专访贝肯新能源董助王欣：主打电网侧飞轮储能应用

介绍

  在国内诸多飞轮储能创业公司中，贝肯新能源引人瞩目。贝肯新能源公司成立于2017年12月，面向电力市场，研发、生产先进的大容量功率型飞轮储能装备，为电力系统调频提供优质的快速调节解决方案。

  它在2018年收购了加拿大的Temporal Power，这是全球唯二的电网调频应用案例的飞轮制造企业之一，并在2019年与全球唯二的电网调频应用案例的另一家飞轮制造企业Beacon Power开展独家合作。

  可见，此公司在技术上颇具特色，同时其项目在逐步落地。为此，“新型储能资本”专访了贝肯新能源董助王欣。

  王欣：就中国范围看，飞轮储能产业高质量发展尚处于初期。从需求侧看，市场多数用户也还未看到飞轮储能的应用和商用价值；少数用户虽然清楚飞轮储能的应用价值，但是由于国内处于早期发展阶段，对于新技术偏谨慎观望。在出现一个具有标杆示范性的飞轮储能项目并网运行之前，整个行业都会处于摸索前行状态。

  以电力系统为例，相比于电化学储能技术，飞轮储能技术了解的人更少，且大多是相关研究机构的研究人员，以至于大多数潜在客户并没有认识到飞轮储能技术能为自身业务带来新的商业收益。从厂家侧看，大多数飞轮储能的企业处于研发技术或小试、中试阶段，各种技术路线尚处于百花齐放，百家争鸣的状态，离形成较为稳定的行业技术路线和成熟的产品尚需时日。

  事实上，整个储能的行业也是在“双碳”目标提出后才迎来了快速的发展期。正是此大背景下，飞轮储能行业的迎来了拓荒式的发展，飞轮储能行业的声音也开始被媒体所关注。

  今年上半年，华北电力大学的梁双印老师做客CCTV科教频道，对飞轮储能技术进行了一次科普。节目名称是“飞轮充电宝”，在5月份播出。

  就世界范围看，特别是北美，我认为飞轮储能产业应该算是成长期，诞生了需求相对刚性，盈利模型较为清晰的商业应用场景，即电网调频应用，形成了稳定而成熟的技术与产品，并经受住了商业运行的考验，出现了飞轮储能行业的头部企业。就电网侧调频飞轮看，出现了美国的Beacon Power，加拿大的Temporal Power。事实上，飞轮调频电站，比电化学的调频电站建设时间还早一些。

  王欣：我认为目前规模较小的最终的原因还是飞轮行业在国内处于发展的初期阶段。由于技术新，没有有效应用案例支撑，飞轮储能技术并不为人所知。

  近期的几次技术交流，我已能感受到产业界开始对飞轮储能技术知道，意识到飞轮储能作为一种储能设备，有别于一般的能量型储能设备，而是功率型储能设备，能够适用于功率的短时支撑。当然，也有现有较为成熟飞轮储能的应用场景并没有充分的发挥飞轮储能的优势的因素。飞轮储能技术的优势是快充快放，连续充放电，深度充放电。不间断电源（UPS）难以发挥飞轮储能这个优势。轨道交通的制动能回收也不能充分发挥。

  新型储能资本：飞轮储能作为一种储能方法，它的技术门槛在哪里？其部件中国产化率怎么样，哪些可以国产，哪些必须进口？

  王欣：从技术方面，飞轮储能是一种大质量非常快速地旋转机械，是集各领域先进的技术集一身的集成创新技术，包括数学建模、材料学、机械设计、机械加工、土建工程、电磁学、电力电子、控制理论与控制算法、通讯等学科的综合运用。飞轮储能每一个重要的装置或部件拿来出，就能够实现一篇硕士学位论文，甚至是博士论文。

  就我们贝肯新能源而言，国产化率是100%，没有必须进口的部件。核心部件，例如飞轮转子、磁悬浮轴承、电机等，都是在我们自己的车间制造的。

  王欣：飞轮储能应用场景是非常广阔的，从UPS（不间断电源）、制动能回收、航空航天、军事武器，甚至前段时间为广大网友津津乐道的电磁弹射技术等等。但是我认为，现阶段能较好发挥飞轮储能优势的应用场景是电网调频，即响应调度中心的充放电指令，平抑电网的有功功率波动。

  在电网侧，以飞轮储能独立调频电站为主，在发电侧，则是以联合调频为主。从电力系统的角度看，飞轮储能独立调频电站能轻松实现在波动源的就地调节，可能是更优的选择。

  王欣：我们的飞轮技术源于全球唯二的两家具备电网调频应用案例的飞轮制造企业，一是美国的Beacon Power，二是加拿大的Temporal Power。

  飞轮储能技术在国外，特别是北美，发展时间比较久，早在上世纪五六十年代就开始探索了。且研发及产业化投入强度大。加拿大的Temporal Power公司的各类型研发投入总计高达3500万加元。美国的Beacon Power公司各类型研发投入更是高达2.5亿美元。

  反观国内，起步晚了三四十年，科研投入也差强人意。为了弥补我们在飞轮储能技术上的代差，贝肯新能源在2018年收购了加拿大的Temporal Power公司，在2019年与美国的Beacon Power公司达成了独家战略合作协议。我们深刻意识到飞轮储能技术在我们的祖国构建新型电力系统能起到的重大作用，和广阔的市场前景。

