戴興建:我為什么說飛輪儲能50年呢?飛輪在清華堅持了20多年。在60年以前飛輪儲能已經(jīng)能夠用在車上作為一個所謂的新能源車,它是純電動的公交車,它只能開1.2公里再次充電,它上頭有三根電纜,就跟現(xiàn)在的無軌電車一樣,但是無軌電車是沒有線的,是到了站以后充電。這個車在比利時的博物館里面,現(xiàn)在還能看到。飛輪技術(shù)過了50年,現(xiàn)在又用到一個做混合動力車的公司的電源系統(tǒng),它是一種高功率的能量回收系統(tǒng)。在最近10年、20年,或者最近70年石油危機也想解決車上能源的問題,但是沒有解決,但是飛輪儲能解決了能量回收和啟動的加速功率。飛輪用的能量很小,也就半度電,但是它能輸出100到120千瓦的高功率。這個圖表示的是飛輪儲能雖然搞了好幾十年,它一直是受到一個小眾的關(guān)注或者是研究。在這里頭的表,從右邊那個表反映我們中國在飛輪儲能還是做了一些工作,發(fā)表論文最多的還是美國。
前面他們已經(jīng)談到了很多東西,我就不在這里重復(fù)了。這是美國的公司,這個也是比較早的一個公司,它的特點是36000轉(zhuǎn),我們可以看到它的功率非常大,飛輪儲能是功率性的技術(shù),但是它的能量很小。這是AP的,AP的東西在全球都在賣,賣了大概好幾千套,他們主要是做這個發(fā)電組,叫不間斷供電,原來一般是用這個鉛酸電池。我們國內(nèi)大概最近幾年也成立了幾家公司做這個,剛才我們都把它戴個帽子說短使大功率的。盾石磁能的這套飛輪裝置,在中國繼續(xù)用到一些特定的場合還是正在努力過程中。關(guān)鍵技術(shù)方面,可能前面已經(jīng)提到過了,我在這里也不說了。單個的飛輪從研發(fā)到現(xiàn)在,我們剛才說一兩度電到最大的130度電,剛才張國民老師也說了日本做了一個100度電的超級大的飛輪,好幾噸。130度電的是美國做的,我們學(xué)校在復(fù)合材料方面做的速度還算比較高,最高到了850米,這個飛輪是用紡織復(fù)合材料,像我們織布一樣織出來的,這一個新的技術(shù),這個記錄的保持者是在美國,1400米,國內(nèi)跟國外的差距還是比較大的。我們也可以用低成本的金屬材料,像這個200多米的是工程上正在用的。飛輪要想做到把這個度電或者能量提高,軸承技術(shù)需要突破,需要配合剛才張老師講的超導(dǎo)磁懸浮技術(shù)。電機也是個關(guān)鍵技術(shù),能量的轉(zhuǎn)換效率就決定了這個電機的效率。總的來看,飛輪儲能技術(shù)的特性儲的能量就是1到130千瓦時能量,飛輪儲能技術(shù)的特點在于它單個,就是一套裝置可以做到100到2400千瓦,這是一個很大的功率。效率也比較高,壽命也比較長,所以我們一般認(rèn)為它是一個分秒級的大功率的長壽命的高效率的功率型的儲能技術(shù)。
剛才說這個飛輪儲能技術(shù)的難點是在這個高速還有高轉(zhuǎn)速,高轉(zhuǎn)速對軸承的要求很高,還有這個損耗。我們一直講這個飛輪儲能為什么不能存太多的能量,因為長時間之后自己存的能量都白白消耗掉了。我們清華從九幾年開始研究,頭十年是在實驗室里做研究,最近這幾年我們根據(jù)市場的需求,我們可以看到從瓦級提高1千倍,到了1兆瓦。能量是從半度電到十幾度電,1兆瓦的這個系統(tǒng)實際上可以在工程上考核應(yīng)用的階段。飛輪儲能的這些應(yīng)用我就過一下,剛才他們也提到了。這是2016年3月份研制的這個1兆瓦60MJ的飛輪儲能系統(tǒng),看上去還是比較笨重的,但是它是用在石油行業(yè),石油行業(yè)在野外,對這個沒有什么要求,只要求你可靠。在這里頭我們飛輪儲能系統(tǒng)只是這個大系統(tǒng)的一個小的點,是儲能的。這樣一個混合動力的方式一定能夠節(jié)省能量,我們這套裝置做了一個小的視頻,請大家觀看一下。