飛輪儲(chǔ)能，是物理儲(chǔ)能的一種，是一種利用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)飛輪在真空中高速旋轉(zhuǎn)，在需要時(shí)通過(guò)飛輪慣性帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電的儲(chǔ)能方式，具有響應(yīng)速度快、功率特性好、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。

　　飛輪儲(chǔ)能的構(gòu)成

　　飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)主要由轉(zhuǎn)子系統(tǒng)、支承系統(tǒng)、電機(jī)儲(chǔ)能變流器三部分構(gòu)成。

　　轉(zhuǎn)子系統(tǒng)是飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)中的基本結(jié)構(gòu)，根據(jù)構(gòu)成材料的不同可以分為復(fù)合材料和鋼制飛輪。

　　當(dāng)飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)速度較低時(shí)(每分鐘約1萬(wàn)轉(zhuǎn))，一般采用鋼制飛輪，能夠有效提高轉(zhuǎn)子運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，目前我國(guó)電網(wǎng)儲(chǔ)能飛輪產(chǎn)品主要采用鋼制飛輪;

　　當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)速度較高(每分鐘10萬(wàn)轉(zhuǎn))時(shí)，采用質(zhì)量較輕但特性強(qiáng)的復(fù)合材料，成本遠(yuǎn)高于鋼制飛輪。

　　支承系統(tǒng)主要可以分為機(jī)械軸承、永磁軸承以及電磁軸承三種，能夠支撐轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，降低摩擦阻力，是整個(gè)裝置以最小損耗運(yùn)行。目前我國(guó)機(jī)械軸承技術(shù)逐漸成熟，是當(dāng)前使用最廣泛的方式。

　　飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)中有一個(gè)內(nèi)置電機(jī)，可以調(diào)節(jié)充電和放電兩種狀態(tài)，要實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)頻功能，就需要電機(jī)儲(chǔ)能變流器。在充電時(shí)，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，在放電時(shí)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，并將頻率轉(zhuǎn)化為電網(wǎng)頻率，及時(shí)將交流電輸入到電網(wǎng)系統(tǒng)中，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)頻的功能。

　　此外，真空與冷卻也是飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)中的重要組成部分。通常情況下，飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)的電功率越大，則冷卻需求越大，若冷卻不足，則會(huì)出現(xiàn)飛輪溫度過(guò)高，從而導(dǎo)致機(jī)器的損壞。因此通常會(huì)在飛輪殼體上安裝散熱片，增大散熱面積，保障系統(tǒng)的有效運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　應(yīng)用場(chǎng)景

　　根據(jù)飛輪儲(chǔ)能響應(yīng)快、大功率、占地小、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，一般被用于不間斷電源(UPS)、軌道交通、汽車電池、電網(wǎng)調(diào)頻、電網(wǎng)調(diào)峰等諸多場(chǎng)景。

　　不間斷電源：當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)波動(dòng)、瞬斷、間斷等問(wèn)題時(shí)，飛輪儲(chǔ)能能夠瞬間提供應(yīng)急供電，同時(shí)飛輪儲(chǔ)能能夠連續(xù)快速深度充放電，這是電化學(xué)儲(chǔ)能所不能替代的。

　　軌道交通：2021年8月，我國(guó)首個(gè)兆瓦級(jí)飛輪儲(chǔ)能裝置作為鐵路牽引變電站在河北投入使用，當(dāng)火車進(jìn)站剎車時(shí)產(chǎn)生巨大電能，為飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)充電;當(dāng)火車提速出站時(shí)，飛輪在將動(dòng)能釋放給火車。

　　汽車電池：早期曾出現(xiàn)過(guò)完全由飛輪驅(qū)動(dòng)的公共汽車，此外，多款保時(shí)捷賽車上也應(yīng)用過(guò)飛輪儲(chǔ)能，且在比賽上取得了好成績(jī)，但由于其電池容量低，性價(jià)比低的原因，不適用于跑里程的汽車，但其在性能指標(biāo)、安全性上都適用于汽車，未來(lái)若能提高其能量密度，將極具發(fā)展?jié)摿Α?/p>

