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2020年我國向世界提出了2030年碳達峰和2060年碳中和的碳排放目標,習近平總書(shū)記在2021年3月中央財經(jīng)委員會(huì )會(huì )議上提出未來(lái)能源領(lǐng)域重點(diǎn)工作:要構建清潔低碳安全高效的能源體系,控制化石能源總量,著(zhù)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,構建以新能源為主體的新型電力系統。
以風(fēng)電和光伏為主的新能源具有隨機性和波動(dòng)性的特點(diǎn),從現有電力系統向新型電力系統演變,將會(huì )面臨嚴峻的技術(shù)挑戰。儲能不僅能夠為電力系統運行提供能量平衡和功率支撐,具備調峰、調頻、備用、黑啟動(dòng)、需求響應支撐等多種服務(wù),而且還能夠促進(jìn)能源生產(chǎn)消費開(kāi)放共享和靈活交易,實(shí)現多能協(xié)同,因此,儲能是推動(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。
飛輪儲能是利用電機驅動(dòng)飛輪升速儲能、飛輪降速帶動(dòng)電機發(fā)電釋能的大功率物理儲能技術(shù),具有功率等級范圍寬、效率高(>86%)、響應快(ms級)、可高頻次充放電(百萬(wàn)次)、安全性好、壽命長(cháng)(20年)、維護少和無(wú)污染等一系列特點(diǎn),特別適合短時(shí)高頻次儲能應用場(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)的高速飛輪儲能綜合解決方案提供商。
團隊起源于清華大學(xué),在公司成立前已經(jīng)在實(shí)驗室完成飛輪儲能相關(guān)技術(shù)研發(fā),開(kāi)發(fā)的工程樣機已應用于多個(gè)國家級示范工程項目,經(jīng)過(guò)團隊不斷改進(jìn),產(chǎn)品在技術(shù)上已具備很強的競爭力。團隊由教授、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合儲能研究室。
擁有飛輪儲能整套設備的完全自主知識產(chǎn)權技術(shù),具有小批量設計、生產(chǎn)能力。發(fā)表飛輪儲能相關(guān)文章100多篇、”飛輪儲能” EI檢索排名第一,專(zhuān)利50多項、專(zhuān)著(zhù)1本、省部級發(fā)明二等獎。
承擔了飛輪儲能領(lǐng)域的十二五國家科技支撐計劃課題 、十三五國家重點(diǎn)研發(fā)項目、地方重大科技項目、企業(yè)合作項目等,實(shí)現了飛輪儲能示范工程應用。
根據碳達峰目標,到2030年,中國風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電總裝機容量將達到12億千瓦以上,而業(yè)內普遍預測,12億千瓦只是下限,可能達到16-18億千瓦,也就是說(shuō),未來(lái)10年內每年新增新能源裝機容量將達到1億千瓦以上。新版國家強制標準《電力系統安全穩定導則》要求新能源場(chǎng)站提升靈活性調節能力和并網(wǎng)性能,2020年以來(lái),國家和地方出臺的系列新能源發(fā)電并網(wǎng)導則要求新增的新能源場(chǎng)站須具備調頻能力,尤其是一次調頻能力,并規定10%-20%配置儲能。假設其中一半儲能為飛輪儲能, 則需要500-1000萬(wàn)kW/年,再假設飛輪儲能產(chǎn)品的單價(jià)為2000元/kW,則飛輪儲能產(chǎn)品市場(chǎng)規模將達到100億-200億/年。
另外,數據中心等使用的化學(xué)電池UPS,設備占地面積大、運行維護成本高、壽命有限(僅幾年)、有污染,國標要求至少1用1備;飛輪儲能UPS具有無(wú)污染、壽命長(cháng)(20年)、運維成本低等優(yōu)點(diǎn);據統計我國UPS市場(chǎng)新增50億/年左右,假設50%為飛輪儲能UPS,則飛輪儲能UPS市場(chǎng)新增25億/年。