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飞轮储能的基本定义

飞轮储能是指电机带动飞轮高速旋转，必要时飞轮带动发电机发电的储能方式。技术特征是高功率密度、长寿命。

飞轮体是飞轮储能系统的核心部件，旨在提高转子的极限角速度，减轻转子重量，最大限度地发挥飞轮储能系统的储能作用它大多由碳纤维材料制成。

2022年4月11日，在青岛地铁3号线万年泉路站安装调试两台1 MW飞轮储能装置，成功并网发电这是我国第一台具有完全自主知识产权的兆瓦级飞轮储能装置美国轨道交通行业。

飞轮储能的想法早在100年前就提出来了，但由于当时技术条件的限制，很长一段时间都没有突破。它不是 直到20世纪六七十年代，它才被美国宇航局发现(NASA)格伦研究中心开始在卫星上使用飞轮作为储能电池。90年代后，在以下三个方面取得突破，为飞轮储能技术带来了更大的发展空间。

1)高强度碳纤维复合材料(抗拉强度高达8．27GPa)的出现，大大增加了单位质量的动能储备。

2)磁悬浮技术和高温超导技术的研究进展迅速通过采用磁悬浮和真空技术，将飞轮转子的摩擦损耗和风力损耗降到最低。

3)电力电子技术的新进展，如电力/发电机和功率转换技术的突破，为储存在飞轮中的动能与电能的交换提供了先进的手段。

储能飞轮是一种高科技机电一体化产品，应用于航空航天领域(卫星储能电池集成电源和姿态控制)军事(大功率电磁炮)电力(电力调峰)通信(UPS)汽车工业(电动汽车)和其他领域具有广阔的应用前景。

图表：90年代后飞轮储能技术突破

资料来源：智研瞻产业研究院整理

中国飞轮储能市场发展的驱动因素

飞轮储能是安全的、可靠性高、寿命长、环保等优势，在储能行业快速发展的过程中，迎来了更好的发展机遇和更广阔的市场前景，以技术为驱动，直接服务于“新基建”IDC，中国的大数据中心、城际高速公路和城际轨道交通、飞轮储能技术在新能源汽车充电桩等领域越来越受到重视。双碳背景下，储能技术将迎来百花齐放的局面。飞轮储能作为一种制造能源，将基于不同的应用场景，充分发挥高频次物理储能技术的优势，与其他储能技术相结合，发挥最佳效果，推动能源行业走向安全、绿色、高效创新和变革。

中国飞轮储能市场发展的限制因素

飞轮储能系统通过将电能转化为机械能来储存能量，电机带动飞轮高速旋转，必要时再带动发电机发电该储能系统具有储能效率高维护成本低稳定性好可多次充放电响应速度快等优点。但同时，飞轮储能系统也存在一些缺点，限制了它的发展。

首先，飞轮储能的能量密度不高，一般为0.5MJ/Kg，无论大小，都不算太大，所以飞轮的储能是有限的当然，合理的设计可以提高飞轮的比能飞轮的比能与两个因素有关，一是转子的几何形状，二是所用材料的特性。例如德国1.5m，宽0.75m飞轮可提供3MW功率，存储30%的刹车能。而且飞轮的放电速度很快，一般飞轮可以持续几秒到几分钟，所以可以 t持续供电。

另一方面，由于轴承的磨损和空气阻力的影响，飞轮的自放电率很高如果停止充电，能量会在几个到几十个小时内耗尽。比如几万的高速飞轮系统损耗在100瓦左右，1千瓦时系统自放电只能维持10小时。所以在这两个限制下，飞轮适合大功率、短时放电或频繁充放电的储能需求，特别是对大电流的短期需求，如电动汽车列车制动能量，如对风能的调峰实验室等场合。

另外，从飞轮的工作原理可以看出一个问题，就是安全性当飞轮储存能量时，它高速旋转一旦发生事故，飞轮失控飞出，会造成严重后果所以飞轮系统有保护装置，在飞轮高速旋转时保护周围的人和设备。但是，飞轮的一个重要用途是将制动能量储存在汽车上如果发生交通事故，这些保护装置也可能被损坏。

图表：中国飞轮储能市场发展的限制因素

资料来源：智研瞻产业研究院整理

中国飞轮储能上下游产业现状

飞轮储能包括三个核心部分：飞轮、电动机-发电机和电力电子转换装置。其中，飞轮是整个产品的核心部件，直接决定了储能的多少；电力电子转换装置决定输入和输出能量。

飞轮储能安全可靠、经济环保的优势是最有前途的储能技术之一。飞轮储能技术在发达国家已经发展了几十年，在很多领域都有应用，比如F1赛车的能量回收、轨道牵引能量回收、微网调压并网超低温余热回收利用、应急UPS电源、高速离心风机等。目前，国内外数据中心广泛采用飞轮储能技术、精密制造生产线、UPS备用铅酸蓄电池的替代、电网储能调频等领域。

中国飞轮储能产业链全景图

飞轮储能行业的上游是各种原材料，主要包括基础设备供应商、支持技术服务提供商等；中游为飞轮储能；轨道交通领域的下游应用、电网调峰调频、UPS市场、储能电动汽车充电桩等。

图表：飞轮储能产业链

数据来源：智研瞻产业研究院整理

中国飞轮储能所属行业经济规模

统计数据显示，2017年中国飞轮储能行业市场规模为1843.38亿元，2022年中国飞轮储能行业市场规模为2933.20亿元。2017-2022年中国飞轮储能行业的市场规模如下：

图表：2017-2022年中国飞轮储能行业市场规模

数据来源：智研瞻产业研究院整理

中国飞轮储能市场发展前景

图表：未来中国飞轮储能发展趋势示意图

资料来源：智研瞻产业研究院整理

2023-2029年中国飞轮储能市场的驱动因素

飞轮储能在提高电网稳定性中的应用、在安全性和灵活性上有明显的优势随着未来几年储能市场的不断扩大，飞轮储能的装机容量将不断增加。

国家发展改革委、国家能源局正式发布《关于加快推动新型储能发展的指导意见》，提出将发展新型储能作为提高能源电力系统调控能力和综合效率的重要举措，并提出增强科技创新能力，加快飞轮储能等新型储能技术规模化试验示范。

意见提出，到2025年，新能源储能由商业化初期向规模化发展转变，装机容量达到3000万千瓦(30GW)最重要的是，到2030年，新能源储存将完全市场化。除铁路外，飞轮储能技术还可广泛应用于城市轨道交通、航空航天、国防军工、医疗等领域，市场前景广阔。

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飞轮储能行业市场前景如何？智研瞻产业研究院发布的《2023-2029年中国飞轮储能行业市场调查研究及投资风险评估报告》详细分析了飞轮储能行业相关定义 、全球飞轮储能行业市场发展现状、中国飞轮储能产业发展环境、中国飞轮储能行业运行情况、中国飞轮储能所属行业运行数据监测、中国飞轮储能市场格局、中国飞轮储能行业需求特点与动态、中国飞轮储能行业区域市场现状、中国飞轮储能行业竞争情况、中国飞轮储能行业发展前景分析与预测、中国飞轮储能行业发展策略及投资建议等，帮助企业和投资者了解飞轮储能行业市场投资价值。您若想对飞轮储能行业有个系统的了解或者想投资飞轮储能行业，本报告是您不可或缺的重要工具。