为方便行业人士或投资者更进一步了解飞轮储能行业现状与前景,智研咨询特推出《2024-2030年中国飞轮储能行业市场发展现状及竞争格局预测报告》(以下简称《报告》)。报告对中国飞轮储能市场做出全面梳理和深入分析,是智研咨询多年连续追踪、实地走访、调研和分析成果的呈现。
为确保飞轮储能行业数据精准性以及内容的可参考价值,智研咨询研究团队通过上市公司年报、厂家调研、经销商座谈、专家验证等多渠道开展数据采集工作,并对数据进行多维度分析,以求深度剖析行业各个领域,使从业者能够从多种维度、多个侧面综合了解2022年飞轮储能行业的发展态势,以及创新前沿热点,进而赋能飞轮储能从业者抢跑转型赛道。
飞轮储能技术是一种新兴电能存储技术,通过在低摩擦环境中高速旋转的转子来存储动能。飞轮储能电源系统主要由三部分组成:1) 飞轮;2) 电机:电动机+发电机;3) 轴承:为转子提供低耗损支撑。飞能储能在“充电”时,电动机会发动将飞轮加速,将电能转化为机械能储存。当需要用电时,飞轮转速下降,透过发电机将机械能转化为电能给外部供电。整个飞轮储存装置是在封闭壳体中,提供高真空以减少阻力,保护转子系统运转。飞轮储能具有储能密度较高、能量转换效率高(可达90%)、充放电次数与充放电深度无关、无污染等优点。
2022年全球储能行业发展迅猛,根据数据显示,截至2022年底,全球已投运电力储能项目累计装机规模达到237.2GW。其中抽水蓄能累计装机规模占比首次低于80%,新型储能装机规模达到45.75GW,同比增长80.4%。新型储能市场方面,锂电池占据市场绝对主导地位,2022年占比达到94.4%,较2021年上升3.5个百分点。全球飞轮储能仍处于商业化早期阶段,2022年累计装机规模约为457.5MW,在新型储能累计装机市场占比1.0%,较2021年457.2MW变动不大。
截至2022年底,中国已投运电力储能项目累计装机规模59.8GW,占全球市场总规模的25%。抽水蓄能累计装机占比同样首次低于80%,2022年同比下降8.3个百分点。国内新型储能保持高增长姿态,2022年中国新型储能累计装机规模首次突破10GW,达到13.1GW/27.1GWh,功率规模年增长率达128%,能量规模年增长率达141%。细分市场方面,锂电池占比94.0%,较2021年提升4.3个百分点。国内飞轮储能市场装机较少,2022年飞轮储能累计装机规模不到13MW,较2021年的5.7MW增长较快。
自20世纪90年代起,多国飞轮储能快速发展,例如美国、日本、法国、英国、德国、韩国、印度等。其中,美国投资最多、规模最大、进展最快。目前产品已应用于电力系统、备用电源、交通工具、航天航空、军工等领域。国外参与飞轮储能主要企业包括:Beacon Power、VYCON、Temporal Power、Active Power、Amber Kinetics、Quantum Energy。其中,Beacon power成立于20世纪90年代,业务重点逐渐从UPS转移到电网调频领域。Active Power和VYCON的业务都主要在UPS领域,其产品用于数据中心、医院、工业(起重机、铁路机车系统等),用作电力备用。目前,国外主流技术采用第三代飞轮储能技术,其采用碳纤维和磁悬浮技术。
国内飞轮储能行业处于起步阶段,大部分公司未上市。国内飞轮研究起步较晚,早期从事飞轮储能技术研发的单位有:北京飞轮储能(柔性)研究所、核工业理化工程研究院、中科院电工研究所、清华大学、华北电力大学、北京航空航天大学等,国内市场以学院技术研究为主,也有部分公司开始运营从事飞轮储能系统的实际应用开发。
飞轮储能系统将在可再生能源集成中扮演关键角色,帮助平衡电力供应。伴随着全球可再生能源的应用提升,飞轮将成为重要的能源存储解决方案,确保电网稳定运行。同时随着飞轮储能未来技术进一步成熟、成本下降和应用领域拓宽,飞轮储能在能源可持续发展领域有着非常广阔的发展空间。未来飞轮储能技术的未来研究重点将从列阵化、自动化、智能化、高性能、高稳定性等角度出发,主要包括以下几个方面:
1、新型飞轮复合材料的研发。飞轮转子的材料强度极大限制了储能系统的能量密度和转换效率,使用更高强度的新型复合材料可获得更大的储能密度。
2、新型超导磁悬浮轴承的研发。先进的轴承系统能够有效减少飞轮转子旋转过程中的摩擦损耗,提高转子的极限速度,减少自放电损失,提升系统运行的稳定性与安全性。
3、高速永磁电机的研发。飞轮储能系统的电机要满足转速适应力强、极限转速高、损耗率低等要求,在永磁电机现有的基础上,仍需要进行深入优化与设计。
4、大容量飞轮储能列阵式运行与控制技术。将储能系统单元进行模块化,实现多个飞轮储能系统列阵式的运行,可以大幅度提升储能的规模,使得更好应用于大容量负载需求的情况。优秀的控制系统可以增加系统效率,加快系统响应速度,并可缓解由于控制不当造成的飞轮电机损坏等问题。
《2024-2030年中国飞轮储能行业市场发展现状及竞争格局预测报告》是智研咨询重要成果,是智研咨询引领行业变革、寄情行业、践行使命的有力体现,更是飞轮储能领域从业者把脉行业不可或缺的重要工具。智研咨询已经形成一套完整、立体的智库体系,多年来服务政府、企业、金融机构等,提供科技、咨询、教育、生态、资本等服务。
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