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2020年我國(guó)向世界提出了2030年碳達(dá)峰和2060年碳中和的碳排放目標(biāo),習(xí)近平總書(shū)記在2021年3月中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)會(huì)議上提出未來(lái)能源領(lǐng)域重點(diǎn)工作:要構(gòu)建清潔低碳安全高效的能源體系,控制化石能源總量,著力提高利用效能,實(shí)施可再生能源替代行動(dòng),深化電力體制改革,構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。
以風(fēng)電和光伏為主的新能源具有隨機(jī)性和波動(dòng)性的特點(diǎn),從現(xiàn)有電力系統(tǒng)向新型電力系統(tǒng)演變,將會(huì)面臨嚴(yán)峻的技術(shù)挑戰(zhàn)。儲(chǔ)能不僅能夠?yàn)殡娏ο到y(tǒng)運(yùn)行提供能量平衡和功率支撐,具備調(diào)峰、調(diào)頻、備用、黑啟動(dòng)、需求響應(yīng)支撐等多種服務(wù),而且還能夠促進(jìn)能源生產(chǎn)消費(fèi)開(kāi)放共享和靈活交易,實(shí)現(xiàn)多能協(xié)同,因此,儲(chǔ)能是推動(dòng)主體能源由化石能源向可再生能源更替的關(guān)鍵技術(shù),也是構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng),推動(dòng)電力體制改革和促進(jìn)能源新業(yè)態(tài)發(fā)展的核心基礎(chǔ)。
飛輪儲(chǔ)能是利用電機(jī)驅(qū)動(dòng)飛輪升速儲(chǔ)能、飛輪降速帶動(dòng)電機(jī)發(fā)電釋能的大功率物理儲(chǔ)能技術(shù),具有功率等級(jí)范圍寬、效率高(>86%)、響應(yīng)快(ms級(jí))、可高頻次充放電(百萬(wàn)次)、安全性好、壽命長(zhǎng)(20年)、維護(hù)少和無(wú)污染等一系列特點(diǎn),特別適合短時(shí)高頻次儲(chǔ)能應(yīng)用場(chǎng)景。
清源合一(北京)科技有限公司是一家基于高基頻變流器技術(shù)的高速飛輪儲(chǔ)能綜合解決方案提供商。
團(tuán)隊(duì)起源于清華大學(xué),在公司成立前已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室完成飛輪儲(chǔ)能相關(guān)技術(shù)研發(fā),開(kāi)發(fā)的工程樣機(jī)已應(yīng)用于多個(gè)國(guó)家級(jí)示范工程項(xiàng)目,經(jīng)過(guò)團(tuán)隊(duì)不斷改進(jìn),產(chǎn)品在技術(shù)上已具備很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。團(tuán)隊(duì)由教授、博士后、博士畢業(yè)生等10多人組成,成立了清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究院的高速飛輪與復(fù)合儲(chǔ)能研究室。
擁有飛輪儲(chǔ)能整套設(shè)備的完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)技術(shù),具有小批量設(shè)計(jì)、生產(chǎn)能力。發(fā)表飛輪儲(chǔ)能相關(guān)文章100多篇、”飛輪儲(chǔ)能” EI檢索排名第一,專(zhuān)利50多項(xiàng)、專(zhuān)著1本、省部級(jí)發(fā)明二等獎(jiǎng)。
承擔(dān)了飛輪儲(chǔ)能領(lǐng)域的十二五國(guó)家科技支撐計(jì)劃課題 、十三五國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目、地方重大科技項(xiàng)目、企業(yè)合作項(xiàng)目等,實(shí)現(xiàn)了飛輪儲(chǔ)能示范工程應(yīng)用。
根據(jù)碳達(dá)峰目標(biāo),到2030年,中國(guó)風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電總裝機(jī)容量將達(dá)到12億千瓦以上,而業(yè)內(nèi)普遍預(yù)測(cè),12億千瓦只是下限,可能達(dá)到16-18億千瓦,也就是說(shuō),未來(lái)10年內(nèi)每年新增新能源裝機(jī)容量將達(dá)到1億千瓦以上。新版國(guó)家強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則》要求新能源場(chǎng)站提升靈活性調(diào)節(jié)能力和并網(wǎng)性能,2020年以來(lái),國(guó)家和地方出臺(tái)的系列新能源發(fā)電并網(wǎng)導(dǎo)則要求新增的新能源場(chǎng)站須具備調(diào)頻能力,尤其是一次調(diào)頻能力,并規(guī)定10%-20%配置儲(chǔ)能。假設(shè)其中一半儲(chǔ)能為飛輪儲(chǔ)能, 則需要500-1000萬(wàn)kW/年,再假設(shè)飛輪儲(chǔ)能產(chǎn)品的單價(jià)為2000元/kW,則飛輪儲(chǔ)能產(chǎn)品市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到100億-200億/年。
另外,數(shù)據(jù)中心等使用的化學(xué)電池UPS,設(shè)備占地面積大、運(yùn)行維護(hù)成本高、壽命有限(僅幾年)、有污染,國(guó)標(biāo)要求至少1用1備;飛輪儲(chǔ)能UPS具有無(wú)污染、壽命長(zhǎng)(20年)、運(yùn)維成本低等優(yōu)點(diǎn);據(jù)統(tǒng)計(jì)我國(guó)UPS市場(chǎng)新增50億/年左右,假設(shè)50%為飛輪儲(chǔ)能UPS,則飛輪儲(chǔ)能UPS市場(chǎng)新增25億/年。