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“新基建”视角下 飞轮储能的应用及投资机会

北极星储能网  来源:梧桐树资本PTCG  作者:吴川  2020/3/16 13:53:50  我要投稿  

北极星储能网讯:“随着能源技术及经济水平不断发展,能源科技创新加速推进,服务于新基建的新一轮能源技术变革方兴未艾。新能源领域是梧桐树资本产业投资关注的战略主线之一,且已经在飞轮储能领域落子布局。

梧桐树资本的主要投资观点:飞轮储能是一种特点分明的储能技术,主要应用新能源充电桩、大数据中心IDC等细分领域。梧桐树资本关注拥有自主知识产权,能够实现定制产品开发的公司;且核心团队对应用市场理解清晰,尤其熟悉电网市场;有大B客户营销经验,具有商业模式设计能力的公司。”

作者|梧桐树资本吴川

“新基建”再次成为市场关注的焦点。

任泽平等经济学家指出,“新基建是未来发展的短板,新的投资领域主要包括:5G基建、特高压、城际高速铁路和城际轨道交通、新能源汽车充电桩、大数据中心、人工智能、工业互联网等等,这些领域是兼顾短期刺激有效需求和长期增加有效供给的最佳结合点,是中国经济跨越中等收入陷阱、迈向高质量发展、创新发展的大国重器。”

飞轮储能技术直接服务于“新基建”的特高压、城际高速和城际轨道交通、新能源汽车充电桩、大数据中心IDC等领域。可以说,在技术驱动下,飞轮储能技术支持着“新基建”拉动经济社会发展的半壁江山。

梧桐树资本的使命是致力于成为科技创新的伟大推手,关注半导体、新能源新材料、医疗大健康等战略新兴产业。飞轮储能技术的细分赛道是梧桐树资本新能源新材料基金进行重点布局的业务之一。截至目前,梧桐树资本已经投资了奇峰聚能为代表的飞轮储能高科技公司。

01储能是实现新能源、新基建的关键支撑技术

储能是我国实现新能源、新基建战略的关键支撑技术。我国能源体系正在向“电为核心的能源体系”推进,关键技术问题和经济性都已经实现。在未来风电、光电等不稳定电源大规模入网的情况下,现有的“发输用”电力系统升级为“发输储用”的全新电力系统,系统的负荷大小可以随着发电侧新能源的出力而调整。

图1 储能技术特点

目前,整个储能行业处于起承转合阶段,具有结构性的投资机会。过去几年,锂电池技术快速产业化,在辅助调频、新能源并网等很多领域进行了功能性验证,进行了储能市场教育。可预见的是,未来储能市场将会进一步成熟和细分,各类储能技术都有相应的市场机会,飞轮、钠离子电池、压缩空气等多种储能技术已进入示范和应用。

飞轮储能是一种分秒级、大功率、长寿命、高效率的功率型储能技术。飞轮储能装置由飞轮储能电机、机柜、电力电子装置、监控系统、辅助系统等组成。从外部输入的电能驱动电机带动飞轮旋转储能动能;当外部负载需要能量时,旋转的飞轮带动发现机发电,再通过电力电子变换装置变成负载所需要的各种频率、电压等级的电能,以满足不同的需求。

图2储能飞轮理论结构图

02飞轮储能技术在“新基建”视角下的应用

飞轮储能适合应用于大功率、响应快、高频次、高可靠、长寿命的应用场景,服务的领域均属“新基建”范围,包括大功率UPS、轨道交通、电网调频三大典型领域,以及充电桩、石油钻机等新兴市场。具体而言:

1、飞轮UPS在大数据中心、精密工厂的应用

大型DIC数据中心、政治保电等很多应用场景都对电源不间断有明确的需求,目前主要使用铅酸电池+柴油发电机的静态UPS组合模式。飞轮电池比较传统的化学电池具有可靠性更高、响应速度更快、瞬时大功率、占地面积小、使用寿命长等优点,更适合与柴油发电机搭配作为UPS电源。国内外已经有成熟产品,国内若干厂商也已经有飞轮UPS供应能力,但飞轮一次性投入高和客户的惯性思维制约了市场拓展。

图3动态UPS系统

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生产半导体的精密工厂对电压稳定有特别强烈的需求,也是UPS的需求客户。传统的化学电池受到寿命频次和功率倍数限制,很难承担高频次的稳压工作。飞轮电池组成的动态UPS,在保障电力不间断的同时,还可以从物理上隔绝外部电网波动,提高电能品质的效果远超模拟稳压,是市场刚需。国内缺少成熟的动态UPS飞轮产品,需要厂商在技术上进行攻关。

2、飞轮储能在以城市轨道交通为代表的能量回收市场的应用

地铁能量回收是一种大功率、高频次的应用场景,目前,地铁列车进站回收的电能或通过电阻放热方式消耗,存在资源浪费;或通过逆变回馈装置回馈电网,但存在干扰电网的问题;或通过超级电容回收,但存在寿命短和应用衰减问题。

飞轮储能比较完美的解决这些问题,发挥节能和友好电网的作用。美国多个地铁站已经对飞轮储能进行了示范,能够实现20~30%的节能效果。国内已经有了示范项目,实现了功能验证,市场正在逐渐放开。该部分市场存量较大,增量有限,是目前增长最快的市场。

