概要：飞轮储能是一种大功率、快响应、高频次、长寿命的机械类储能技术， 适用于交通（轨道交通、汽车）、应急电源、电网质量管理（调频） 等领域。飞轮储能是一项集成性技术， 高速化、复合材料转子、内定外转结构是其未来发展方向。飞轮储能具有广阔的应用前景， 但目前处于市场发展前期。
飞轮储能的工作原理：飞轮储能是一种源于航天的先进物理储能技术，是指利用电能驱动飞轮高速旋转， 将电能转换为机械能， 在需要的时候通过飞轮惯性拖动电机发电， 将储存的机械能变为电能输出（即所谓的飞轮放电） 的一种储能方式。不同于其他电池技术， 其优越性体现在短时、高频次、大功率充放电特性上， 主要应用在电网调频、新能源电站并网、轨道交通、大功率UPS（Uninterruptible Power Supply， 不间断电源） 等领域。飞轮储能系统通常包括飞轮、电机、轴承、密封壳体、电力控制器和监控仪表。
飞轮储能的技术特点：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。相较于其他技术， 飞轮储能的特点在于， 几乎无摩擦损耗、风阻小；比功率可达8 kW/kg 以上，远远高于传统电化学储能技术；其寿命主要取决于飞轮材料的疲劳寿命和系统中电子元器件的寿命。目前， 飞轮储能的使用寿命可达20'a 以上， 且使用寿命不受充放电深度的影响；运行过程中无有害物质产生；运行过程中几乎不需要维护；工况环境适应性好，-20～50'℃下都能正常工作。
应用前景分析：飞轮储能适用于大功率、响应快、高频次的场景，典型市场包括UPS、轨道交通、电网调频三大领域， 未来还将有充电桩、工程机械等新兴市场。
- UPS市场：国内外数据中心、通讯基站、重要活动都对电源不间断有明确的要求， 目前主要使用化学电池+柴油发电机的组合模式。与目前的化学电池相比， 飞轮储能具有响应速度更快、瞬时功率大、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。
- 轨道交通：目前， 地铁列车进站回收的电能通过电阻放热方式消耗， 存在资源浪费和冲击电网的问题。飞轮储能在列车进站时将回收电能， 在列车出站时释放电能，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， 能够实现节电20%的效果。
- 电网调频市场：电网中发电和用电不平衡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2%的调频电站。目前， 中国电网调频主要是由发电机组承担， 未来新能源入网比例增加， 电网调频的需求将更大。飞轮储能具备功率大、响应速度快、循环能力强等特性， 可以随着电网的变化快速、有效地进行有功/无功补偿， 平抑波动负荷， 缓冲发电输出瞬变， 支撑电网频率和电压， 具有很好的应用前景。
- 储能式电动汽车充电桩：储能式电动汽车充电桩主要应用于电动汽车大功率、快速充电的场合。受现有电网框架容量的限制，建设一个电动汽车充电站涉及到电网的增容、城市规划调整等一系列问题。带有储能环节的大功率电动汽车快速充电桩系统， 可减小充电桩对电网增容的压力。以磁悬浮储能飞轮为储能装置， 充分利用储能飞轮慢充快放， 即小功率充电、大功率输出的典型运行特征， 不仅可以满足电动汽车快速充电的要求， 又可以规避电网增容的制约。同时， 由于储能飞轮功率密度高、体积小、布置灵活、绿色环保无污染， 可布置于地下， 消除了建设充电站对市容的影响， 减小了城建工作的压力。
目前应用状况：飞轮储能技术主要集中在飞轮调频电站、UPS等领域， 其中有代表性的有Beacon Power（灯塔电力公司）， 其运营的飞轮调频电站是国际标杆， 纽约20MW飞轮调频电站占该地区调频能力的3%， 但承担了该地区23.5%的调频工作量， 调频准确率95%；Active Power（艾泰沃公司） 的UPS 产品已经完成了系列化， 累积销量已经900MW。
