2023飛輪儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展概覽及市場(chǎng)前景分析

• 吳澳燕 2023年8月28日 來源：科創(chuàng)板日?qǐng)?bào) 中研報(bào)告 1451 96
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基于現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的需求，市場(chǎng)被細(xì)分為UPS、分布式能源發(fā)電、運(yùn)輸、數(shù)據(jù)中心等。數(shù)據(jù)中心是最大的應(yīng)用場(chǎng)景之一，因?yàn)橐沤^電源中斷帶來的風(fēng)險(xiǎn)，儲(chǔ)能的需求日益增長(zhǎng)。在儲(chǔ)能及汽車行業(yè)的發(fā)展的推動(dòng)下，到2025年全球飛輪儲(chǔ)能市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)到4.793億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率可達(dá)

根據(jù)儲(chǔ)能技術(shù)能量存儲(chǔ)原理的不同，儲(chǔ)能技術(shù)可分為電化學(xué)儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能以及機(jī)械儲(chǔ)能。機(jī)械儲(chǔ)能是將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的形式存儲(chǔ)，主要產(chǎn)品有抽水儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能和飛輪儲(chǔ)能。

飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)通常被稱為機(jī)械電池，因?yàn)樗鼈兊墓δ芊浅ｎ愃朴趥鹘y(tǒng)電池，除了它以旋轉(zhuǎn)的飛輪動(dòng)能形式儲(chǔ)能，而不是化學(xué)能。和電池及其他儲(chǔ)能方式相比，飛輪的優(yōu)勢(shì)是功率密度、循環(huán)能力、能量可利用率和在不降低性能的前提下的長(zhǎng)使用壽命。

在沒有穩(wěn)定電源的情況下，飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)可以提供持續(xù)的電力輸出。飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)通過飛輪旋轉(zhuǎn)可以產(chǎn)生電能，持續(xù)性供電使其成為一種理想的儲(chǔ)能方式，與太陽(yáng)能光伏電池或者風(fēng)力發(fā)電相比，飛輪儲(chǔ)能具有更好的穩(wěn)定性。

基于現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的需求，市場(chǎng)被細(xì)分為UPS、分布式能源發(fā)電、運(yùn)輸、數(shù)據(jù)中心等。數(shù)據(jù)中心是最大的應(yīng)用場(chǎng)景之一，因?yàn)橐沤^電源中斷帶來的風(fēng)險(xiǎn)，儲(chǔ)能的需求日益增長(zhǎng)。在儲(chǔ)能及汽車行業(yè)的發(fā)展的推動(dòng)下，到2025年全球飛輪儲(chǔ)能市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)到4.793億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率可達(dá)8.9%。

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2022-2027年中國(guó)飛輪儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展分析與競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)報(bào)告》顯示：

早在20世紀(jì)50年代飛輪儲(chǔ)能技術(shù)就得到了人們的關(guān)注，并將其應(yīng)用于電動(dòng)汽車中。但是受到當(dāng)時(shí)技術(shù)水平的限制，未能取得突破性進(jìn)展。直到20世紀(jì)90年代，由于與飛輪電池儲(chǔ)能相關(guān)的技術(shù)取得了突破性進(jìn)展，才使得飛輪電池儲(chǔ)能進(jìn)入了快速發(fā)展階段。

目前飛輪儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)尚處于起步階段，在整個(gè)儲(chǔ)能市場(chǎng)中占比還較小。對(duì)于其他儲(chǔ)能產(chǎn)品來說，競(jìng)爭(zhēng)能力不強(qiáng)，適用領(lǐng)域?qū)I(yè)化程度加高，受眾面相對(duì)較窄。

2023飛輪儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展概覽及市場(chǎng)前景分析

全球氣候變暖，各國(guó)共同應(yīng)對(duì)氣候變化，全球能源結(jié)構(gòu)正不可逆轉(zhuǎn)地從傳統(tǒng)能源逐步向低碳化轉(zhuǎn)型。對(duì)比傳統(tǒng)能源發(fā)電方式可以容許電網(wǎng)穩(wěn)定調(diào)節(jié)，光伏風(fēng)電等可再生能源存在間歇性發(fā)電、發(fā)電輸出功率不穩(wěn)定的情況，而在風(fēng)電光伏項(xiàng)目日漸增多，電力系統(tǒng)對(duì)調(diào)峰調(diào)頻等電力輔助服務(wù)需求亦快速增長(zhǎng)，令儲(chǔ)能的重要性更加明顯。

截至2021年底，全球儲(chǔ)能市場(chǎng)裝機(jī)功率205.3 GW，其中抽水蓄能裝機(jī)占比86. 2%;而新型儲(chǔ)能占12.2%，其中壓縮空氣儲(chǔ)能裝機(jī)在全球新型儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模中的占比仍僅2.3%;飛輪儲(chǔ)能裝機(jī)占其中1.8%。