　　電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻：由于風(fēng)電光伏等能源的波動(dòng)性大，及電網(wǎng)發(fā)電和用電不平衡，所以需在電網(wǎng)中加入調(diào)峰調(diào)頻電站，目前我國(guó)的儲(chǔ)能主要為抽水蓄能，其次是電化學(xué)儲(chǔ)能，飛輪儲(chǔ)能體積小、大功率、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，在電網(wǎng)中具有很可觀的應(yīng)用前景，目前國(guó)外已有不少機(jī)構(gòu)將飛輪儲(chǔ)能接入風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。

　　目前飛輪儲(chǔ)能還有著諸多難點(diǎn)限制著其發(fā)展。飛輪儲(chǔ)能的成本較高，需要開(kāi)發(fā)出經(jīng)濟(jì)耐用的轉(zhuǎn)子;飛輪儲(chǔ)能能量釋放時(shí)間較短，且能量會(huì)在幾十個(gè)小時(shí)內(nèi)被損耗殆盡;由于飛輪一直處于高速-低速的變化中，產(chǎn)生的應(yīng)力過(guò)大可能會(huì)導(dǎo)致撕裂，從而出現(xiàn)安全問(wèn)題;等等。

　　相關(guān)上市公司

　　飛輪儲(chǔ)能相關(guān)概念股有華陽(yáng)股份、國(guó)機(jī)重裝、廣大特材、湘電股份、蘇交科、陜西建工、電投能源等。維科網(wǎng)儲(chǔ)能統(tǒng)計(jì)這些公司的三季度業(yè)績(jī)及飛輪儲(chǔ)能發(fā)展現(xiàn)狀，如下所示：

　　華陽(yáng)股份(600348.SH)：目前已具備飛輪儲(chǔ)能200套/年的產(chǎn)能，年生產(chǎn)大概在50-60套，下游主要是200KW-600KW的大功率應(yīng)用市場(chǎng)，已生產(chǎn)的2套600KW飛輪儲(chǔ)能產(chǎn)品已交付深圳地鐵。

　　國(guó)機(jī)重裝(601399.SH)：目前公司飛輪儲(chǔ)能產(chǎn)品技術(shù)趨于成熟，正逐步向大功率、大能量?jī)?chǔ)能升級(jí)。目前已交付項(xiàng)目13個(gè)，在建項(xiàng)目4個(gè)。

　　廣大特材(688186.SH)：目前正在進(jìn)行大功率真空磁懸浮飛輪儲(chǔ)能轉(zhuǎn)子關(guān)鍵部件技術(shù)研發(fā)，以達(dá)到轉(zhuǎn)子儲(chǔ)電量超過(guò)200KWh，儲(chǔ)能密度超過(guò)20Wh/kg，安全使用壽命超過(guò)20年的要求。

　　湘電股份(600416.SH)：今年五月，青島地鐵聯(lián)合湘電股份等單位聯(lián)合研制的我國(guó)首臺(tái)套1兆瓦飛輪儲(chǔ)能裝置在青島地鐵3號(hào)線萬(wàn)年泉路站完成安裝調(diào)試并順利并網(wǎng)應(yīng)用。

　　蘇交科(300284.SZ)：第二代飛輪儲(chǔ)能電池已完成迭代涉及，正在試產(chǎn)，預(yù)計(jì)今年年底可完成樣機(jī)試驗(yàn)，飛輪電池度電重量在90kg左右，40度電左右飛輪電池重量大約4-5噸。

　　陜西建工(600248.SH)：今年9月，由陜西建工承建的四川德陽(yáng)全球首個(gè)二氧化碳+飛輪儲(chǔ)能示范項(xiàng)目進(jìn)入收尾及調(diào)試階段，占地18000㎡，儲(chǔ)能規(guī)模10MW/20MWh，能在2小時(shí)內(nèi)存滿2萬(wàn)度電。

　　電投能源(002128.SZ)：公司霍林河循環(huán)經(jīng)濟(jì)多能互補(bǔ)技術(shù)研究與應(yīng)用創(chuàng)新示范項(xiàng)目包含3兆瓦混合儲(chǔ)能研究子課題，由3種不同的技術(shù)路線組成，其中有1兆瓦飛輪儲(chǔ)能、1兆瓦液冷鋰電池儲(chǔ)能和1兆瓦鐵鉻液流電池儲(chǔ)能。