戴興建:我為什么說(shuō)飛輪儲(chǔ)能50年呢?飛輪在清華堅(jiān)持了20多年。在60年以前飛輪儲(chǔ)能已經(jīng)能夠用在車上作為一個(gè)所謂的新能源車,它是純電動(dòng)的公交車,它只能開(kāi)1.2公里再次充電,它上頭有三根電纜,就跟現(xiàn)在的無(wú)軌電車一樣,但是無(wú)軌電車是沒(méi)有線的,是到了站以后充電。這個(gè)車在比利時(shí)的博物館里面,現(xiàn)在還能看到。飛輪技術(shù)過(guò)了50年,現(xiàn)在又用到一個(gè)做混合動(dòng)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(jī)也想解決車上能源的問(wèn)題,但是沒(méi)有解決,但是飛輪儲(chǔ)能解決了能量回收和啟動(dòng)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(gè)圖表示的是飛輪儲(chǔ)能雖然搞了好幾十年,它一直是受到一個(gè)小眾的關(guān)注或者是研究。在這里頭的表,從右邊那個(gè)表反映我們中國(guó)在飛輪儲(chǔ)能還是做了一些工作,發(fā)表論文最多的還是美國(guó)。
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(guó)的公司,這個(gè)也是比較早的一個(gè)公司,它的特點(diǎn)是36000轉(zhuǎn),我們可以看到它的功率非常大,飛輪儲(chǔ)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(gè)發(fā)電組,叫不間斷供電,原來(lái)一般是用這個(gè)鉛酸電池。我們國(guó)內(nèi)大概最近幾年也成立了幾家公司做這個(gè),剛才我們都把它戴個(gè)帽子說(shuō)短使大功率的。盾石磁能的這套飛輪裝置,在中國(guó)繼續(xù)用到一些特定的場(chǎng)合還是正在努力過(guò)程中。關(guān)鍵技術(shù)方面,可能前面已經(jīng)提到過(guò)了,我在這里也不說(shuō)了。單個(gè)的飛輪從研發(fā)到現(xiàn)在,我們剛才說(shuō)一兩度電到最大的130度電,剛才張國(guó)民老師也說(shuō)了日本做了一個(gè)100度電的超級(jí)大的飛輪,好幾噸。130度電的是美國(guó)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(gè)飛輪是用紡織復(fù)合材料,像我們織布一樣織出來(lái)的,這一個(gè)新的技術(shù),這個(gè)記錄的保持者是在美國(guó),1400米,國(guó)內(nèi)跟國(guó)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(gè)200多米的是工程上正在用的。飛輪要想做到把這個(gè)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(jī)也是個(gè)關(guān)鍵技術(shù),能量的轉(zhuǎn)換效率就決定了這個(gè)電機(jī)的效率??偟膩?lái)看,飛輪儲(chǔ)能技術(shù)的特性儲(chǔ)的能量就是1到130千瓦時(shí)能量,飛輪儲(chǔ)能技術(shù)的特點(diǎn)在于它單個(gè),就是一套裝置可以做到100到2400千瓦,這是一個(gè)很大的功率。效率也比較高,壽命也比較長(zhǎng),所以我們一般認(rèn)為它是一個(gè)分秒級(jí)的大功率的長(zhǎng)壽命的高效率的功率型的儲(chǔ)能技術(shù)。
剛才說(shuō)這個(gè)飛輪儲(chǔ)能技術(shù)的難點(diǎn)是在這個(gè)高速還有高轉(zhuǎn)速,高轉(zhuǎn)速對(duì)軸承的要求很高,還有這個(gè)損耗。我們一直講這個(gè)飛輪儲(chǔ)能為什么不能存太多的能量,因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)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(kāi)始研究,頭十年是在實(shí)驗(yàn)室里做研究,最近這幾年我們根據(jù)市場(chǎng)的需求,我們可以看到從瓦級(jí)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(gè)系統(tǒng)實(shí)際上可以在工程上考核應(yīng)用的階段。飛輪儲(chǔ)能的這些應(yīng)用我就過(guò)一下,剛才他們也提到了。這是2016年3月份研制的這個(gè)1兆瓦60MJ的飛輪儲(chǔ)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(duì)這個(gè)沒(méi)有什么要求,只要求你可靠。在這里頭我們飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)只是這個(gè)大系統(tǒng)的一個(gè)小的點(diǎn),是儲(chǔ)能的。這樣一個(gè)混合動(dòng)力的方式一定能夠節(jié)省能量,我們這套裝置做了一個(gè)小的視頻,請(qǐng)大家觀看一下。