飛輪儲能即將迎來“高光”時刻：中國能源報訪沈陽微控副總裁陳燁
近日，三峽烏蘭察布“源網荷儲”技術研發試驗基地一批科研成果投運，尤其是“適用于新能源電站慣量和調頻支撐的兆瓦級飛輪儲能系統”的研制，使處于示范應用前期階段的飛輪儲能引發關注。
目前，我國飛輪儲能自主研發技術應用如何？何時能迎來飛輪儲能大規模商用？圍繞上述問題，中國能源報記者專訪了沈陽微控新能源技術有限公司（以下簡稱“沈陽微控”）副總裁陳燁。
促進探索儲能多元發展
中國能源報：前不久，國家能源局公布了2021年度能源領域首臺（套）重大技術裝備項目名單，包括75個技術裝備項目，其中儲能領域涉及8個技術裝備項目，沈陽微控有兩個入選，目前，兩個項目運行情況如何？
陳燁：在此次的首臺（套）重大裝備名單中，微控與三峽集團、中核集團共同研制的“適用于新能源電站慣量和調頻支撐的兆瓦級飛輪儲能系統”入選，依托項目為龍源電力山西右玉老千山風電場一次調頻項目以及三峽新能源烏蘭察布新型儲能技術驗證平臺項目。其中，老千山項目已于2020年6月完成并網驗收，烏蘭察布項目正在配合業主方進行各類儲能技術實證。
中國能源報：這兩個項目對我國儲能領域的技術提升有什么意義？
陳燁：該系統是此次首臺（套）項目清單中唯一應用于新能源調頻的重大技術裝備，這兩個項目也是目前國內唯一完成35kV并網實驗的兆瓦級飛輪儲能項目、國內唯一飛輪與其他儲能技術聯合的混合儲能調頻項目。在構建以新能源為主體的新型電力系統背景下，對解決新能源一次調頻/慣量響應等暫態頻率主動支撐問題具有現實意義，為功率型+容量型混合儲能技術大規模部署提供了理論基礎和實際經驗，對儲能產業多元化發展具有借鑒作用。
中國能源報：與化學儲能相比，飛輪儲能系統的特點有哪些？
陳燁：飛輪儲能系統是一種物理儲能裝置，利用高速旋轉體所具有的動能進行能量存儲，通過控制飛輪轉速實現電能與動能的轉換。飛輪儲能具有功率密度高，不受充放電次數的限制、綠色無污染等特點。與化學儲能相比，飛輪儲能的主要優勢在于支持高頻次充放電、使用壽命長、安全性高；劣勢在于儲電量低、度電成本高；功耗高。
尚不具備規模化生產能力
中國能源報：目前，我國自主研發的飛輪儲能技術及工程應用如何？瓶頸主要在哪里？
陳燁：我國自主研發飛輪儲能技術已有幾十年的歷史，主要以各高校理論研究為主。目前，國內有近十家飛輪儲能廠商進行飛輪儲能設備的研發，已經部署的工程應用還不多。飛輪儲能設備是以精密制造為基礎的、多學科融合的機電一體化設備，其主要的瓶頸在于高質量和穩定性的規模化生產能力。目前，國內大部分飛輪產生技術/產品還處于樣機試制階段，離規模化生產仍有較大的距離。國內飛輪儲能行業，整體還處于發展的早期階段，絕大部分企業，尚不具備規模化的生產能力；絕大部分產品，還處于原型機或樣機研制實驗階段。另外，飛輪儲能是針對性比較強的技術，發揮其優勢，尚需一些應用場景支撐。
飛輪儲能原理看似簡單，其實技術很復雜。發揮飛輪儲能技術優勢，是一件困難的事情，這也是國內企業這么多年還處于原型機樣機調試階段的原因。如果飛輪儲能技術完全依靠自主研發，時間周期長。所以，沈陽微控選擇并購美國公司，通過技術引進、消化、吸收、再創新路徑，把歐美較為成熟的技術應用到國內市場，使國內飛輪儲能產業實現彎道超車。
中國能源報：我們了解到，今年初沈陽微控牽頭編制完成了團體標準《飛輪儲能系統電網接入測試規范》，編制這樣一個標準的初衷是什么？對飛輪儲能行業發展能起到哪些支撐？
陳燁：該標準的正式發布，規范了飛輪儲能系統在電網中應用時的接入測試條件，填補了飛輪儲能測試規范領域的標準空白。針對接入電網并網運行的飛輪儲能系統，目前還沒有相應的測試標準，導致在現場測試及驗收時，負責入網檢測的單位不知道該如何測試，也不知道達到什么標準才是合格的。缺少并網測試標準，對飛輪儲能的推廣應用非常不利：一方面可能因為不知道如何測試驗收而影響飛輪儲能系統并網；另一方面因為測試項目不全、測試方法不當導致系統存在隱患，即使可以并網運行，也可能影響電網的安全運行。
飛輪儲能將迎“高光”時刻
中國能源報：飛輪儲能規模化應用尚需時日，您覺得我國飛輪儲能前景如何？大體會在什么階段大規模商用？
陳燁：在電力系統中飛輪儲能最適合的場景是一次調頻，該領域需求爆發始于去年。隨著大規模新能源并網，整個電網頻率的波動越來越大，迫切需要飛輪儲能這種短時高頻的儲能技術支持。從今年開始，不管是資本，還是企業、用戶，越來越關注飛輪儲能，從某種角度來說，飛輪儲能行業已經到了爆發的時間節點。我們雖然已經部署兆瓦級的示范系統，但還缺乏已并網的規模化部署項目。今年底，將實現10兆瓦以上級別飛輪儲能的規模化部署應用。
中國能源報：沈陽微控未來研發方向是什么？
陳燁：飛輪儲能技術，是典型的短時高頻儲能技術。作為我國飛輪儲能技術的龍頭企業，沈陽微控未來的研發方向和計劃首先是完成十兆瓦、乃至百兆瓦級別飛輪儲能系統的規模化部署應用，驗證飛輪儲能技術應用于新型電力系統調頻的價值，其次是持續進行產品迭代升級、產能擴充，以滿足國內即將爆發的應用需求。沈陽微控承擔了多項省部級重大科技項目，目標是研制更高轉速、更高功率密度、更低損耗、更長壽命的高速磁懸浮飛輪系統。目前，課題研究進展順利。部分課題，將于今年末結題。
飛輪儲能除了在電力系統應用外，還有很多其他應用領域，比如，用在不間斷電源保障、電能質量治理、國防、能量回收等很多領域。微控的核心技術，是主動磁懸浮軸承和高速永磁電機等。圍繞這些核心技術，也將拓展其他產品類型。（文/中國能源報 蘇南）
