中國儲能網訊：上海航天控制技術研究所（軍工代號“八〇三所”）是中國航天科技集團公司第八研究院所屬的航天控制技術專業(yè)研究所，是我國唯一的一家跨彈、箭、星、船、器等多個航天技術領域，控制系統(tǒng)工程和光機電產品工程并舉的綜合性航天專業(yè)技術研究所，國防科研事業(yè)單位，位于上海閔行航天城。
八〇三所主要承擔戰(zhàn)術武器、運載火箭、空間飛行器的制導、導航與控制系統(tǒng)和核心單機，以及載人航天與探月工程配套單機的研制、生產和試驗任務。依托系統(tǒng)研發(fā)與單機研制的綜合優(yōu)勢，八〇三所的飛行控制技術、光電探測技術、慣性技術和伺服控制技術均達到國內先進水平。作為上海市慣性技術學會和上海市紅外與遙感學會的理事長單位，八〇三所承擔著上海市空間智能控制技術重點實驗室、中國航天科技集團公司紅外探測技術研發(fā)中心等省部級創(chuàng)新平臺的建設工作。
八〇三所始終堅持“軍民融合、寓軍于民”的發(fā)展模式，以仿真轉臺、仿真測控設備、汽車位置傳感器、導電塑料電位器、稅控和金融服務等為主營業(yè)務的航天技術應用產業(yè)蓬勃發(fā)展，并逐步形成產業(yè)優(yōu)勢。經過50多年的發(fā)展，形成了以飛行控制系統(tǒng)技術為核心，光電探測與制導、慣性測量與導航、伺服驅動與控制多專業(yè)協(xié)同發(fā)展的專業(yè)技術體系，具備了智能傳感器、智能裝備及智能無人系統(tǒng)三大軍民融合產業(yè)領域孵化的技術基礎，現擁有1個全資子公司和1個參股民品公司，獲得了顯著的經濟效益和良好的市場聲譽。
八〇三所現有員工2200余名，是航天八院最大的研究所，已建成一支以國家級、省部級專家和特級技師為首的高層次、多專業(yè)的航天人才隊伍。秉持“志在空間、威震長空”文化理念和建設“最具綜合優(yōu)勢的航天控制系統(tǒng)研究所和產業(yè)集團”的企業(yè)愿景，八〇三所先后榮獲國家科學技術進步獎、國家技術發(fā)明獎、全國企業(yè)管理現代化創(chuàng)新成果獎等獎項，榮獲上海市高新技術企業(yè)、上海市“五一”勞動獎狀、上海市和集團公司文明單位等榮譽。
11月18日上午，由中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應用分會與中國儲能網聯(lián)合組織的“第五期中國儲能產業(yè)巡回走訪調研團”走進上海航天控制技術研究所（以下簡稱“航天803所”）。航天803所楊海容副所長、飛輪儲能項目負責人鄭建勇部長等主要人員接待了調研團一行。
一、打通飛輪儲能產業(yè)孵化的最后“一公里“
據楊海容介紹，航天803所是衛(wèi)星控制分系統(tǒng)抓總單位和GNC系統(tǒng)與單機配套的專業(yè)研究所，在空間執(zhí)行機構（飛輪）和衛(wèi)星控制系統(tǒng)部件研制方面具有豐富的工程經驗。從上世紀九十年代起，航天803所就開始了飛輪的研制生產工作，從原先衛(wèi)星應用飛輪產品的進口，已轉為目前飛輪產品的完全國產化替代，并廣泛成功應用于各類衛(wèi)星型號的研制中，所有在軌飛行產品安全可靠。同時，在充分繼承機械支承飛輪產品的基礎上，“十五”期間，航天803所就開始了磁懸浮軸承技術的攻關，先后完成了多型磁懸浮飛輪、磁懸浮風力發(fā)電機以及磁懸浮控制力矩陀螺等產品的研制。經過幾十年的技術積累，在飛輪磁懸浮軸承設計與研制、控制器配套、高速電機設計及其驅動控制技術、真空密封等方面積累了豐富的工程研制經驗。
