一、抽水蓄能是技術(shù)最成熟、經(jīng)濟性最優(yōu)、最具大規模開(kāi)發(fā)條件儲能方式
根據觀(guān)研報告網(wǎng)發(fā)布的《中國抽水蓄能行業(yè)現狀深度分析與投資前景預測報告(2024-2031年)》顯示,抽水蓄能是一種儲能技術(shù),即利用水作為儲能介質(zhì),通過(guò)電能與勢能相互轉化,實(shí)現電能的儲存和管理。利用電力負荷低谷時(shí)的電能抽水至上水庫,在電力負荷高峰期再放水至下水庫發(fā)電??蓪㈦娋W(wǎng)負荷低時(shí)的多余電能,轉變?yōu)殡娋W(wǎng)高峰時(shí)期的高價(jià)值電能。
抽水蓄能電站建有上、下兩個(gè)水庫,與同等裝機容量的常規水電站相比,抽水蓄能電站水庫庫容通常比較小。抽水蓄能電站相當于一個(gè)巨型“充電寶”,在用電低谷時(shí)段,抽水蓄能電站用富余的電能抽水至上水庫,將多余的電能以勢能的方式儲存起來(lái);在用電高峰時(shí)段,則放水至下水庫發(fā)電,將水的勢能重新轉化為電能。
抽水蓄能電站具有調峰、填谷、調頻、調相、儲能、事故備用、黑啟動(dòng)新能源消納等功能,具有容量大、工況多、速度快、可靠性高、經(jīng)濟性好等技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)勢,能夠滿(mǎn)足電力系統調節需求,對保障電力系統安全、促進(jìn)新能源消納、提升全系統性能具有重要作用。
抽水蓄能相比其他儲能形式,是技術(shù)最成熟、經(jīng)濟性最優(yōu)、最具大規模開(kāi)發(fā)條件的儲能方式,是電力系統綠色低碳清潔靈活調節電源。我國抽水蓄能技術(shù)已發(fā)展了100多年,技術(shù)相對成熟,我國抽水蓄能電站建設和裝備制造已處于國際先進(jìn)水平。河北豐寧抽水蓄能電站總裝機為360萬(wàn)千瓦,是世界在建裝機容量最大的抽水蓄能電站;我國抽水蓄能最大單機容量已達40萬(wàn)千瓦,并實(shí)現了自主研發(fā)750米水頭段的抽水蓄能轉輪技術(shù)。
典型儲能電站主要技術(shù)情況
儲能類(lèi)型 | 額定裝機容量 | 持續響應時(shí)間 | 轉換效率 | 響應速度 |
抽水蓄能 | 60萬(wàn)-360萬(wàn)kW | 單純抽蓄4-7h | 單純抽蓄75%-80% | 秒級-分鐘級 |
壓縮空氣蓄能 | 1kW-5萬(wàn)kW | 5-10h | 50%-70% | 秒級-分鐘級 |
電化學(xué)蓄能 | 1kW-10萬(wàn)kW | 1min-5h | 70%-90% | 毫秒-秒級 |
飛輪蓄能 | 1kW-0.5萬(wàn)kW | 10s-15min | 60%-70% | 毫秒級 |
超導蓄能 | 1kW-0.5萬(wàn)kW | 1s-15min | 70%-80% | 亳秒級 |
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目前我國抽蓄電站的經(jīng)營(yíng)模式有獨立經(jīng)營(yíng)、租賃經(jīng)營(yíng)以及電網(wǎng)統一經(jīng)營(yíng)三種模式。其中電網(wǎng)統一經(jīng)營(yíng)模式是抽蓄電站最傳統的一種經(jīng)營(yíng)模式。
抽水蓄能電站的運營(yíng)模式
運營(yíng)模式 | 運營(yíng)特征 | 典型代表 |
獨立經(jīng)營(yíng) | 抽蓄電站業(yè)主具有經(jīng)營(yíng)權和所有權 | 浙江天荒坪抽蓄電站和溪口抽蓄電站、福建周寧抽蓄電站 |
租賃經(jīng)營(yíng) | 抽蓄電站業(yè)主具有所有權 | 廣州抽水蓄能電站 |
電網(wǎng)統一經(jīng)營(yíng) | 電網(wǎng)企業(yè)具有經(jīng)營(yíng)權和所有權 | 湖北白蓮河抽蓄電站、北京十三陵抽蓄電站 |
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運營(yíng)模式方面,在以新能源為主體的電力系統形態(tài)下,抽水蓄能除了獨立運行外,還有較多的聯(lián)合運行的應用場(chǎng)景,可以最大程度發(fā)揮源網(wǎng)荷儲一體化優(yōu)化運行作用。典型的應用場(chǎng)景有以下幾類(lèi):一是“新能源+抽蓄”一體化模式,二是“新能源+抽蓄”聯(lián)合運營(yíng)模式,三是混合式抽水蓄能模式。
