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

內(nèi)容概況：國(guó)內(nèi)新型儲(chǔ)能保持高增長(zhǎng)姿態(tài)，2022年中國(guó)新型儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模模首次突破10GW，達(dá)到13.1GW/27.1GWh，功率規(guī)模年增長(zhǎng)率達(dá)128%，能量規(guī)模年增長(zhǎng)率達(dá)141%。細(xì)分市場(chǎng)方面，鋰電池占比94.0%，較2021年提升4.3個(gè)百分點(diǎn)。國(guó)內(nèi)飛輪儲(chǔ)能市場(chǎng)裝機(jī)較少，2022年飛輪儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模不到13MW，較2021年的5.7MW增長(zhǎng)較快。

關(guān)鍵詞：飛輪儲(chǔ)能、機(jī)械儲(chǔ)能

一、飛輪儲(chǔ)能綜述

飛輪儲(chǔ)能技術(shù)是一種新興電能存儲(chǔ)技術(shù)，通過(guò)在低摩擦環(huán)境中高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子來(lái)存儲(chǔ)動(dòng)能。飛輪儲(chǔ)能電源系統(tǒng)主要由三部分組成：1) 飛輪；2) 電機(jī)：電動(dòng)機(jī)+發(fā)電機(jī)；3) 軸承：為轉(zhuǎn)子提供低耗損支撐。飛能儲(chǔ)能在“充電”時(shí)，電動(dòng)機(jī)會(huì)發(fā)動(dòng)將飛輪加速，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能儲(chǔ)存。當(dāng)需要用電時(shí)，飛輪轉(zhuǎn)速下降，透過(guò)發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能給外部供電。整個(gè)飛輪儲(chǔ)存裝置是在封閉殼體中，提供高真空以減少阻力，保護(hù)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)。飛輪儲(chǔ)能具有儲(chǔ)能密度較高、能量轉(zhuǎn)換效率高（可達(dá)90%）、充放電次數(shù)與充放電深度無(wú)關(guān)、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)。

二、儲(chǔ)能行業(yè)相關(guān)政策梳理

2022年5月，國(guó)家發(fā)改委和國(guó)家能源局發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步推動(dòng)新型儲(chǔ)能參與電力市場(chǎng)和調(diào)度運(yùn)用的通知》，明確了新型儲(chǔ)能作為獨(dú)立儲(chǔ)能參與電力市場(chǎng)的主體地位；2022年10月，國(guó)家能源局印發(fā)《能源碳達(dá)峰碳中和標(biāo)準(zhǔn)化提升行動(dòng)計(jì)劃》，完善了新型儲(chǔ)能的標(biāo)準(zhǔn)管理體系；2023上半年，國(guó)家大力推動(dòng)新型儲(chǔ)能參與系統(tǒng)調(diào)節(jié)，鼓勵(lì)擴(kuò)大新型儲(chǔ)能建設(shè)規(guī)模的政策文件陸續(xù)發(fā)布，新型儲(chǔ)能市場(chǎng)發(fā)展前景廣闊。

三、飛輪儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈

飛輪儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈包括上游的原材料供應(yīng)商、中游的制造和系統(tǒng)集成，以及下游的應(yīng)用三個(gè)部分。其中上游原材料主要包括儲(chǔ)能裝置核心部件、儲(chǔ)能輪體、電機(jī)、飛輪外殼等，下游飛輪儲(chǔ)能可用于不間斷電源、應(yīng)急電源、電網(wǎng)調(diào)峰和頻率控制等。

相關(guān)報(bào)告：智研咨詢發(fā)布的《中國(guó)飛輪儲(chǔ)能行業(yè)市場(chǎng)發(fā)展現(xiàn)狀及競(jìng)爭(zhēng)格局預(yù)測(cè)報(bào)告》

四、飛輪儲(chǔ)能行業(yè)現(xiàn)狀分析

2022年全球儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展迅猛，根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，截至2022年底，全球已投運(yùn)電力儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)到237.2GW。其中抽水蓄能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模占比首次低于80%，新型儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模達(dá)到45.75GW，同比增長(zhǎng)80.4%。新型儲(chǔ)能市場(chǎng)方面，鋰電池占據(jù)市場(chǎng)絕對(duì)主導(dǎo)地位，2022年占比達(dá)到94.4%，較2021年上升3.5個(gè)百分點(diǎn)。全球飛輪儲(chǔ)能仍處于商業(yè)化早期階段，2022年累計(jì)裝機(jī)規(guī)模約為457.5MW，在新型儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)市場(chǎng)占比1.0%，較2021年457.2MW變動(dòng)不大。