  所以通过上面两个动作，我们将国际上最先进的飞轮储能技术引进到国内。在消化吸收的基础上，实现了再创新，完成飞轮储能装置的国产化和中国创造。这就有些类似咱们国家引进高铁技术的模式，集众家之所长，融会贯通，最后形成自己独有的技术优势。

  这两家企业的共同技术特点是为电网调频商业应用而研发设计制造的。其飞轮储能产品的设计与飞轮行业的其他友商有着显著不同。我这只举几个例子说明一下。

  例如我们的产品是以2.5MW为一个飞轮调频单元阵列对外销售。每个调频单元阵列中由10个飞轮和1个驱动与控制管理系统构成。这样设计的优点是能大大的提升在线率，或称投运率，提高响应电网调度指令的速度与精度，难点是飞轮阵列控制技术。

  当然，还有我们专利性的液冷技术。我们都知道飞轮储能是一种机械储能设备，是储存的是飞轮非常快速地旋转的动能，通过对飞轮转子加减速控制，实现所谓的充放电，加减速的实现是靠电机驱动的。在电机驱动飞轮转子加减速时，必然有较大的电流流过电机绕组。电机绕组的自身电阻必然会造成发热。这些热在极短的时间内，并不会对飞轮产生什么影响，但是连续加减速运行的工况下，热量会累积。由于飞轮内部是真空状态，这些热量难以全部通过热辐射的形式散发，所以要有强制性的冷却措施。

  新型储能资本：你们为什么选择电网侧应用场景？和国内其他主打电网侧场景的公司相比，贝肯新能源的特点是什么？电网侧的商业模式是？

  王欣：飞轮储能技术早期应用于特殊场合的UPS（不间断电源），后又移步到轨道交通的制动能回收。而飞轮储能最大的特点是适用于快充快放，连续充放电的场景。整个场景最大的需求就是电网的调频。在传统电力系统中，电网的频率波动仅来源于电力用户的非计划性用电行为，依赖水电机组、火电机组的调节，即可保证电网的稳定。且电力负荷的增加，大多数依靠新增更多的火电机组和水电机组，电网的快速调节能力可以同步增加。而“双碳”目标之后，减碳成为了整个电力行业的头等大事。减碳就离不开新能源发电。新能源发电不但自身难以具备与水电机组、火电机组同等的调节能力，还因新能源发电的天然波动给电网增加了新的波动性。传统发电机组难以承受这样的波动，这就需要储能装备协助传统发电机组，一同承担稳定电网的责任，并从中获得收益。随着新能源并网容量的增加，飞轮储能行业的将迎来爆发式的增长。

  我们贝肯新能源的飞轮储能设备针对电网调频应用领域，特别是电网的二次调频业务。国内其他主打电网侧场景的公司我们并不了解，但想让他们能一起加入这个电网侧应用场景中。

  我们的基本商业模式是对外输出飞轮储能调频电站的项目开发、设计集成、产品供货、电站建设以及运营维护的能力，让我们的客户在电网辅助服务市场中获得收益。而我们从产品营销售卖、运营维护、项目溢价等多方面获得商业利益。

  新型储能资本：从全球来看，电网侧飞轮储能应用是否成熟？为什么是这种状态？

  王欣：从全球看，电网侧飞轮储能应用在调频领域应用是成熟的，2011年第一个商用飞轮储能调频电站并网运行至今，已经有十年以上应用，至今仍在运行。加拿大的第一个商用飞轮储能调频电站在2014年并网，至今也在为当地电网提供调频辅助服务。

  2019年，北美知名的基础设施投资商业咨询公司，Power Advisory 公司，对该项目进行了详细的案例分析，发表了《Mino 2MW飞轮储能设施市场影响力案例分析（2 MW Minto Flywheel Facility Market Impact Case Study）》，有兴趣可以在我们贝肯新能源的官网上，下载英文全文和中文译文。

  但比较遗憾的是，商用飞轮储能调频电站没有大规模建设。这和北美的能源消费结构和电点有关。北美的火电以燃气机组为主，燃气机组的调节能力大约相当于燃煤机组的六倍。北美电网以区域性的小电网为主，飞轮储能调频电站的调频能力过强，在小电网中难以发挥其优异的调节作用。一个类似的例子，空客的A380 技术先进且成熟，但因为太大了，乘客装不满，不得不面临提前退役，黯然离场的困境。

  王欣：国家光伏、储能实证实验平台(大庆基地)，已交付。山西鼎轮30MW飞轮独立储能调频电站，正在建设中。能关注我们的官方公众号，我们会定期发布一些项目的进展情况。

  王欣：主要挑战是在电力辅助服务市场的政策上。近期陆续出台的政策，明显弱化了电力辅助服务市场的市场性，设置了一些非必要的规则，显著削弱了的市场的竞争性，更不可思议的是同网不同价的规则设置。这无疑是对新型储能独立参与调频辅助服务市场的阻碍。具体来讲，对于电力辅助服务市场发展的的现阶段，监管或政策制定部门也处于一个探索阶段。例如，近期南方某省份发布的调频细则，规定了独立储能调频电站参与电网调频的辅助服务市场须具备1小时的放电时长。这项规定有助于约束电化学电池在调频应用上充放电深度，进而提高电化学调频电站的安全性。但却忽略其他新型储能技术的特点，如飞轮储能技术具备深度充放、快充快放、连续充放电的能力，这项规定对于飞轮储能调频电站未必适用。（完）