一、抽水蓄能是技術(shù)最成熟、經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)、最具大規(guī)模開(kāi)發(fā)條件儲(chǔ)能方式
根據(jù)觀研報(bào)告網(wǎng)發(fā)布的《中國(guó)抽水蓄能行業(yè)現(xiàn)狀深度分析與投資前景預(yù)測(cè)報(bào)告(2024-2031年)》顯示,抽水蓄能是一種儲(chǔ)能技術(shù),即利用水作為儲(chǔ)能介質(zhì),通過(guò)電能與勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化,實(shí)現(xiàn)電能的儲(chǔ)存和管理。利用電力負(fù)荷低谷時(shí)的電能抽水至上水庫(kù),在電力負(fù)荷高峰期再放水至下水庫(kù)發(fā)電??蓪㈦娋W(wǎng)負(fù)荷低時(shí)的多余電能,轉(zhuǎn)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(kù),與同等裝機(jī)容量的常規(guī)水電站相比,抽水蓄能電站水庫(kù)庫(kù)容通常比較小。抽水蓄能電站相當(dāng)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(kù),將多余的電能以勢(shì)能的方式儲(chǔ)存起來(lái);在用電高峰時(shí)段,則放水至下水庫(kù)發(fā)電,將水的勢(shì)能重新轉(zhuǎn)化為電能。
抽水蓄能電站具有調(diào)峰、填谷、調(diào)頻、調(diào)相、儲(chǔ)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(jì)性好等技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì),能夠滿(mǎn)足電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)需求,對(duì)保障電力系統(tǒng)安全、促進(jìn)新能源消納、提升全系統(tǒng)性能具有重要作用。
抽水蓄能相比其他儲(chǔ)能形式,是技術(shù)最成熟、經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)、最具大規(guī)模開(kāi)發(fā)條件的儲(chǔ)能方式,是電力系統(tǒng)綠色低碳清潔靈活調(diào)節(jié)電源。我國(guó)抽水蓄能技術(shù)已發(fā)展了100多年,技術(shù)相對(duì)成熟,我國(guó)抽水蓄能電站建設(shè)和裝備制造已處于國(guó)際先進(jìn)水平。河北豐寧抽水蓄能電站總裝機(jī)為360萬(wàn)千瓦,是世界在建裝機(jī)容量最大的抽水蓄能電站;我國(guó)抽水蓄能最大單機(jī)容量已達(dá)40萬(wàn)千瓦,并實(shí)現(xiàn)了自主研發(fā)750米水頭段的抽水蓄能轉(zhuǎn)輪技術(shù)。
典型儲(chǔ)能電站主要技術(shù)情況
儲(chǔ)能類(lèi)型 | 額定裝機(jī)容量 | 持續(xù)響應(yīng)時(shí)間 | 轉(zhuǎn)換效率 | 響應(yīng)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(jí)-分鐘級(jí) |
壓縮空氣蓄能 | 1kW-5萬(wàn)kW | 5-10h | 50%-70% | 秒級(jí)-分鐘級(jí) |
電化學(xué)蓄能 | 1kW-10萬(wàn)kW | 1min-5h | 70%-90% | 毫秒-秒級(jí) |
飛輪蓄能 | 1kW-0.5萬(wàn)kW | 10s-15min | 60%-70% | 毫秒級(jí) |
超導(dǎo)蓄能 | 1kW-0.5萬(wàn)kW | 1s-15min | 70%-80% | 亳秒級(jí) |
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目前我國(guó)抽蓄電站的經(jīng)營(yíng)模式有獨(dú)立經(jīng)營(yíng)、租賃經(jīng)營(yíng)以及電網(wǎng)統(tǒng)一經(jīng)營(yíng)三種模式。其中電網(wǎng)統(tǒng)一經(jīng)營(yíng)模式是抽蓄電站最傳統(tǒng)的一種經(jīng)營(yíng)模式。
抽水蓄能電站的運(yùn)營(yíng)模式
運(yùn)營(yíng)模式 | 運(yùn)營(yíng)特征 | 典型代表 |
獨(dú)立經(jīng)營(yíng) | 抽蓄電站業(yè)主具有經(jīng)營(yíng)權(quán)和所有權(quán) | 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(quán) | 廣州抽水蓄能電站 |
電網(wǎng)統(tǒng)一經(jīng)營(yíng) | 電網(wǎng)企業(yè)具有經(jīng)營(yíng)權(quán)和所有權(quán) | 湖北白蓮河抽蓄電站、北京十三陵抽蓄電站 |
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運(yùn)營(yíng)模式方面,在以新能源為主體的電力系統(tǒng)形態(tài)下,抽水蓄能除了獨(dú)立運(yùn)行外,還有較多的聯(lián)合運(yùn)行的應(yīng)用場(chǎng)景,可以最大程度發(fā)揮源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化優(yōu)化運(yùn)行作用。典型的應(yīng)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(yùn)營(yíng)模式,三是混合式抽水蓄能模式。
