中國儲能網(wǎng)訊：100多年來，抽水蓄能發(fā)電設(shè)施作為一種長時儲能技術(shù)一直為當(dāng)?shù)赜脩籼峁┏渥愕碾娏?。抽水蓄能的工作原理相?dāng)簡單，也很巧妙：當(dāng)電力需求達(dá)到峰值時，上游水庫將水釋放到下游水庫，水在這一過程中沖擊渦輪機(jī)轉(zhuǎn)動發(fā)電。然后，在電力價格較代的非峰值期間（例如夜間），或者在可再生能源發(fā)電設(shè)施（例如太陽能）電力充足時來通過水泵抽將下游水庫的水抽回上游水庫中。
不同來源的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)略有不同，但據(jù)調(diào)查全球目前至少有裝機(jī)容量為100GW的抽水蓄能設(shè)施正在運(yùn)行。而根據(jù)國際水電協(xié)會(IHA)的調(diào)查，這些發(fā)電設(shè)施總共可以儲存約9,000GWh電力。雖然鋰離子儲能系統(tǒng)在各國儲能市場占據(jù)主導(dǎo)地位，但抽水蓄能的儲能容量仍占全球總儲能容量的90%以上，其中許多抽水蓄能發(fā)電設(shè)施一次可以提供數(shù)小時的低排放電力。
雖然抽水蓄能發(fā)電設(shè)施的邊際成本相對較低，但新的抽水蓄能發(fā)電設(shè)施的開發(fā)和建設(shè)受到各種因素的極大限制，這些因素包括對大量土地的需求，以及具有開發(fā)上下游水庫的適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)，或開發(fā)土地來增強(qiáng)這些水體的能力。
Genex公司正在澳大利亞開發(fā)建設(shè)的Kidston抽水蓄能電站，也是該國自從1984年以來第一座新建的抽水蓄能發(fā)電設(shè)施
然而，隨著電力系統(tǒng)脫碳和可再生能源發(fā)電的需求日益增長，能源開發(fā)商正在尋找機(jī)會建設(shè)新的抽水蓄能設(shè)施。以下是行業(yè)媒體關(guān)注的全球各地最近部署或計(jì)劃部署幾個項(xiàng)目——這些項(xiàng)目從處于早期開發(fā)階段到接近準(zhǔn)備就緒狀態(tài)。
1.烏茲別克斯坦正在建設(shè)的抽水蓄能項(xiàng)目
在過去一年中，中亞國家烏茲別克斯坦已經(jīng)成為太陽能發(fā)電設(shè)施發(fā)展的溫床。政府招標(biāo)和電力采購協(xié)議(PPA)促進(jìn)了獨(dú)立電力生產(chǎn)商(IPP)Total Eren公司和開發(fā)商Masdar公司開發(fā)大規(guī)?？稍偕茉错?xiàng)目，Masdar公司在烏茲別克斯坦建設(shè)的第一座風(fēng)力發(fā)電廠于今年4月破土動工。
烏茲別克斯坦的國有水電生產(chǎn)商和項(xiàng)目開發(fā)商JSC Uzbekhydroenergo(UGE)公司目前正在考慮在該國塔什干地區(qū)建設(shè)一個裝機(jī)容量為200W的抽水蓄能項(xiàng)目。UGE公司于今年4月與法國公用事業(yè)巨頭和電力項(xiàng)目開發(fā)商EDF公司就建設(shè)該項(xiàng)目開展合作，并審議了在水庫上開發(fā)浮動式太陽能發(fā)電設(shè)施的計(jì)劃。
關(guān)于建設(shè)烏茲別克斯坦第一座抽水蓄能電站的討論仍處于早期階段，雙方在簽署正式的諒解備忘錄(MoU)之前達(dá)成了初步協(xié)議，而UGE公司總裁Sanginov Abdugani表示，會議上的對話具有建設(shè)性。
Abdugani說?！盀跗潉e克斯坦的水力發(fā)電潛力正在增長，我們希望與國際一流的合作伙伴進(jìn)行合作，他們可以幫助我們優(yōu)化利用烏茲別克斯坦的自然資源，提高能源效率，并增加可再生能源在我國能源結(jié)構(gòu)中的份額?！?
