产品名称： 中石化飞轮储能新能源钻机

项目时间： 2016

项目地点： 中国

项目国家： 中国

所属公司： 中石化

项目简介：

中石化中原石油工程公司与清华大学联合研制的我国首台MW级飞轮储能新型能源石油钻机日前在中原油田卫453井顺利打完进尺完钻。飞轮储能技术来源于国家科技支撑计划，在石油工程领域称为新型能源钻机混合动力系统，是一种新兴的机械能转变为电能存储的绿色环保型储能技术。此次进行投运试验的钻机，是我国首台MW级飞轮储能电源工程石油钻井工程样机，填补了我国钻井行业绿色储能的一项空白。  

主要问题：

该新型钻机解决了柴油机耗能大、冒黑烟、噪音高、机械势能无法回收利用等诸多问题。据测算，钻机月节约柴油40吨左右，节能效果30%以上，减少二氧化碳等排污40%。取得良好的节能减排效果。

解决方案：

飞轮储能电池的概念起源于上世纪70年代早期，最初只是想将其应用在电动汽车上，但限于当时的技术水准，并没有得到发展。直到上世纪90年代由于电路拓扑思想的发展，碳纤维材料的广泛应用，以及全世界范围对污染的重视，这种新型电池又得到了高速发展，并且伴随着磁轴承技术的发展，这种电池显示出更加广阔的应用前景，现正迅速地从实验室走向社会。现在欧美国家已出现实用化产品，而我国在这方面的研究才刚刚起步。

飞轮电池中有一个电机，充电时该电机以电动机形式运转，在外电源的驱动下，电机带动飞轮高速旋转，即用电给飞轮电池“充电”，增加了飞轮的转速从而增大其动能；放电时，电机则以发电机状态运转，在飞轮的带动下对外输出电能，完成机械能（动能）到电能的转换。当飞轮电池发出电的时，飞轮转速逐渐下降，飞轮电池的飞轮是在真空环境下运转的，转速极高（高达20万转/分钟，使用的轴承为非接触式磁轴承。据称，飞轮电池比能呈可达150w·h/kg，比功率达5000-10000w/kg，使用寿命长达25年，可供电动汽车行驶500万公里。美国飞轮系统公司已用最新研制的飞轮池成功地把一辆克莱斯勒lhs轿车改成电动轿车，一次充电可行驶600km，由到96km/h加速时间为6.5秒。

飞轮电池兼顾了化学电池、燃料电池和超导电池等储能装置的诸多优点，主要表现在如下几个方面：

(1)能量密度高：储能密度可达100～200 w·h/kg，功率密度可达5000～l0000 w/kg。

(2)能量转换效率高：工作效率高达90%。

(3)体积小、重量轻：飞轮直径约二十多厘米，总重在十几千克左右。

(4)工作温度范围宽：对环境温度没有严格要求。

(5)使用寿命长：不受重复深度放电影响，能够循环几百万次运行，预期寿命20年以上。

(6)低损耗、低维护：磁悬浮轴承和真空环境使机械损耗可以被忽略，系统维护周期长。

还有它的充电速度可以很快，几分钟到十几分钟即可。

作为一种新兴的储能方式，飞轮电池所拥有传统化学电池无法比拟的优点已被人们广泛认同，它非常符合未来储能技术的发展方向。目前，飞轮电池除了上面介绍的应用领域以外，也正在向小型化、低廉化的方向发展。现在，最可能出现的是手机电池。可以预见，伴随着技术和材料学的进步，飞轮电池将在未来的各行各业中发挥重要的作用。

亮点：

在新能源的的创新。

挑战：

本设备效率是否能够回收成本？需要的维修或者维护成本如何？但石油link觉得这部重要，重要的是创新跨界的思维。

根据报道，每月节省柴油40吨，价值24万元，这对于井队可是一个不小的数字。