這是在下放,這是一個(gè)30噸的起重機(jī),下放的時(shí)候我們通過(guò)這個(gè)絞車把這個(gè)增速,然后回收發(fā)電機(jī),發(fā)出來(lái)的電給這個(gè)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(lái)了。當(dāng)然回收能量還不夠,我們還要通過(guò)一個(gè)小的柴油發(fā)電機(jī)給它補(bǔ)充能量。然后把這個(gè)放下的重物提起來(lái),飛輪發(fā)電驅(qū)動(dòng)剛才這個(gè)調(diào)控電機(jī),把這個(gè)重物提起來(lái)了,模擬把這個(gè)鉆機(jī)提起來(lái),這個(gè)電能釋放出去了。這是去年做的模擬實(shí)驗(yàn)。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(yùn)行了7200多次,沒(méi)有任何問(wèn)題。這套裝置移運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)又考核了我們這套飛輪機(jī)組在公路上機(jī)動(dòng)的特性。在這個(gè)模擬考核中我們的節(jié)油是25.4%,這個(gè)范圍是和我們的混合動(dòng)力車是一樣的,范圍是類似的。這是我們?cè)谧龅倪^(guò)程中的一些數(shù)據(jù),經(jīng)過(guò)最后的分析,油耗減少了17.4%,這是真正的打一口井。
飛輪儲(chǔ)能在國(guó)內(nèi)國(guó)外做了這么多年,我們覺(jué)得有這么幾個(gè)觀點(diǎn)。第一是在車輛混合動(dòng)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(shí)現(xiàn)小規(guī)模的示范應(yīng)用,但是這個(gè)受能源價(jià)格和新能源發(fā)電市場(chǎng)的影響。微網(wǎng)級(jí)短時(shí)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(jìn)一步積累。飛輪儲(chǔ)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(wèn)題是這個(gè)新型的轉(zhuǎn)子的高比強(qiáng)度的新材料,還有就是軸承技術(shù),最后這個(gè)電機(jī)技術(shù)決定了這個(gè)系統(tǒng)的效率。我們剛才那個(gè)1兆瓦的充放電循環(huán)效率可以達(dá)到86%以上。雖然它原來(lái)是一個(gè)分秒級(jí)的,現(xiàn)在也希望把它發(fā)展成一個(gè)分時(shí)級(jí)的用途。我們覺(jué)得需要找準(zhǔn)用途,解決工程實(shí)際問(wèn)題,我們做的這個(gè)1兆瓦的系統(tǒng)就是這么一個(gè)案例。我們希望把千瓦成本降下了,提高經(jīng)濟(jì)性。我們希望能做到1兆瓦到100兆瓦,放電時(shí)間從十秒到1000秒,千瓦的成本能在2000到3000元。和它競(jìng)爭(zhēng)的也有兩個(gè)技術(shù),一個(gè)是超級(jí)電容,還有就是功率型化學(xué)電池。我的報(bào)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(guó)的公司,這個(gè)也是比較早的一個(gè)公司,它的特點(diǎn)是36000轉(zhuǎn),我們可以看到它的功率非常大,飛輪儲(chǔ)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(gè)發(fā)電組,叫不間斷供電,原來(lái)一般是用這個(gè)鉛酸電池。我們國(guó)內(nèi)大概最近幾年也成立了幾家公司做這個(gè),剛才我們都把它戴個(gè)帽子說(shuō)短使大功率的。盾石磁能的這套飛輪裝置,在中國(guó)繼續(xù)用到一些特定的場(chǎng)合還是正在努力過(guò)程中。關(guān)鍵技術(shù)方面,可能前面已經(jīng)提到過(guò)了,我在這里也不說(shuō)了。單個(gè)的飛輪從研發(fā)到現(xiàn)在,我們剛才說(shuō)一兩度電到最大的130度電,剛才張國(guó)民老師也說(shuō)了日本做了一個(gè)100度電的超級(jí)大的飛輪,好幾噸。130度電的是美國(guó)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(gè)飛輪是用紡織復(fù)合材料,像我們織布一樣織出來(lái)的,這一個(gè)新的技術(shù),這個(gè)記錄的保持者是在美國(guó),1400米,國(guó)內(nèi)跟國(guó)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(gè)200多米的是工程上正在用的。飛輪要想做到把這個(gè)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(jī)也是個(gè)關(guān)鍵技術(shù),能量的轉(zhuǎn)換效率就決定了這個(gè)電機(jī)的效率??偟膩?lái)看,飛輪儲(chǔ)能技術(shù)的特性儲(chǔ)的能量就是1到130千瓦時(shí)能量,飛輪儲(chǔ)能技術(shù)的特點(diǎn)在于它單個(gè),就是一套裝置可以做到100到2400千瓦,這是一個(gè)很大的功率。效率也比較高,壽命也比較長(zhǎng),所以我們一般認(rèn)為它是一個(gè)分秒級(jí)的大功率的長(zhǎng)壽命的高效率的功率型的儲(chǔ)能技術(shù)。
