新型电力系统：飞天遁地储能，小飞轮撬动大能量

飞轮作为依靠动能存储电能量的载体，可广泛应用于电力短时储能、轨道交通、UPS（不间断电源）、卫星姿态控制等领域，特别在电力储能领域目前正逐步由示范项目走向商业化，处在导入期向成长期过渡阶段，有望步入发展快车道。在电力储能领域，电力市场化改革步入深水区，一次调频市场逐步成型，空间广阔，国内已有超1GW储备飞轮项目，轨道交通飞轮、UPS飞轮、航天卫星姿控飞轮已经获得明确的实际应用，在减碳趋势和国家战略催化下将实现快速发展，我们预测飞轮行业2030年市场空间超千亿。随着近期调频飞轮储能电站从示范项目开始走向商业化，叠加一次调频市场逐步理顺，飞轮经济性有望凸显，行业发展有望加速。我们看好飞轮在电力、轨道交通、UPS、航天等领域从0到1的快速发展。

▍飞轮：功率与效率双高的稀有储能品种。

飞轮是一种存储能量的物理载体，利用转子旋转时所具有的动能来存储和释放电能，可广泛应用于电力调节、UPS电源（不间断电源）、轨道交通能量回收、航天器姿态控制等领域。相比于其他的能量存储装置，根据头豹研究院，飞轮具有高效率（95%）、高功率密度（>4000W/kg）、以及惯量特性，这直接提升了飞轮的充放电经济性，提升其应用上限，拓展应用空间。综合来看，飞轮因其独有的特性，将成为稀缺的储能品种。

▍应用：飞天遁地储能应用丰富，千亿市场蓄势待发。

1）电力调频领域，我国新型电力系统风光发电占比持续提升，电网频率不稳定性增强，对机组调频能力提出迫切需求，火储联合机组或独立储能具有灵活性、精确性、快速响应特点，飞轮在一次调频领域将发挥重要作用，我们预测到2030年调频飞轮累计装机量将达85.3GW，对应期间CAGR达160%，对应市场空间1015亿元。

2）轨道交通领域，飞轮装置作为高效动能回收装置，不冲击电网，目前国内北京和青岛地铁、邯长铁路均已实现单站或整线飞轮制动装置运行或规划，我们预测到2030年轨交制动飞轮市场空间达百亿元。

3）航天姿控能够充分发挥飞轮惯量特性，据国际电信联盟，我国2020年9月提交了2阶段7组共12992颗宽带通信卫星轨道和无线频段使用申请，考虑我国航天事业快速发展，我们预计2030年航天用姿控飞轮空间有望达30亿元。

4）UPS飞轮，UPS是数字经济时代的“电力保险柜”，飞轮储能具备响应快，瞬时功率高，清洁环保，寿命长等优势，预计在高端领域获得重要应用，我们预计2030年飞轮UPS市场空间有望达36亿元。综上，我们预测2030年飞轮行业市场空间合计达到1185亿元。

▍变化：技术与政策加速助力，“飞轮效应”将现。

1）技术层面，关键难题持续破局，技术可行性逐步推进。面对转子材料、磁轴承、电机散热、阵列控制等关键技术问题，国内厂商在飞轮大型化和全天候运行方面获得持续突破，试运行准备充分；

2）政策层面，辅助服务尤其一次调频市场模式渐明，飞轮调频盈利空间逐步打开。国家发改委与能源局持续推出鼓励飞轮储能发展和辅助服务市场建设政策，以山西为代表的一次调频市场完善，飞轮初始造价较高，但功率成本相对合理，结合其高效率、长寿命、低维护成本等优势，其经济性将凸显，我们测算运行20年的一次调频飞轮资本金IRR达14.2%，回收期8年，随着未来飞轮逐步降本，经济性将进一步提升。

▍风险因素：

风光新能源装机增速不及预期；飞轮技术商业化推进不及预期；技术路线变化风险；飞轮降本进展不及预期；国内电力市场改革进展及一次调频市场开拓不及预期；行业发生相关重大安全事故风险；行业相关公司IPO及融资进展不及预期。

▍投资策略：

飞轮作为依靠动能存储电能量的载体，可广泛应用于电力短时储能、轨道交通、UPS（不间断电源）、航天姿态控制等领域，目前正逐步由示范项目走向商业化，处在导入期向成长期过渡阶段，有望步入发展快车道，我们预测飞轮行业2030年市场空间超千亿。建议关注飞轮关键零部件厂商及整机厂：1）上游原材料及零部件环节；2）中游飞轮整机制造环节。

来源丨券商研报精选