時值國家大力推行與倡導軍民融合國家戰(zhàn)略，作為一個傳統(tǒng)的軍工研究所，如何把航天軍用技術向民用領域轉化一直是我們在思考的問題；楊海容如是說，從2015年開始，航天803所就圍繞核心專業(yè)技術的發(fā)展，歸核聚焦一些可以孵化的軍民兩用的產品，其中飛輪儲能就是一個航天軍用技術向新能源領域轉化的典型成果。
鄭建勇博士指出飛輪儲能系統(tǒng)是一種新型綠色環(huán)保型的技術，在應急電源保障、可再生能源接入、電網調峰/調頻、配電側/用戶側分布式儲能、城市交通電動化（軌道交通及電動汽車）等領域具有良好的應用前景。飛輪儲能單體容量大、狀態(tài)可全監(jiān)控，因其壽命長、免維護、能量密度高、無任何廢棄燃料、允許短時間大電流充放電、充放電循環(huán)次數接近無限以及工作溫度范圍寬等一系列優(yōu)點，被認為是未來最具競爭力的儲能技術之一。特別是隨著高強度復合材料、大功率高速電力電子和主動磁軸承等技術的不斷發(fā)展，基于真空磁懸浮技術的大功率儲能飛輪因其無摩擦、長壽命、損耗低、免維護等優(yōu)點將成為新能源發(fā)展的必然趨勢。
“十二五”以來，航天803所陸續(xù)開展了軍民兩用混合型磁軸承技術、0.32kWh磁懸浮儲能飛輪技術等課題的研究，對磁懸浮飛輪儲能系統(tǒng)進行了大量研究和試驗驗證，已掌握了核心關鍵技術。鄭建勇博士指出，目前在航天803所軍民融合專項的支持下，項目組立足于“產學研”合作，正在開展MW級大功率磁浮飛輪儲能系統(tǒng)技術的研究工作，工程繼承性好，研制周期和成本受控，總體技術風險有限。在科研生產條件保障方面，經過幾十年的積累，航天803所具有大功率、高可靠空間執(zhí)行機構研制過程中必需的各類生產、標定、測試與試驗設備；同時，航天803所是中國航天科技集團公司定點的環(huán)境試驗中心，擁有各種先進的環(huán)境試驗設備，從而為MW級大功率磁浮飛輪儲能系統(tǒng)的研究提供了所必需的生產與試驗條件。
楊海容指出，黨的十八大提出要“堅持走中國特色軍民融合式發(fā)展路子，堅持富國和強軍統(tǒng)一”，將軍民融合作為“落一子而全盤活”的重要舉措重點推進。目前，航天八院正在積極籌建上海（航天）軍民融合創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)中心（簡稱八院“雙創(chuàng)中心”），中心將秉承開發(fā)、融合發(fā)展的理念，依托上海航天，以創(chuàng)新驅動為核心，以產融結合為紐帶，打造上海市軍民融合創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺，成為上海市國家級軍民融合創(chuàng)新示范區(qū)、上海市南部科創(chuàng)中心核心區(qū)以及上海市國家科技成果轉移轉化基地。航天803所將率先將飛輪儲能項目組入駐“雙創(chuàng)中心”，充分利用體制外的機制優(yōu)勢，堅持軍民融合，大膽引進風險投資，進行項目公司化運作，將核心技術和生產能力通過社會化大協(xié)作方式進行放大，快速實現技術轉化和經濟效益。
二、逐步聚焦飛輪儲能產業(yè)應用領域
近期，我國儲能市場表現的令人振奮，現在頻出的國家電改政策從根本上對儲能地點的電力運營環(huán)境及規(guī)則進行了修正，有效地改變了儲能的獲益途徑，進一步推動了我國儲能市場的商業(yè)化進程。
