机械储能大比拼，谁是最牛玩家？-ag人生就是博

2022年，储能成为最热门的赛道之一在储能产业的研究中，技术方向的研究是重要的一环全新推出行业洞察专栏，聚焦各细分领域，解析各行业发展前沿本周，一系列储能项目启动本文是关于机械储能的研究，盘点了机械储能的几种技术路径和发展挑战欢迎转发阅读

01.抽水蓄能处于主导地位。

抽水蓄能自20世纪中叶开始广泛应用，是最早的大容量储能技术现在已经成为世界上应用最广泛的储能技术全球范围内，抽水蓄能占总蓄能的94%，国内抽水蓄能占总蓄能的89.3%

抽水蓄能的工作原理是利用水作为储能介质实现电能的储存和释放，其底层技术是电能和水势能的相互转换具体来说，抽水蓄能电站运行过程中，用电量较低时，电网中多余的电将水抽入水库储存，将电能转化为水的势能，用电量大时，储存的水就会释放出来，水流推动涡轮发电，水的势能就转化为电能

目前抽水蓄能有两种，一种是纯抽水蓄能，一种是混合抽水蓄能前者只用于储能，在国内也用得最多，后者不仅可以储能，还可以作为常规水电站使用

抽水蓄能被广泛使用有许多原因第一，技术成熟，从60年代就开始商业化了其次，成本低虽然初期建设成本高，但抽水蓄能电站使用年限长，至少50年以上摊薄成本后，成本依然较低，平均单位装机投资6136元/kw第三，开发资源丰富抽水蓄能电站不仅可以沿河建造，也可以在河外建造，以抽取能量，增加可开采资源，降低成本最后，安全性高，不像电化学储能容易出事故抽水蓄能以水为储能介质，安全性极高

此外，抽水蓄能还具有蓄能周期长，安全运行周期长，稳定性好等诸多优点这使得抽水蓄能成为目前利用率最高的储能方式公开数据显示，目前全球约有61.6万个站，包括现有水库

基于抽水蓄能的优势和储能市场的实际需求，抽水蓄能迎来了行业发展机遇去年9月，国家能源局发布《抽水蓄能中长期发展规划》指出，到2030年，抽水蓄能总规模将比十五翻一番，达到1.2亿千瓦左右粗略计算，预计未来10年将增长近3倍

02，飞轮储能作为辅助

飞轮储能是利用转子在低摩擦环境下高速旋转来储存能量其工作原理是利用电能加速飞轮，将电能转化为机械能储存需要用电时，飞轮带动发电机组，然后将机械能转化为电能

这种储能方式具有明显的优势，因为它是电能和机械能的转换，而且污染相对较少另外飞轮储能密度比较高，启动速度也比较快，对于一些特定的场景，比如数据中心突然停电，非常实用为了避免数据丢失，能量存储系统需要快速响应和快速启动

但是飞轮储能的缺点也很突出飞轮储能一旦启动只能供电十几秒，时间短大多数情况下不会单独使用，需要与其他储能系统配合使用所以飞轮储能装机量不高，市场占有率不高到2021年底，我国飞轮储能累计装机容量为0.01gw

目前，河北省承德市，山西省长治市，太原市等都有飞轮储能项目比如山西省长治市有一个30mw飞轮储能项目，是唯一一个单独使用飞轮储能技术实现调频辅助服务的项目，山西运城建成50mw/100磷酸亚铁锂 飞轮储能独立储能项目，用于调峰调频，山西已建成50mw梅方古交共享储能示范站等

根据多家机构的预测，飞轮储能在提高电网稳定性，安全性和灵活性方面具有明显优势伴随着未来几年储能市场的不断扩大，飞轮储能的装机容量将继续增加，预计到2026年将达到88.9mw

03.压缩空气储能将迎来拐点。

压缩空气储能的工作原理是利用电能将空气压缩到盐穴，金属矿，油气井，煤矿或压力容器中需要用电时，释放压缩空气，带动空气透平膨胀机发电

压缩空气储能具有明显的优势储能设备使用寿命长，不易损坏，但缺点也很突出压缩空气储能投资成本较高，受地质条件影响较大，对施工环境要求较高

日前，我国首个压缩空气储能国家示范工程正式并网运行那是江苏金坛的一座压缩空气储能电站由中国华能，中盐集团，清华大学，三维化工等单位承建经过12年的研发建设，一期储能装机容量60mw，远期规划1000mw

目前，地面压缩空气储能项目中，青海省建设的项目较多，如新建液态压缩空气储能示范项目，利用现有矿井改造的压缩空气储能示范项目，利用煤矿改造的压缩空气储能示范项目，新建气柜先进压缩空气储能示范项目等此外，大同市拥有大同蒂奇云冈矿50mw压缩空气储能项目，临汾市拥有国华兰陵压缩空气储能电站示范项目

据中关村储能产业技术联盟统计，到2021年底，全国压缩空气储能累计装机容量为0.18gw。

04.重力储能有望补位。

重力储能介质主要是水和固体物质，其工作原理是通过高度落差将储能介质托起，从而实现储能系统的充放电具体来说，就是通过电力把介质举到高处，增加其重力势能，完成储能当需要电时，介质下落时，动能由重力势能转化为电能

根据其工作原理可以看出，重力储能固体物质需要能量密度高的物质，如金属，水泥，砂石等，而且在储存和发电的各个环节中，由于不涉及化学反应，整体运行相对安全，对自然环境的影响较小

而且重力储能不受选址限制，对环境的适应性强，应用灵活再者，金属，水泥，砂石等物质在使用过程中损耗相对较小，可以长期使用一般可以循环使用几十年

2019年之前，重力储能多是技术上的探讨如业界提出了基于抽水蓄能，构筑物高差，山体落差，地下竖井等多种技术路线目前主要有四种技术路线，分别是活塞式重力储能，悬浮式重力储能，混凝土砌块储能塔和山体重力储能

到2020年7月，应用ev1技术的瑞士5mw商用示范机组并网落地，使重力储能进入新的实验阶段2022年以来，重力储能逐渐商业化，ev和重力重力储能项目率先应用江苏如东也建成了100mwh重力储能示范工程

值得注意的是，重力储能的发电效率高达80%以上，远高于抽水蓄能的70%，未来还能有效发挥补充功能。