飛輪儲(chǔ)能是將能量以動(dòng)能的形式儲(chǔ)存在高速旋轉(zhuǎn)的飛輪中，它主要由高強(qiáng)度合金和復(fù)合材料的飛輪轉(zhuǎn)子、高速軸承、電動(dòng)/發(fā)電機(jī)、電力轉(zhuǎn)換器和真空安全罩（真空室）組成。其基本原理是由電能驅(qū)動(dòng)飛輪到高速旋轉(zhuǎn)，電能轉(zhuǎn)變?yōu)轱w輪動(dòng)能而儲(chǔ)存，當(dāng)需要電能時(shí)，飛輪減速，電動(dòng)機(jī)作發(fā)電機(jī)運(yùn)行，將飛輪動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能，飛輪的加速和減速實(shí)現(xiàn)了充電和放電，因此也被稱為飛輪電池。

與傳統(tǒng)的化學(xué)電池（如鉛酸電池、鋰離子電池等）相比，飛輪儲(chǔ)能具有儲(chǔ)能密度高、充放電速度快、效率高、壽命長(zhǎng)（20年以上）、無(wú)需特殊維護(hù)、無(wú)污染、應(yīng)用范圍廣、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。系統(tǒng)在任何時(shí)點(diǎn)的實(shí)際電量信息可直接準(zhǔn)確獲得。此外，飛輪儲(chǔ)能的占地面積不大，還可以埋在地下。以不間斷電源（UPS）應(yīng)用來(lái)說(shuō)，同等電量下飛輪儲(chǔ)能的占地面積只有鉛酸電池的1/4～1/3。

關(guān)于飛輪儲(chǔ)能與鉛酸電池的成本比較，清華大學(xué)工程物理系副研究員戴興建曾在2011年12月時(shí)對(duì)媒體記者表示：電池的運(yùn)行需要空調(diào)作保證，因此需要額外的電費(fèi)；兩三年更換電池，又是一筆費(fèi)用；同樣容量的儲(chǔ)能，飛輪儲(chǔ)能占地面積小。綜合起來(lái)，兩者在壽命期內(nèi)的競(jìng)爭(zhēng)成本差不多。

但是，飛輪儲(chǔ)能技術(shù)也存在明顯的不足，主要是能量密度不高；放電時(shí)間短，一般不超過(guò)15分鐘；另外就是自放電率較高，，大約每小時(shí)自放電0.1%，這意味著1,000kWh的飛輪存儲(chǔ)電量，如果一直不用，大約41天就會(huì)消耗殆盡。空載損耗大（自放電率高）是制約其進(jìn)一步發(fā)展的決定因素。據(jù)公開(kāi)數(shù)據(jù)顯示，現(xiàn)在產(chǎn)業(yè)化的主流技術(shù)的放電時(shí)間基本在10～100秒，最長(zhǎng)達(dá)到900秒。

從飛輪儲(chǔ)能的技術(shù)特點(diǎn)來(lái)看，它最適合那些高功率、應(yīng)用次數(shù)頻繁但應(yīng)用時(shí)間又不長(zhǎng)的不間斷電源（UPS）、電力調(diào)峰調(diào)頻等需求市場(chǎng)。目前，在不間斷電源市場(chǎng)，成立于1992年的Active Power公司（NASDAQ：ACPW）公司的飛輪儲(chǔ)能產(chǎn)品已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了規(guī)?；N(xiāo)售，而且，在為數(shù)不多的飛輪儲(chǔ)能企業(yè)中，Active Power是財(cái)務(wù)狀況比較好的一家公司。在電力調(diào)峰調(diào)頻市場(chǎng)，Beacon Power公司（NASDAQ：BCON）最具代表性，2011年春，全球首個(gè)大型“飛輪計(jì)劃”宣告展開(kāi)——Beacon Power公司在紐約州史蒂芬鎮(zhèn)（Stephentown）的20MW項(xiàng)目裝置了200個(gè)飛輪。

在交通運(yùn)輸領(lǐng)域，飛輪儲(chǔ)能技術(shù)也在積極嘗試，目前已有機(jī)構(gòu)在積極開(kāi)發(fā)HEV用的飛輪電池系統(tǒng)。其主要作用：A）穩(wěn)定主動(dòng)力源的功率輸出。在混合動(dòng)力汽車(chē)起步、爬坡和加速時(shí)，飛輪電池能夠快速、大能量的放電，為主動(dòng)力源提供輔助動(dòng)力，并減少主動(dòng)力源的動(dòng)力輸出損耗。B）提高能量回收的效率。在混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)下坡、滑行和制動(dòng)時(shí)，飛輪電池能夠快速、大量的存儲(chǔ)動(dòng)能，充電速度不受“活性物質(zhì)”化學(xué)反應(yīng)速度的影響，可提高再生制動(dòng)時(shí)能量回收的效率。飛輪儲(chǔ)能用于HEV，存在的主要問(wèn)題是如何盡可能減輕飛輪的陀螺效應(yīng)以及提高飛輪的工作效率。

中國(guó)對(duì)飛輪儲(chǔ)能技術(shù)的研究大致始于上世紀(jì)80年代，但一直研究者甚少，政府也不太重視。資料顯示，到現(xiàn)在為止30多年來(lái)，飛輪儲(chǔ)能只獲得過(guò)兩個(gè)863計(jì)劃（國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃）探索項(xiàng)目和一個(gè)“八·五”攻關(guān)項(xiàng)目的支持，除國(guó)防領(lǐng)域外，公開(kāi)的總共投入經(jīng)費(fèi)不足500萬(wàn)元。

中國(guó)開(kāi)發(fā)飛輪儲(chǔ)能技術(shù)的研究機(jī)構(gòu)也不多，主要有清華大學(xué)工程物理系飛輪儲(chǔ)能實(shí)驗(yàn)室、中科院電工所、北京航空航天大學(xué)、華北電力大學(xué)等少數(shù)幾家，其中中科院電工所是中國(guó)最早研發(fā)飛輪儲(chǔ)能技術(shù)的機(jī)構(gòu)。目前，中科院電工所與天津核工業(yè)理化工程研究院等組成了北京飛輪儲(chǔ)能柔性研究所，專注于飛輪儲(chǔ)能技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)工作。企業(yè)方面，目前似乎只有英利集團(tuán)一家在做。英利飛輪儲(chǔ)能設(shè)備的市場(chǎng)定位有兩個(gè)：一個(gè)是智能電網(wǎng)市場(chǎng)，另一個(gè)是新能源汽車(chē)的動(dòng)力源市場(chǎng)。目前的市場(chǎng)重心主要在前者。

（本文系中國(guó)電池網(wǎng)-中國(guó)電池雜志戰(zhàn)略合作伙伴——真鋰研究獨(dú)家供稿，轉(zhuǎn)載請(qǐng)務(wù)必注明出處）