随着电化学储能技术的风头正劲，物理储能领域也正逐渐提速，实现产业化应用。飞轮储能，作为物理储能技术的一种，可以视作是一个能量储藏的陀螺。其工作原理主要是依赖于高速旋转体的动能来储存能量，而通过微妙地调节飞轮的转速，电能与动能便可互相转换，实现灵活高效的能量管理。

最近，中国首座电网级飞轮储能调频电站——位于长治市的“山西鼎轮飞轮储能项目”正式启动。深圳能源集团担任此项目的主要投资方，而主要设备则采用了由贝肯新能源有限公司提供的飞轮储能阵列。该项目计划在今年12月完成并接入山西电网，开始为电网提供有功平衡等电力辅助服务。届时，这个项目将成为全国首个，也是全球最大规模的独立飞轮储能电站。

贝肯新能源，成立于2017年12月的公司，致力于开发先进储能技术，专注于大容量飞轮储能技术的研发、生产制造，以及项目应用和产业化解决方案。

山西鼎轮飞轮储能项目示意图

飞轮储能的优势与挑战

根据飞轮储能的工作原理，飞轮储能设备在充电阶段，由电机驱动飞轮转子加速，将电能储存为机械能。反过来，在放电阶段，飞轮的旋转动力会驱动电机减速，此时电机就转变成发电机，将机械能再转换回电能，并通过电源转换系统供电给外部。

对比其他储能技术，飞轮储能技术以其高能量转换效率、长使用寿命、快速充放电能力、抗过充过放和运行安全性等优势而独步。一般来说，飞轮储能系统的充放电循环效率能达到80%以上，而采用磁悬浮轴承的飞轮储能系统更可以达到85%以上。此外，飞轮储能装置的充放电次数可以超过百万次，使用寿命长达25年。

贝肯新能源的助理董事长王欣指出，飞轮储能是一种功率型储能设备，其快速充放的技术特性使得它尤其适合于需要短时间高功率输出或快速响应的应用场景，因此飞轮储能设备与电网调频市场高度匹配。一旦飞轮储能项目投入运行，便能通过提供有功平衡等电力辅助服务，获取相应补偿收益。飞轮储能被视为目前实现电网调频效率最高、最灵活的方式。

从成本角度来看，飞轮储能电站作为高效的专业电力辅助服务提供者，在商业化规模未达成之前，其投资成本相对较高。然而，飞轮储能系统能够连续运行25年，无需更换电芯。因此，从全生命周期成本角度看，飞轮储能成为电力调频辅助服务的最佳成本解决方案。当前，飞轮储能电站参与国内电力辅助服务市场交易，投资回收期约为5-7年，是目前投资回报率超过新能源项目的稀有储能电站项目。

然而，飞轮储能在中国仍然是一种新兴的储能技术。据CNESA数据显示，中国已经投运的新型储能装机规模达到13.1GW，其中飞轮储能仅占0.1%。目前中国市场上飞轮储能的应用主要集中在试点产品上，成熟运行产品相对较少，运行功率偏低，备用时间极短，部分技术性能还需要进一步提升和完善。

贝肯新能源的发展策略与未来展望

据了解，贝肯新能源已经联手华北电力大学的先进飞轮储能技术与工程应用研发中心，成功建立了一套大容量飞轮储能技术与工程应用的独立研发平台，实现了飞轮储能设备的全国产化，自主生产率达到100%。

在产品迭代方面，贝肯新能源已经量产了两款成熟的飞轮设备，分别是功率为250千瓦和500千瓦的设备，充放电时间分别为12分钟和6分钟，而且具有毫秒级的响应效率。产品采用了航天级别的磁悬浮轴承和独家专利冷却系统，以确保高能量密度和超高转速，从而保证了连续充放电的可靠性，深度充放电能力可达100%。

一旦山西的这个电网级独立飞轮储能调频电站建成后，贝肯新能源将成为继加拿大的Temporal Power公司和美国的Beacon Power公司之后，全球第三家拥有飞轮储能独立调频电站业绩的飞轮制造商和系统解决方案提供商。

王欣进一步表示，贝肯新能源目前主要在中短期以电网侧储能场景为主，但已经开始研发二代飞轮储能设备和解决方案，以开拓用户侧储能、电量电价套利等新的应用场景，为公司未来的发展打开空间。

在团队方面，贝肯新能源由一群智能电网知名专家、华北电力大学能源动力领域博士生导师、电机电器领域的著名学者以及国内一流科研院所的技术专家组成。公司还与华北电力大学联合成立了“先进飞轮储能技术研究中心”。