二、行業(yè)正處重要戰略機遇期,項目建設規模超316.735GW
抽水蓄能作為電力系統重要的清潔低碳靈活調節電源和新能源基礎設施網(wǎng)絡(luò )的重要組成,對保障電力系統安全穩定運行、響應電網(wǎng)靈活調節需求、支撐新能源大規模高質(zhì)量發(fā)展等方面發(fā)揮了重要作用。因此加快發(fā)展抽水蓄能是構建以新能源為主體的新型電力系統的迫切要求,是保障電力系統安全穩定運行的重要支撐,是可再生能源大規模發(fā)展的重要保障。根據國家能源局發(fā)布的《抽水蓄能中長(cháng)期發(fā)展規劃(2021-2035年)》中指出,到2025年,抽水蓄能投產(chǎn)總規模達到6200萬(wàn)千瓦以上;到2030年,抽水蓄能投產(chǎn)總規模,達到1.2億千瓦左右。
當前在新能源高質(zhì)量發(fā)展形勢下,作為儲能領(lǐng)域的主力軍,抽水蓄能得益于在經(jīng)濟性、安全性和環(huán)境效應等方面的綜合優(yōu)勢明顯,正處于重要戰略機遇期。2023年有239個(gè)抽水蓄能電站項目更新了動(dòng)態(tài),規模超316.735GW,總投資超萬(wàn)億元。其中包含預可行性研究報告審查、簽約、開(kāi)工等動(dòng)態(tài),項目規模普遍在1200MW-2400MW。從項目所在地區來(lái)看,239個(gè)項目分布于云南、重慶、黑龍江、吉林等26省市。其中,在已明確的項目規模中,廣東以26.3GW排名第一,湖南以21.6GW排名第二。
2023年各省抽水蓄能建設規模
省市 | 建設規模(MW) |
廣東 | 26200 |
湖南 | 21600 |
浙江 | 21495 |
四川 | 18890 |
甘肅 | 18350 |
廣西 | 17200 |
新疆 | 16200 |
湖北 | 15200 |
貴州 | 13850 |
陜西 | 13820 |
云南 | 13300 |
黑龍江 | 13200 |
河北 | 12600 |
吉林 | 11600 |
福建 | 11050 |
河南 | 10900 |
遼寧 | 10500 |
山西 | 7700 |
內蒙古 | 7500 |
江西 | 7200 |
安徽 | 6200 |
江蘇 | 6000 |
青海 | 5800 |
重慶 | 5000 |
山東 | 2980 |
海南 | 2400 |
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從主要投資企業(yè)來(lái)看,仍以電網(wǎng)企業(yè)、能源央企為主,合計占比超80%。數據顯示,在2023年抽水蓄能電站投資市場(chǎng)中,電網(wǎng)企業(yè)占比53%,能源央企占比32%,兩者合計占比達到88%。
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三、行業(yè)平穩有序發(fā)展,到2024年底裝機規模將達到5700萬(wàn)千瓦
我國抽水蓄能發(fā)展始于20世紀60年代,雖較英國、美國、日本等國家起步晚,但發(fā)展迅速,目前已投運以及核準在建規模連續多年位居世界首位。近年我國抽水蓄能行業(yè)平穩有序發(fā)展,裝機規模保持穩步增長(cháng)態(tài)勢,在建項目有序建設實(shí)施,工程建設技術(shù)、裝備制造技術(shù)、數字化智能化應用水平等實(shí)現創(chuàng )新提升;電站調度運行更加靈活,在能源電力保供、綠色轉型方面的價(jià)值愈發(fā)顯著(zhù)。
數據顯示,2023年我國已納入規劃和儲備的抽水蓄能站點(diǎn)資源總量約8.23億千瓦,新核準抽水蓄能電站49座,核準規模6342.5萬(wàn)千瓦;新投產(chǎn)裝機容量515萬(wàn)千瓦,在運總裝機容量達5094萬(wàn)千瓦;核準在建1.79億千瓦,已建在建規模共計近2.3億千瓦。截至2024年6月底,我國抽水蓄能累計裝機容量已達5439萬(wàn)千瓦。預計2024年全年投產(chǎn)規模在600萬(wàn)千瓦左右,到年底總裝機規模達到5700萬(wàn)千瓦。
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