PDF《中国飞轮储能：行走在主流边缘》

50 多年,目前能够提供产品的公司有

10 多家, 主要在 UPS、 电制动能量再生、 风力 发电储能、 高功率脉冲电源等方面获得 了商业应用.其中, 用于 UPS 电源是发 展最迅速的市场. 最近, Beacon Power 公司承接了美 国能源部的一个项目,为一座 20MW 的电厂储能调频,能做到

15 分钟的储 能规模. 而一般应用于 UPS 的飞轮储能 时间都不超过

100 秒. 因此可以说这是美国目前最先进 的飞轮储能系统. 戴兴建说, 这也说 明美国的很多项目还处在示范阶段. 另外,日本在上世纪

90 年代做出 来了小型几千瓦的飞轮储能系统, 欧洲 在上世纪

90 年代也尝试过用飞轮储能 回收刹车动能再生, 但都没有特别明显 的市场收益, 未能真正实现商业化. 我国的飞轮储能研究始于上世纪

80 年代, 由中科院电工所开始.到上世 纪90 年代之后, 清华大学、 华北电力大 学等开始投入.另外, 北京航空航天大 学正在研究磁悬浮飞轮. 戴兴建指出, 国内能实现充放电的 科研单位不多, 总体来说, 理论研究较 多, 工程实践和实验比较少;

理论分析 计算较为充分, 实验研究不充分;

装置 开发滞后. 和国外差距

10 年以上. 尤其 在飞轮的转速、 电机功率、 系统效率等 方面差距很大. 据介绍,清华大学经过

15 年的研 究,研制了

3 代飞轮储能实验原理样 机: 300Wh 永磁―流体动压悬浮飞轮储 能系统、 500Wh 飞轮储能 UPS、 300Wh 电磁悬浮飞轮储能系统.在高储能密度 复合材料飞轮、 微损耗轴承、 系统实验 技术方面具有优势. 此外, 近5年来也有一些国内技术 公司在研发工程样机.但直到英利提出 雄心勃勃的计划为止, 国内企业并未获 得明显突破. 戴兴建表示, 飞轮储能的空载损耗 大 (自放电率高) 是制约其进一步发展 的决定因素.据公开数据显示, 现在产 业化的主流技术的放电时间基本在 10~100 秒, 最长达到

900 秒. 而延长飞轮储能的时间只有两种 方法: 减小损耗和补充能量, 后者显然 不合适, 因此减小损耗被视为提高飞轮 储能性能的唯一方法, 也成为世界性难 题. 戴兴建指出, 目前飞轮储能的研究 主要着力于研发提高能量密度的复合 材料技术和超导磁悬浮技术.其中超导 磁悬浮是降低损耗的主要方法, 而复合 材料能够提高储能密度, 降低系统体积 和重量.另外, 我国还没有

100 千瓦、

1 万转以上的飞轮储能电机, 研发高功率 高速电机也是一大方向. 技术突破还需产业力量 其实, 美国企业对飞轮储能的研究 也并不顺利.据戴兴建介绍, 美国的飞 轮储能产品在

2000 年前后推出,其后 并没有迅速占领市场,一直到

2005 年 才真正实现赢利.一些公司经历过多次 股权转让, 还有多个应用研发项目因为 技术无法突破而终止. 实际上, 美国政府曾经支持过两个 飞轮储能的大项目,一个是上世纪

70 年代能源危机之后由美国能源部提出 的 超级飞轮计划 , 但经过

10 多年的 研究并没有解决关键难题;

另一个是上 世纪

80 年代提出的 航天飞轮计划 , 在2004 年由于美国空间站预算的缩减 停滞下来. 这两个计划虽然失败了,但是为 美国的大学和科研院所积累了技术经 验,支持了美国很多小公司

20 多年的 研发. 戴兴建说, 手机从砖头式的大 哥大发展到人手一支的普及型手机只 用了不到