近日，北京泓慧國際能源技術發展有限公司(以下簡稱「泓慧能源」)簽署上市輔導協定，正式開啟IPO行程。而此時，距離泓慧能源成立已整整9年。作為一家擁有完全自主知識產權的飛輪儲能企業，泓慧能源一路走來並不容易。「終於熬過來了!經過多年技術沈澱，在‘雙碳’目標和新能源快速發展的背景下，飛輪儲能快速響應、大功率等優勢逐漸突顯，已具備大規模推廣套用條件。」泓慧能源董事長王佳良接受【中國能源報】記者專訪時慨嘆，飛輪儲能正逐漸走到聚光燈下，行業爆發在即，真正迎來屬於它的時代。
老技術，地球自轉動力邏輯 飛輪儲能系統是一項物理儲能技術，透過真空磁懸浮條件下高速旋轉的飛輪轉子來實作電能與動能的轉換。「所有自轉物體都儲有能量，懸浮在太空中的地球就是一個大型飛輪儲能。太陽系形成初期，各種隕石撞擊對地球產生像 ‘抽陀螺’一樣的力量而形成初始的地球自轉力，透過潮汐能緩慢釋放。」王佳良介紹，早在20世紀50年代，歐美國家率先開始高速旋轉的慣性儲能裝置研發，用於飛船、航天領域。近年來，隨著新能源的快速發展，飛輪儲能關鍵技術逐漸轉化到民用領域，主要套用於軌域交通節能、電網調峰調頻、UPS不間斷電源，以及大功率脈沖領域。軌域交通領域，地鐵是耗電大戶，列車牽引動力占地鐵營運總電力成本的45%— 60%。而目前城市軌域交通回收的制動能量普遍采用電阻放熱方式消耗，存在資源浪費和沖擊電網的問題。配置飛輪儲能裝置進行能源回饋，當列車進站制動時，飛輪儲能吸收能量，將電能轉換為動能;當列車出站加速時，飛輪釋放能量，將動能轉化為電能，釋放能量供列車使用，可節約20%的牽引能耗。「粗略算筆賬，城市地鐵配置飛 能儲能30年使用壽命可節電20多億度，節省2000萬元的電費。目前，飛輪儲能已經在青島、鄭州地鐵做了示範工程，北京地鐵1號線改造專案也將使用飛輪儲能。」王佳良稱。飛輪儲能在電力系統更獨具優勢，前景巨大。「100 兆瓦的鋰電儲能專案，一般只有10%的容量用於調頻，過度頻繁地充放電存在安全隱患。而飛輪儲能具有毫秒級響應能力，充放電次數可達數百萬次，可為新型電力系統提供慣量及快速調頻支撐，維護系統平穩執行。」在王佳良看來，調頻是飛輪儲能的優勢領域。全國範圍內，山西率先探索新型儲能參與調頻有償服務機制，擴寬了儲能的盈利模式。「僅山西一地的飛輪儲能調頻市場規模就高達100億元，今年我們簽訂10多億元的飛輪調頻訂單，80%都來自山西市場。內蒙古、山東、 江蘇也在逐步推出儲能調頻有償服務政策，飛輪儲能調頻市場正迎來爆發。」
厚積薄發，民用領域全球領先 事實上，全球從事飛輪儲能研發的機構並不少，國際上主要的飛輪儲能廠商有 VYCON、ActivePower、Beacon、Piller 等 ，國內有清華大學、北京航空航天大學、哈爾濱工業大學、中國科學院等高校和科研機構，以及十余家飛輪儲能廠商。數據顯示，2023 年全球新型儲能累計裝機中，鋰離子電池占比為 89.6%，壓縮空氣儲能占比為 3.5%，飛輪儲能占比為 1.6%。對於飛輪儲能占比相對「小眾」的原因，王佳良認為，飛輪儲能原理看似簡單，實際上技術難度極高，是一門集材料學、機械設計、電磁學、電力電子、控制演算法等學科綜合運用的技術。「前些年，飛輪儲能技術還不成熟，價格偏高，得慢慢熬， 慢慢把技術攻克、把產品打磨好，前期做好專案示範，並制定完善相關標準，厚積以求薄發。」 當前，中國飛輪儲能在民用領域已實作全面超越，不僅完全掌握了自主知識產權，後勁更足。王佳良介紹，「飛輪儲能技術發展趨勢類似風機，單體規模會越做越大，成本將越來越低。而歐美企業制造水平受限於成本下降曲線，技術創新成本很高。而中國擁有完整的制造業體系和產業鏈，同時飛輪儲能產品主要材料是鋼鐵，對資源依賴度低。這也是我們最大的信心與底氣。泓慧能源在四大典型領域都有相應產品，原始碼都是自己寫的。」 據記者了解，飛輪儲能具有功率密度大、使用壽命長、綠色無汙染等優勢，同時也存在能量密度低、儲能量小等不足。飛輪儲能系統中的飛輪轉子在執行中處於高速旋轉狀態，與發電機組等傳統旋轉機構類似 ，存在一定的安全隱患。因此，行業要強化安全手段的套用， 飛輪轉子的無失真檢測(探傷)是保障飛輪安全執行的基本條件，只要在設計、加工、檢測等方面嚴格控制，飛輪儲能系統的安全執行可以保障。「每種儲能技術都有優勢和不足，單一技術不可能解決全部問題。因此，未來產業的發展，一定是因地制宜找到合適的儲能解決方案。」王佳良說。
規模制造，3年內成本有望降一半 在技術上實作了超越，飛輪儲能產品開始走向國際市場。「今年泓慧能源將有20多台飛輪儲能產品出口海外。」王佳良判斷，東南亞、中東地區電網相對薄弱，而這些地區普遍擁有豐富的風光資源,能源需求也在不斷增長, 是飛輪儲能重要的增長市場。推動飛輪儲能規模化套用，降成本是當務之急。在王佳良看來，中國飛輪儲能技術已經成熟，迎來規模化發展時機。一方面要加強技術創新，比如讓軸承在高速 旋轉中保持可靠性、承載力，提高真空度和真空散熱，減少飛輪高速轉動中的風阻，讓輪子轉得更快，儲存更多能量;另一方面要透過規模化制造來降低成本，為順應市場高速增長需求，泓慧能源已在江蘇啟東、廣州中山和河北唐山布局了三大規模化制造 基地，全力推進生產進度。「當前飛輪儲能投資成本為4元—5元/瓦左右，透過3至5年產業化規模制造， 成本有望降低一半至2元/瓦。」王佳良稱。新型電力系統中飛輪儲能必然有一席之地，可彌補新能源發電的隨機性、波動性，實作新能源發電的平滑輸出，使大規模風電及太陽能發電更安全更可靠地並入電網，其市場規模會隨著套用的不斷鋪開而逐步擴大。王佳良建議，進一步完善新型儲能價格和市場機制，加快完善電力市場交易品種，健全需求響應機制，以市場化方式引導儲能參與電網調節，讓其價值得以精準度量並給予合理收益。「儲能要真正用起來，不能淪為擺設，否則是對國家資源和財富的極大浪費。儲能最終一定要回歸到商業本質，唯有創造價值，產業才能有更大發展。
作者：盧奇秀 來源：中國能源報