二、行業(yè)正處重要戰(zhàn)略機(jī)遇期,項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模超316.735GW
抽水蓄能作為電力系統(tǒng)重要的清潔低碳靈活調(diào)節(jié)電源和新能源基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的重要組成,對(duì)保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行、響應(yīng)電網(wǎng)靈活調(diào)節(jié)需求、支撐新能源大規(guī)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(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的迫切要求,是保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要支撐,是可再生能源大規(guī)模發(fā)展的重要保障。根據(jù)國(guó)家能源局發(fā)布的《抽水蓄能中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》中指出,到2025年,抽水蓄能投產(chǎn)總規(guī)模達(dá)到6200萬(wàn)千瓦以上;到2030年,抽水蓄能投產(chǎn)總規(guī)模,達(dá)到1.2億千瓦左右。
當(dāng)前在新能源高質(zhì)量發(fā)展形勢(shì)下,作為儲(chǔ)能領(lǐng)域的主力軍,抽水蓄能得益于在經(jīng)濟(jì)性、安全性和環(huán)境效應(yīng)等方面的綜合優(yōu)勢(shì)明顯,正處于重要戰(zhàn)略機(jī)遇期。2023年有239個(gè)抽水蓄能電站項(xiàng)目更新了動(dòng)態(tài),規(guī)模超316.735GW,總投資超萬(wàn)億元。其中包含預(yù)可行性研究報(bào)告審查、簽約、開(kāi)工等動(dòng)態(tài),項(xiàng)目規(guī)模普遍在1200MW-2400MW。從項(xiàng)目所在地區(qū)來(lái)看,239個(gè)項(xiàng)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(xiàng)目規(guī)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(shè)規(guī)模
省市 | 建設(shè)規(guī)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(nèi)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(jì)占比超80%。數(shù)據(jù)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(jì)占比達(dá)到88%。
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三、行業(yè)平穩(wěn)有序發(fā)展,到2024年底裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到5700萬(wàn)千瓦
我國(guó)抽水蓄能發(fā)展始于20世紀(jì)60年代,雖較英國(guó)、美國(guó)、日本等國(guó)家起步晚,但發(fā)展迅速,目前已投運(yùn)以及核準(zhǔn)在建規(guī)模連續(xù)多年位居世界首位。近年我國(guó)抽水蓄能行業(yè)平穩(wěn)有序發(fā)展,裝機(jī)規(guī)模保持穩(wěn)步增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),在建項(xiàng)目有序建設(shè)實(shí)施,工程建設(shè)技術(shù)、裝備制造技術(shù)、數(shù)字化智能化應(yīng)用水平等實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新提升;電站調(diào)度運(yùn)行更加靈活,在能源電力保供、綠色轉(zhuǎn)型方面的價(jià)值愈發(fā)顯著。
數(shù)據(jù)顯示,2023年我國(guó)已納入規(guī)劃和儲(chǔ)備的抽水蓄能站點(diǎn)資源總量約8.23億千瓦,新核準(zhǔn)抽水蓄能電站49座,核準(zhǔn)規(guī)模6342.5萬(wàn)千瓦;新投產(chǎn)裝機(jī)容量515萬(wàn)千瓦,在運(yùn)總裝機(jī)容量達(dá)5094萬(wàn)千瓦;核準(zhǔn)在建1.79億千瓦,已建在建規(guī)模共計(jì)近2.3億千瓦。截至2024年6月底,我國(guó)抽水蓄能累計(jì)裝機(jī)容量已達(dá)5439萬(wàn)千瓦。預(yù)計(jì)2024年全年投產(chǎn)規(guī)模在600萬(wàn)千瓦左右,到年底總裝機(jī)規(guī)模達(dá)到5700萬(wàn)千瓦。
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