3、飞轮储能在电网级调频市场的应用

电网中发电端和用电端实时存在不平衡,就会使电网频率发生波动,为了平抑这种波动,电网就需要配备总发电容量一定比例的调频能力,欧美国家一般将灵活性较强的燃气轮机作为调频手段,然而这种高灵活性调频手段在我国非常稀缺,不得不使用中小火电机组作为调频手段。从发展趋势来看,用户侧个性化使需求侧的波动越来越强,光伏、风电等不稳定电源大量入网使供给侧的可控性越来越差,对电网灵活性的要求越高越高。然而我国随着能源结构调整,火电的比例在下降,相对灵活的中小机组比例下降更快,未来整个电网中的调频能力的供需矛盾更加突出。

从技术角度来看,我国电网需要一种电网级、功率型储能方式来实现电网调频,这是我国电网特有的需求。目前来看,功率性化学电池、飞轮储能、超级电容都有过电网尝试,但从产品全寿命周期的安全性、可靠性等因素来看,飞轮储能技术优势相对突出,且是唯一能够通过电网级功率型应用验证的技术手段。

03飞轮储能行业投资机会的判断

1、未来5-10年,国内有机会培育和出现世界级的飞轮储能公司

飞轮储能行业土壤已经成熟,化学电池行业的快速发展,培育出了宁德时代为代表的独角兽企业,储能行业的教育已经完成。我国在磁悬浮、高速机电、转子材料等飞轮关键技术有较好的积累,且形成了比较成熟的供应链体系,能够为飞轮研发和产业化提供足够的支撑。我国的飞轮市场规模潜力远超其它国家,尤其是我国电网对调频手段的需求。基于以上几点的基本判断,梧桐树资本认为,我国在未来五到十年,有机会培育世界级的飞轮储能公司。

2、飞轮储能的细分市场中,电网级调频的发展潜力最大

能量回收的典型市场总规模约100亿,且市场空间基本空白。国内已有飞轮储能在轨道交通领域的示范,前期的技术和制度障碍基本突破,这将是飞轮储能最早起步的应用领域。能量回收领域已经完成典型示范,进入了市场创新阶段,高频次的应用场景是创新的主要方向。

UPS市场的典型市场规模约100亿/年,国内部分数据中心、半导体工厂已经应用了飞轮UPS,但受到成本、使用惯性、行业标准等影响推广速度仍然较慢,这将是一个可期待的慢渗透市场。该领域需飞轮公司实现规模化降成本和典型示范后,这一市场才会规模化打开。

电网级调频市场一个千亿级市场,市场规模巨大且需求迫切,是我国特有的优势应用场景,国内尚没有成熟产品进行飞轮电网调频的示范。飞轮进入这一市场要突破MW级飞轮阵列技术,且最初的示范将在辅助调频领域出现;由于我国对辅助调频和独立调频的迫切需求,一旦示范成功,市场增速将会非常快。

一些新兴市场也对飞轮有积极兴趣,但需要现有技术升级和商业模式设计。

3、符合飞轮储能“独角兽”公司的标准:自主知识产权、市场认知清晰、成熟大B团队

梧桐树资本在飞轮储能行业有深入调研、研究和标的筛选,尤其结合市场和阶段,认为飞轮储能的独角兽公司应该具有以下特征:

拥有自主知识产权体系。飞轮储能整体处于技术研发,向项目示范、市场拓展阶段转变,飞轮公司正处于技术核心向和客户核心转变。针对不同应用场景对飞轮产品的需求特点不同,飞轮公司必须从根本上掌握飞轮研发和设计技术,针对不同市场开发对应产品。

拥有对市场的清晰理解。飞轮储能将是一个小而美的市场,产品的应用空间细分,核心团队必须正确认识“大功率、快响应、高频次、高可靠、长寿命”的优势,正视高成本、系统复杂的劣势,准确找到适应飞轮的应用场景,掌握市场特点。我们尤其关注核心团队对电力市场足够熟悉。

拥有成熟To大B团队。飞轮储能市场的客户面向电网、电信运营商、地铁公司等,这都是典型的To B市场,而且是To大B市场。这些行业特点鲜明、进入壁垒高、营销方式独特,核心团队应该有对大B客户的成熟营销经验,且具有商业模式设计能力。

结语

飞轮储能技术是一种大功率、快响应、高频次、高可靠、长寿命的储能技术,典型应用领域远景市场规模在千亿以上。我国飞轮储能为早期市场,正处于示范、推广阶段;国内领先厂商已经完成了基础技术储备,开始进入示范和推广阶段。

“新基建”更着眼于“新”,有着更多科技内涵,其聚焦的领域比如5G、物联网、工业互联网、智能制造等都是面向未来的“硬核科技”。梧桐树资本作为科技创新的伟大推手,细分赛道的狙击手,超前布局飞轮储能高科标的,抢抓“新基建”机遇期。

原标题:梧桐树资本吴川:“新基建”视角下,飞轮储能的应用及投资机会|梧桐论道

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