國(guó)內(nèi)市場(chǎng)方面，截至2022年底，中國(guó)已投運(yùn)電力儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模59.8GW，占全球市場(chǎng)總規(guī)模的25%。抽水蓄能累計(jì)裝機(jī)占比同樣首次低于80%，2022年同比下降8.3個(gè)百分點(diǎn)。國(guó)內(nèi)新型儲(chǔ)能保持高增長(zhǎng)姿態(tài)，2022年中國(guó)新型儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模模首次突破10GW，達(dá)到13.1GW/27.1GWh，功率規(guī)模年增長(zhǎng)率達(dá)128%，能量規(guī)模年增長(zhǎng)率達(dá)141%。細(xì)分市場(chǎng)方面，鋰電池占比94.0%，較2021年提升4.3個(gè)百分點(diǎn)。國(guó)內(nèi)飛輪儲(chǔ)能市場(chǎng)裝機(jī)較少，2022年飛輪儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模不到13MW，較2021年的5.7MW增長(zhǎng)較快。

五、飛輪儲(chǔ)能行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)情況

從行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)來(lái)看，以美國(guó)為首的國(guó)外市場(chǎng)起步早，已經(jīng)步入商業(yè)化應(yīng)用階段。自20世紀(jì)90年代起，多國(guó)飛輪儲(chǔ)能快速發(fā)展，例如美國(guó)、日本、法國(guó)、英國(guó)、德國(guó)、韓國(guó)、印度等。其中，美國(guó)投資最多、規(guī)模最大、進(jìn)展最快。目前產(chǎn)品已應(yīng)用于電力系統(tǒng)、備用電源、交通工具、航天航空、軍工等領(lǐng)域。國(guó)外參與飛輪儲(chǔ)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(jì)90年代，業(yè)務(wù)重點(diǎn)逐漸從UPS轉(zhuǎn)移到電網(wǎng)調(diào)頻領(lǐng)域。Active Power和VYCON的業(yè)務(wù)都主要在UPS領(lǐng)域，其產(chǎn)品用于數(shù)據(jù)中心、醫(yī)院、工業(yè)（起重機(jī)、鐵路機(jī)車系統(tǒng)等），用作電力備用。目前，國(guó)外主流技術(shù)采用第三代飛輪儲(chǔ)能技術(shù)，其采用碳纖維和磁懸浮技術(shù)。

國(guó)內(nèi)飛輪儲(chǔ)能行業(yè)處于起步階段，大部分公司未上市。國(guó)內(nèi)飛輪研究起步較晚，早期從事飛輪儲(chǔ)能技術(shù)研發(fā)的單位有：北京飛輪儲(chǔ)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(xué)、華北電力大學(xué)、北京航空航天大學(xué)等，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)以學(xué)院技術(shù)研究為主，也有部分公司開始運(yùn)營(yíng)從事飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用開發(fā)。

六、飛輪儲(chǔ)能行業(yè)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)將在可再生能源集成中扮演關(guān)鍵角色，幫助平衡電力供應(yīng)。伴隨著全球可再生能源的應(yīng)用提升，飛輪將成為重要的能源存儲(chǔ)解決方案，確保電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)隨著飛輪儲(chǔ)能未來(lái)技術(shù)進(jìn)一步成熟、成本下降和應(yīng)用領(lǐng)域拓寬，飛輪儲(chǔ)能在能源可持續(xù)發(fā)展領(lǐng)域有著非常廣闊的發(fā)展空間。未來(lái)飛輪儲(chǔ)能技術(shù)的未來(lái)研究重點(diǎn)將從列陣化、自動(dòng)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(gè)方面：

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

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

3、高速永磁電機(jī)的研發(fā)。飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)的電機(jī)要滿足轉(zhuǎn)速適應(yīng)力強(qiáng)、極限轉(zhuǎn)速高、損耗率低等要求，在永磁電機(jī)現(xiàn)有的基礎(chǔ)上，仍需要進(jìn)行深入優(yōu)化與設(shè)計(jì)。

4、大容量飛輪儲(chǔ)能列陣式運(yùn)行與控制技術(shù)。將儲(chǔ)能系統(tǒng)單元進(jìn)行模塊化，實(shí)現(xiàn)多個(gè)飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)列陣式的運(yùn)行，可以大幅度提升儲(chǔ)能的規(guī)模，使得更好應(yīng)用于大容量負(fù)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(yīng)速度，并可緩解由于控制不當(dāng)造成的飛輪電機(jī)損壞等問(wèn)題。

以上數(shù)據(jù)及信息可參考智研咨詢（m.yhcgw.cn）發(fā)布的《中國(guó)飛輪儲(chǔ)能行業(yè)市場(chǎng)發(fā)展現(xiàn)狀及競(jìng)爭(zhēng)格局預(yù)測(cè)報(bào)告》。智研咨詢是中國(guó)領(lǐng)先產(chǎn)業(yè)咨詢機(jī)構(gòu)，提供深度產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告、商業(yè)計(jì)劃書、可行性研究報(bào)告及定制服務(wù)等一站式產(chǎn)業(yè)咨詢服務(wù)。您可以關(guān)注【智研咨詢】公眾號(hào)，每天及時(shí)掌握更多行業(yè)動(dòng)態(tài)。