2021年全球新增投運(yùn)新型儲(chǔ)能項(xiàng)目地區(qū)中美國(guó)、中國(guó)和歐洲仍然引領(lǐng)全球儲(chǔ)能市場(chǎng)的發(fā)展，三者合計(jì)占全球市場(chǎng)比重的80W其中，美國(guó)占比最高，為34%。美國(guó)、歐洲作為發(fā)達(dá)國(guó)家，長(zhǎng)久以來電價(jià)較高，且近年來電價(jià)不斷上漲，儲(chǔ)能市場(chǎng)需求較大但美國(guó)電源側(cè)、電網(wǎng)測(cè)大型儲(chǔ)能占比高歐洲戶用儲(chǔ)能占比更高。美國(guó)大力發(fā)展光儲(chǔ)等新型儲(chǔ)能項(xiàng)目，在儲(chǔ)能領(lǐng)域發(fā)展速度快。歐洲能源資源匱乏，長(zhǎng)期依賴進(jìn)口，能源自給率低，儲(chǔ)能問題越來越迫切。因此，儲(chǔ)能在歐美市場(chǎng)火爆。

全球范圍內(nèi)，電力系統(tǒng)是飛輪儲(chǔ)能的重要下游市場(chǎng)，電網(wǎng)調(diào)頻是其主要應(yīng)用領(lǐng)域，項(xiàng)目數(shù)量占比達(dá)到55%以上，其次是分布式電網(wǎng)，項(xiàng)目數(shù)量占比在25%左右。隨著技術(shù)進(jìn)步，飛輪儲(chǔ)能在軌道交通能量回收領(lǐng)域的需求也在快速上升。

4月4日，國(guó)內(nèi)首個(gè)“飛輪+鋰電池儲(chǔ)能”復(fù)合調(diào)頻項(xiàng)目——中國(guó)華電朔州熱電復(fù)合調(diào)頻項(xiàng)目正式投運(yùn)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)飛輪與電化學(xué)復(fù)合儲(chǔ)能領(lǐng)域的空白。整個(gè)項(xiàng)目由4臺(tái)全球單體容量最大、擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的飛輪裝置和10組鋰電池組成復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)，與現(xiàn)有兩臺(tái)火電機(jī)組聯(lián)合為電網(wǎng)提供調(diào)頻服務(wù)，可有效滿足電網(wǎng)對(duì)儲(chǔ)能調(diào)頻的大容量、高頻次需求。

飛輪儲(chǔ)能復(fù)合調(diào)頻系統(tǒng)可以有效平衡火電機(jī)組發(fā)電和電網(wǎng)調(diào)度需求用電之間的電量差。項(xiàng)目投運(yùn)后，可以緩解機(jī)組損耗和能源消耗，每年預(yù)計(jì)可減少排放二氧化硫11噸、氮氧化物25.4噸、二氧化碳22萬(wàn)噸。

目前，我國(guó)飛輪儲(chǔ)能行業(yè)還有一些待突破的瓶頸。比如，當(dāng)前成熟運(yùn)行的飛輪儲(chǔ)能產(chǎn)品還較少，運(yùn)行功率較低，后備時(shí)間短，部分技術(shù)性能需要進(jìn)一步完善?，F(xiàn)階段飛輪儲(chǔ)能商業(yè)化應(yīng)用還存在成本偏高、缺少價(jià)格激勵(lì)政策、技術(shù)路線不夠成熟、技術(shù)規(guī)范、接入標(biāo)準(zhǔn)、建設(shè)規(guī)程不完備等問題。

《科技支撐碳達(dá)峰碳中和實(shí)施方案(2022—2030年)》提出，要研發(fā)飛輪儲(chǔ)能等高效儲(chǔ)能技術(shù);《“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》也要求，“到2025年兆瓦級(jí)飛輪儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)逐步成熟”、“重點(diǎn)建設(shè)飛輪儲(chǔ)能技術(shù)試點(diǎn)示范項(xiàng)目”。目前多地已啟動(dòng)電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻飛輪儲(chǔ)能項(xiàng)目，在政策的支持下，飛輪儲(chǔ)能應(yīng)用于電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻的節(jié)奏有望持續(xù)加快。

在未來，飛輪儲(chǔ)能技術(shù)將朝著復(fù)合材料飛輪轉(zhuǎn)子、組合式磁軸承、高速電機(jī)、雙向電力電子控制、陣列式運(yùn)行等方向進(jìn)一步發(fā)展。在政策、市場(chǎng)日趨成熟的大趨勢(shì)中，飛輪儲(chǔ)能等新型儲(chǔ)能正迎來前所未有的良好發(fā)展機(jī)遇。

本研究咨詢報(bào)告由中研普華咨詢公司領(lǐng)銜撰寫，在大量周密的市場(chǎng)調(diào)研基礎(chǔ)上，主要依據(jù)了國(guó)家統(tǒng)計(jì)局、國(guó)家商務(wù)部、中國(guó)行業(yè)研究網(wǎng)、全國(guó)及海外多種相關(guān)報(bào)刊雜志的基礎(chǔ)信息等公布和提供的大量資料，首先分析了國(guó)內(nèi)外飛輪儲(chǔ)能的發(fā)展，接著對(duì)中國(guó)市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)狀況進(jìn)行了細(xì)致的透析，然后具體介紹了細(xì)分市場(chǎng)的發(fā)展。

更多行業(yè)詳情請(qǐng)點(diǎn)擊中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2022-2027年中國(guó)飛輪儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展分析與競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)報(bào)告》。

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