這是在下放,這是一個30噸的起重機,下放的時候我們通過這個絞車把這個增速,然后回收發(fā)電機,發(fā)出來的電給這個飛輪充電,我們研究的1兆瓦的這套裝置在充電。我們可以看到飛輪的速度上升,回收的能量存起來了。當(dāng)然回收能量還不夠,我們還要通過一個小的柴油發(fā)電機給它補充能量。然后把這個放下的重物提起來,飛輪發(fā)電驅(qū)動剛才這個調(diào)控電機,把這個重物提起來了,模擬把這個鉆機提起來,這個電能釋放出去了。這是去年做的模擬實驗。去年年底11月份到12月份這套裝置真正的去打了一口3500米的井,運行了7200多次,沒有任何問題。這套裝置移運到現(xiàn)場又考核了我們這套飛輪機組在公路上機動的特性。在這個模擬考核中我們的節(jié)油是25.4%,這個范圍是和我們的混合動力車是一樣的,范圍是類似的。這是我們在做的過程中的一些數(shù)據(jù),經(jīng)過最后的分析,油耗減少了17.4%,這是真正的打一口井。
飛輪儲能在國內(nèi)國外做了這么多年,我們覺得有這么幾個觀點。第一是在車輛混合動力、風(fēng)力發(fā)電和電網(wǎng)調(diào)頻應(yīng)用領(lǐng)域有望在3到5年內(nèi)實現(xiàn)小規(guī)模的示范應(yīng)用,但是這個受能源價格和新能源發(fā)電市場的影響。微網(wǎng)級短時間功率型應(yīng)用具備了基本條件,但是大電網(wǎng)的還需要進一步積累。飛輪儲能技術(shù)發(fā)展了50年,還存在著一定的發(fā)展前景,比較難的問題是這個新型的轉(zhuǎn)子的高比強度的新材料,還有就是軸承技術(shù),最后這個電機技術(shù)決定了這個系統(tǒng)的效率。我們剛才那個1兆瓦的充放電循環(huán)效率可以達到86%以上。雖然它原來是一個分秒級的,現(xiàn)在也希望把它發(fā)展成一個分時級的用途。我們覺得需要找準(zhǔn)用途,解決工程實際問題,我們做的這個1兆瓦的系統(tǒng)就是這么一個案例。我們希望把千瓦成本降下了,提高經(jīng)濟性。我們希望能做到1兆瓦到100兆瓦,放電時間從十秒到1000秒,千瓦的成本能在2000到3000元。和它競爭的也有兩個技術(shù),一個是超級電容,還有就是功率型化學(xué)電池。我的報告就到這里,謝謝大家。
前面他們已經(jīng)談到了很多東西,我就不在這里重復(fù)了。這是美國的公司,這個也是比較早的一個公司,它的特點是36000轉(zhuǎn),我們可以看到它的功率非常大,飛輪儲能是功率性的技術(shù),但是它的能量很小。這是AP的,AP的東西在全球都在賣,賣了大概好幾千套,他們主要是做這個發(fā)電組,叫不間斷供電,原來一般是用這個鉛酸電池。我們國內(nèi)大概最近幾年也成立了幾家公司做這個,剛才我們都把它戴個帽子說短使大功率的。盾石磁能的這套飛輪裝置,在中國繼續(xù)用到一些特定的場合還是正在努力過程中。關(guān)鍵技術(shù)方面,可能前面已經(jīng)提到過了,我在這里也不說了。單個的飛輪從研發(fā)到現(xiàn)在,我們剛才說一兩度電到最大的130度電,剛才張國民老師也說了日本做了一個100度電的超級大的飛輪,好幾噸。130度電的是美國做的,我們學(xué)校在復(fù)合材料方面做的速度還算比較高,最高到了850米,這個飛輪是用紡織復(fù)合材料,像我們織布一樣織出來的,這一個新的技術(shù),這個記錄的保持者是在美國,1400米,國內(nèi)跟國外的差距還是比較大的。我們也可以用低成本的金屬材料,像這個200多米的是工程上正在用的。飛輪要想做到把這個度電或者能量提高,軸承技術(shù)需要突破,需要配合剛才張老師講的超導(dǎo)磁懸浮技術(shù)。電機也是個關(guān)鍵技術(shù),能量的轉(zhuǎn)換效率就決定了這個電機的效率。總的來看,飛輪儲能技術(shù)的特性儲的能量就是1到130千瓦時能量,飛輪儲能技術(shù)的特點在于它單個,就是一套裝置可以做到100到2400千瓦,這是一個很大的功率。效率也比較高,壽命也比較長,所以我們一般認(rèn)為它是一個分秒級的大功率的長壽命的高效率的功率型的儲能技術(shù)。