剛才說(shuō)這個(gè)飛輪儲(chǔ)能技術(shù)的難點(diǎn)是在這個(gè)高速還有高轉(zhuǎn)速,高轉(zhuǎn)速對(duì)軸承的要求很高,還有這個(gè)損耗。我們一直講這個(gè)飛輪儲(chǔ)能為什么不能存太多的能量,因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)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(kāi)始研究,頭十年是在實(shí)驗(yàn)室里做研究,最近這幾年我們根據(jù)市場(chǎng)的需求,我們可以看到從瓦級(jí)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(gè)系統(tǒng)實(shí)際上可以在工程上考核應(yīng)用的階段。飛輪儲(chǔ)能的這些應(yīng)用我就過(guò)一下,剛才他們也提到了。這是2016年3月份研制的這個(gè)1兆瓦60MJ的飛輪儲(chǔ)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(duì)這個(gè)沒(méi)有什么要求,只要求你可靠。在這里頭我們飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)只是這個(gè)大系統(tǒng)的一個(gè)小的點(diǎn),是儲(chǔ)能的。這樣一個(gè)混合動(dòng)力的方式一定能夠節(jié)省能量,我們這套裝置做了一個(gè)小的視頻,請(qǐng)大家觀看一下。這是在下放,這是一個(gè)30噸的起重機(jī),下放的時(shí)候我們通過(guò)這個(gè)絞車把這個(gè)增速,然后回收發(fā)電機(jī),發(fā)出來(lái)的電給這個(gè)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(lái)了。當(dāng)然回收能量還不夠,我們還要通過(guò)一個(gè)小的柴油發(fā)電機(jī)給它補(bǔ)充能量。然后把這個(gè)放下的重物提起來(lái),飛輪發(fā)電驅(qū)動(dòng)剛才這個(gè)調(diào)控電機(jī),把這個(gè)重物提起來(lái)了,模擬把這個(gè)鉆機(jī)提起來(lái),這個(gè)電能釋放出去了。這是去年做的模擬實(shí)驗(yàn)。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(yùn)行了7200多次,沒(méi)有任何問(wèn)題。這套裝置移運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)又考核了我們這套飛輪機(jī)組在公路上機(jī)動(dòng)的特性。在這個(gè)模擬考核中我們的節(jié)油是25.4%,這個(gè)范圍是和我們的混合動(dòng)力車是一樣的,范圍是類似的。這是我們?cè)谧龅倪^(guò)程中的一些數(shù)據(jù),經(jīng)過(guò)最后的分析,油耗減少了17.4%,這是真正的打一口井。
飛輪儲(chǔ)能在國(guó)內(nèi)國(guó)外做了這么多年,我們覺(jué)得有這么幾個(gè)觀點(diǎn)。第一是在車輛混合動(dòng)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(shí)現(xiàn)小規(guī)模的示范應(yīng)用,但是這個(gè)受能源價(jià)格和新能源發(fā)電市場(chǎng)的影響。微網(wǎng)級(jí)短時(shí)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(jìn)一步積累。飛輪儲(chǔ)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(wèn)題是這個(gè)新型的轉(zhuǎn)子的高比強(qiáng)度的新材料,還有就是軸承技術(shù),最后這個(gè)電機(jī)技術(shù)決定了這個(gè)系統(tǒng)的效率。我們剛才那個(gè)1兆瓦的充放電循環(huán)效率可以達(dá)到86%以上。雖然它原來(lái)是一個(gè)分秒級(jí)的,現(xiàn)在也希望把它發(fā)展成一個(gè)分時(shí)級(jí)的用途。我們覺(jué)得需要找準(zhǔn)用途,解決工程實(shí)際問(wèn)題,我們做的這個(gè)1兆瓦的系統(tǒng)就是這么一個(gè)案例。我們希望把千瓦成本降下了,提高經(jīng)濟(jì)性。我們希望能做到1兆瓦到100兆瓦,放電時(shí)間從十秒到1000秒,千瓦的成本能在2000到3000元。和它競(jìng)爭(zhēng)的也有兩個(gè)技術(shù),一個(gè)是超級(jí)電容,還有就是功率型化學(xué)電池。我的報(bào)告就到這里,謝謝大家。