目前，國內開展儲能項目的廠商主要集中于鋰離子電池、鉛蓄電池和液流電池等方面。截至2017年底，我國儲能項目裝機規(guī)劃排名前十位的廠商中，鋰離子電池廠商數量最多（6家），鉛蓄電池廠商和液流電池廠商各2家。在接下來的10年中，鋰離子電池將成為主流的電池儲能方向。質量輕、空間緊湊、貯存容量大是鋰離子電池被廣泛運用的主要原因。此外，與鉛酸電池和鈉硫電池相比，鋰離子電池能夠運用無水電解質。采用無水電解質能夠讓電池變得更薄、體積更小、能量密度更高。
無論是鋰電，還是鉛酸或鈉硫電池，從儲能形式來看，化學儲能在未來仍舊將主流。但從環(huán)保方面看，作為物理儲能的飛輪儲能技術也將得到長足的發(fā)展。磁浮飛輪儲能系統(tǒng)的快速發(fā)展與應用表明當今社會對發(fā)展高效清潔儲能技術的迫切需求；依托主動磁懸浮支承技術、高強度纖維材料和電力電子技術的發(fā)展，研制高效、高可靠、長壽命的飛輪儲能系統(tǒng)，將在車輛智能能量回收、智能電網、不間斷電源及空間電源等領域具有廣闊的應用空間和巨大的經濟效益。
目前，國內多家公司和科研院所依托產學研合作開發(fā)了多套小型飛輪儲能系統(tǒng)，盾石磁能、北京奇峰、英利等公司相繼推出了KW級的飛輪儲能產品，清華大學正在開發(fā)MW級的飛輪儲能系統(tǒng)?？傮w而言，國內在磁懸浮飛輪儲能系統(tǒng)技術方面尚處于起步階段，研究單位眾多、競爭格局過于混亂，規(guī)模優(yōu)勢和品牌效應尚未形成，政策導向影響較大，對新興企業(yè)的發(fā)展即有挑戰(zhàn)，也是機遇。
圍繞航天飛輪技術的民用領域轉化，鄭建勇博士指出，我們始終是將飛輪儲能的應用定位為傳統(tǒng)儲能行業(yè)的有益補充，目前瞄準了三個行業(yè)領域：一是高品質UPS電源，放電時間可以在15秒之內完成，主要用于數據中心、醫(yī)院、通信基站等高端市場。二是制動能量回收系統(tǒng)，放電時間在5分鐘左右，主要是軌道交通和港口的吊裝。第三個是智能電網（含風電、太陽能發(fā)電等可再生能源并網）的調頻調幅。航天803所已研制成功了300KW磁懸浮飛輪儲能系統(tǒng)，今年10月完成了帶“負載”的跑合聯(lián)調試驗，2019年將進行客戶端的示范應用推廣。和國外的產品進行對比，如AP公司和VYCON公司，我們所的產品有三個特點：產品性能包絡達到或優(yōu)于國外同類產品、在價格方面具有明顯優(yōu)勢、產品重量和功耗偏低；更重要的是，可完成國內目前進口飛輪儲能產品的國產化替代，自主知識產權完全可控。
飛輪儲能技術50年前就已有人提出，但是仍舊沒有得到廣泛的應用，原因在于存在著難以大范圍推廣的技術壁壘?；谠诤教祛I域的飛輪技術基礎，航天803所已逐個突破和掌握了大功率高轉速動發(fā)一體機、大功率雙向變流器及混合磁軸承相位補償等關鍵技術。鄭建勇博士如是說，目前，借助于上海市南部科創(chuàng)中心和上海航天“雙創(chuàng)中心”的建設契機，2019年有望成立具有獨立法人的飛輪儲能項目型公司，進而開展社會化大生產、大協(xié)作模式，將會加速推進飛輪儲能產業(yè)化的進程，我們也將以開放的心態(tài)，愿意與各界人士、各類團體/公司/機構開展廣泛的合作，共同促進中國儲能產業(yè)的發(fā)展，共圓軍民融合大發(fā)展之夢。
三、亟待整合資源、抱團取暖。
2016年，國家發(fā)改委、國家能源局相繼印發(fā)《能源技術革命創(chuàng)新行動計劃（2016-2030年）》和《關于推進“互聯(lián)網+”智慧能源發(fā)展指導意見》，將“先進儲能技術創(chuàng)新”作為未來一個時期我國能源技術革命的重點任務之一。2016年，國家工信部對外下發(fā)了《中國制造2025——能源裝備實施方案》。儲能裝備作為15個領域的能源裝備之一，實施方案中明確提出研制 1MW/1000MJ 飛輪儲能工業(yè)示范單機、陣列機組，開發(fā)基于軸向磁通永磁電機的新型飛輪儲能系統(tǒng)，逐步建設飛輪儲能系統(tǒng)在新能源的應用示范及產業(yè)推廣。