剛才說這個飛輪儲能技術(shù)的難點是在這個高速還有高轉(zhuǎn)速,高轉(zhuǎn)速對軸承的要求很高,還有這個損耗。我們一直講這個飛輪儲能為什么不能存太多的能量,因為長時間之后自己存的能量都白白消耗掉了。我們清華從九幾年開始研究,頭十年是在實驗室里做研究,最近這幾年我們根據(jù)市場的需求,我們可以看到從瓦級提高1千倍,到了1兆瓦。能量是從半度電到十幾度電,1兆瓦的這個系統(tǒng)實際上可以在工程上考核應(yīng)用的階段。飛輪儲能的這些應(yīng)用我就過一下,剛才他們也提到了。這是2016年3月份研制的這個1兆瓦60MJ的飛輪儲能系統(tǒng),看上去還是比較笨重的,但是它是用在石油行業(yè),石油行業(yè)在野外,對這個沒有什么要求,只要求你可靠。在這里頭我們飛輪儲能系統(tǒng)只是這個大系統(tǒng)的一個小的點,是儲能的。這樣一個混合動力的方式一定能夠節(jié)省能量,我們這套裝置做了一個小的視頻,請大家觀看一下。這是在下放,這是一個30噸的起重機,下放的時候我們通過這個絞車把這個增速,然后回收發(fā)電機,發(fā)出來的電給這個飛輪充電,我們研究的1兆瓦的這套裝置在充電。我們可以看到飛輪的速度上升,回收的能量存起來了。當(dāng)然回收能量還不夠,我們還要通過一個小的柴油發(fā)電機給它補充能量。然后把這個放下的重物提起來,飛輪發(fā)電驅(qū)動剛才這個調(diào)控電機,把這個重物提起來了,模擬把這個鉆機提起來,這個電能釋放出去了。這是去年做的模擬實驗。去年年底11月份到12月份這套裝置真正的去打了一口3500米的井,運行了7200多次,沒有任何問題。這套裝置移運到現(xiàn)場又考核了我們這套飛輪機組在公路上機動的特性。在這個模擬考核中我們的節(jié)油是25.4%,這個范圍是和我們的混合動力車是一樣的,范圍是類似的。這是我們在做的過程中的一些數(shù)據(jù),經(jīng)過最后的分析,油耗減少了17.4%,這是真正的打一口井。
飛輪儲能在國內(nèi)國外做了這么多年,我們覺得有這么幾個觀點。第一是在車輛混合動力、風(fēng)力發(fā)電和電網(wǎng)調(diào)頻應(yīng)用領(lǐng)域有望在3到5年內(nèi)實現(xiàn)小規(guī)模的示范應(yīng)用,但是這個受能源價格和新能源發(fā)電市場的影響。微網(wǎng)級短時間功率型應(yīng)用具備了基本條件,但是大電網(wǎng)的還需要進一步積累。飛輪儲能技術(shù)發(fā)展了50年,還存在著一定的發(fā)展前景,比較難的問題是這個新型的轉(zhuǎn)子的高比強度的新材料,還有就是軸承技術(shù),最后這個電機技術(shù)決定了這個系統(tǒng)的效率。我們剛才那個1兆瓦的充放電循環(huán)效率可以達到86%以上。雖然它原來是一個分秒級的,現(xiàn)在也希望把它發(fā)展成一個分時級的用途。我們覺得需要找準(zhǔn)用途,解決工程實際問題,我們做的這個1兆瓦的系統(tǒng)就是這么一個案例。我們希望把千瓦成本降下了,提高經(jīng)濟性。我們希望能做到1兆瓦到100兆瓦,放電時間從十秒到1000秒,千瓦的成本能在2000到3000元。和它競爭的也有兩個技術(shù),一個是超級電容,還有就是功率型化學(xué)電池。我的報告就到這里,謝謝大家。