輪儲能響應(yīng)速度快的特點，可以有效平滑電網(wǎng)波動性，解決間歇性問題，實現(xiàn)電網(wǎng)安全運行。

目前飛輪儲能當前還屬于發(fā)展初期，據(jù)《2022儲能產(chǎn)業(yè)應(yīng)用研究報告》顯示，2021年全球儲能市場裝機功率為205.3GW，其中，飛輪儲能裝機僅占0.47%；而在中國 43.44GW的裝機規(guī)模中，飛輪儲能裝機占比則不到0.44%。

從運用場景來看，根據(jù)飛輪儲能響應(yīng)快、大功率、占地小、壽命長等優(yōu)點，一般被用于不間斷電源（UPS）、軌道交通、汽車電池、電網(wǎng)調(diào)頻、電網(wǎng)調(diào)峰等諸多場景。

同時目前飛輪還存在諸多限制，包括飛輪儲能的成本較高，需要開發(fā)出經(jīng)濟耐用的轉(zhuǎn)子；飛輪儲能能量釋放時間較短，且能量會在幾十個小時內(nèi)被損耗殆盡等。