鄭建勇博士指出，種種跡象表明目前中國儲能行業(yè)已然“春風乍起”，飛輪儲能廣泛應用的“春天正在到來”，但是我們也必須關注到飛輪儲能行業(yè)的發(fā)展還面臨著一些問題，比如各個領域應用的國家標準、行業(yè)標準依舊欠缺，也需要整合業(yè)內的相關資源抱團取暖、共同發(fā)力。在航天軍用衛(wèi)星飛輪應用領域，我們有嚴格的國軍標要求和武器裝備質量體系，以及產品保證大綱和生產工藝流程標準等一系列可以保證飛輪產品質量及高可靠性的標準體系。但是，對于飛輪儲能的民用領域，已有的航天軍工標準不適合推廣應用，主要是受到成本控制、質量要求及性價比等諸多因素的影響。舉個簡單的例子，飛輪儲能的高能量轉化效率已得到廣泛的認可，我們沿襲了航天飛輪在太空中用于航天器姿態(tài)控制的應用場景，考慮到地面非真空環(huán)境以及各類功率損耗的影響，提出了穩(wěn)態(tài)功耗能量轉化效率可達到98%，目前在實驗室也得到了驗證。對此能量效率的提法，國內有些學者也提出過質疑，從飛輪降速發(fā)電釋能與升速儲能及能量損耗等幾個方面考慮，飛輪能量效率最高可達94%。鄭建勇博士認為飛輪儲能具有高能量效率是毋庸置疑的，但作為產品而言，更重要的是滿足客戶實際需求為前提。目前，化學儲能得到了各個領域的廣泛應用，得益于行業(yè)標準的統(tǒng)一和國家產業(yè)性發(fā)展政策的引導；在物理儲能尤其是飛輪儲能領域，這些工作還需要進一步完善，也亟需得到解決。
劉勇表示，協(xié)會將充分發(fā)揮行業(yè)渠道資源優(yōu)勢，積極組織航天803所飛輪儲能技術與業(yè)界各企業(yè)進行對接洽談，期待著擦出合作的火花，共同促進我國儲能產業(yè)的發(fā)展，另一方面也將積極謀劃組織國內相關單位共同啟動飛輪儲能的行業(yè)標準的設計工作。
與會專家認為，飛輪儲能具有很好的應用前景，也具備獨特的優(yōu)勢，目前在國內不能僅限于飛輪儲能產業(yè)的起步階段，要做好長遠的產業(yè)發(fā)展規(guī)劃，要結合具體儲能應用場景，與各類傳統(tǒng)化學儲能方式進行組合使用，快速在各行業(yè)推廣應用。
參加本期調研的專家有中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應用協(xié)會秘書長劉勇，中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應用協(xié)會副秘書長、中國科學院電工研究所儲能課題組組長、教授、研究員陳永翀，廣州智光儲能科技有限公司技術副總經理吳志鵬，廣州德聚電源科技有限公司總經理楊強，河北電立方新能源科技有限公司副總經理孟印山，上海特領安全科技有限公司副總經理周建華，煙臺創(chuàng)為新能源科技有限公司經理楊濟偉，中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應用分會產業(yè)政策研究中心實習研究員劉亞斐，中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應用分會組織聯(lián)絡部鐘波。
本期調研獲得上海派能能源科技股份有限公司、蜂巢能源科技有限公司、河北電立方新能源科技有限公司等單位大力支持。