2.阿聯(lián)酋正在建設(shè)的抽水蓄能項(xiàng)目
阿拉伯聯(lián)合酋長國(UAE)正在哈吉爾山脈建設(shè)阿拉伯海灣地區(qū)的第一座抽水蓄能電站，其裝機(jī)容量為250MW，由迪拜電力和水務(wù)局(DEWA)開發(fā)。迪拜電力和水務(wù)局(DEWA)一直是在采用可再生能源方面更積極主動的海灣國家電力公司之一，迪拜的目標(biāo)是到2050年在其電力結(jié)構(gòu)中采用75%清潔能源的電力。
該項(xiàng)目正在距離迪拜市約140公里的哈達(dá)大壩上建造，將蓄積約8.8億加侖的水，上游水庫和下游水庫的落差約為300米。迪拜電力和水務(wù)局(DEWA)將利用目前正在建設(shè)的裝機(jī)容量為1GW的Mohammed Bin Rashid Al Maktoum太陽能發(fā)電園區(qū)產(chǎn)生的電力將水泵送到上游水庫。
預(yù)計(jì)這個抽水蓄能項(xiàng)目將于2024年初開通運(yùn)營，技術(shù)開發(fā)商日立ABB電網(wǎng)公司在5月下旬表示，該公司正在向建造這個抽水蓄能設(shè)施的專業(yè)水電建設(shè)商ANDRITZ Hydro,公司提供電網(wǎng)連接設(shè)備和系統(tǒng)。日立ABB公司將提供基于電源轉(zhuǎn)換器的交流勵磁系統(tǒng)技術(shù)。
抽水蓄能設(shè)施可以使用可反轉(zhuǎn)的渦輪機(jī)作為電機(jī)，將水泵回上部水庫，日立ABB公司的系統(tǒng)使其水泵能夠以可變速度運(yùn)行，以最大限度地提高效率。
3.美國加州正在開發(fā)的抽水蓄能項(xiàng)目
美國加利福尼亞州正在建設(shè)一個裝機(jī)容量為1.3GW抽水蓄能設(shè)施。該項(xiàng)目的開發(fā)商表示，抽水蓄能設(shè)施可以提供實(shí)現(xiàn)加州的可再生能源目標(biāo)所需的儲能系統(tǒng)的重要份額，并有助于確保像2020年8月那樣的停電事件不會重演。該項(xiàng)目將把一個廢棄的鐵礦改造成水庫，其持續(xù)放電時間將長達(dá)18個小時。
Eagle Crest Energy公司是這個計(jì)劃在Riverside縣修建Eagle Mountain抽水蓄能發(fā)電設(shè)施的開發(fā)商，今年5月向加州公用事業(yè)委員會（CPUC）監(jiān)管局提交了建設(shè)計(jì)劃。該公司認(rèn)為，雖然加州已經(jīng)認(rèn)識到需要部署持續(xù)放電時間更長的長時儲能系統(tǒng)，才能將更多的風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電整合到電網(wǎng)中，但加州制定考慮電池儲能系統(tǒng)的監(jiān)管程序?qū)炎约罕迫虢^境。
這是因?yàn)橄馝agle Mountain抽水蓄能發(fā)電設(shè)施這樣需要更長建設(shè)時間的大型基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目似乎不是加州采購過程考慮的一部分，而加州以“中期可靠性”為目標(biāo)，即在1到5年的時間范圍內(nèi)可以開通運(yùn)營。Eagle Mountain抽水蓄能項(xiàng)目自從2007年開始規(guī)劃，并于2008年獲得美國聯(lián)邦政府的批準(zhǔn)，然后在2014年獲得美國聯(lián)邦能源監(jiān)管委員會(FERC)的運(yùn)營和建設(shè)許可。Eagle Crest Energy公司表示，該項(xiàng)目預(yù)計(jì)將在2027年開通運(yùn)營，而該公司和美國最大的可再生能源項(xiàng)目開發(fā)商N(yùn)extEra Energy Resources公司表示已準(zhǔn)備好建設(shè)這個項(xiàng)目。
然而，盡管該項(xiàng)目成為30多年來首批獲得美國聯(lián)邦能源監(jiān)管委員會(FERC)批準(zhǔn)的抽水蓄能發(fā)電設(shè)施之一，但成為美國第25個運(yùn)營抽水蓄能發(fā)電設(shè)施的可能性目前仍懸而未決。盡管Eagle Crest Energy公司創(chuàng)始人SteveLowe在2020年接受《洛杉磯時報》采訪時駁斥了這些說法，但當(dāng)?shù)丨h(huán)保團(tuán)體擔(dān)心該地點(diǎn)附近的地下水使用和環(huán)境影響，這是因?yàn)樵摰攸c(diǎn)靠近加利福尼亞州Joshua Tree國家公園。該項(xiàng)目的開發(fā)現(xiàn)在取決于獲得加州公用事業(yè)委員會（CPUC監(jiān)管部門的批準(zhǔn)。
4.蘇格蘭計(jì)劃建設(shè)抽水蓄能項(xiàng)目
ILI集團(tuán)是一家儲能項(xiàng)目開發(fā)商，其業(yè)務(wù)是部署電網(wǎng)規(guī)模的鋰離子電池儲能系統(tǒng)以及建設(shè)抽水蓄能設(shè)施。該公司日前表示，蘇格蘭政府已批準(zhǔn)在尼斯湖沿岸建設(shè)一個裝機(jī)容量為450W抽水蓄能設(shè)施的提案。而蘇格蘭的尼斯湖以其神秘的怪物而聞名，
經(jīng)過近三年的審議，蘇格蘭能源許可部門同意了ILI集團(tuán)通過基礎(chǔ)設(shè)施咨詢機(jī)構(gòu)Aecom公司提出的申請。該項(xiàng)目名稱為RedJohn，投資約5.5億英鎊（7.74億美元），將創(chuàng)造多達(dá)700個直接和間接就業(yè)機(jī)會，同時支持蘇格蘭的可再生能源發(fā)電量的增長。
蘇格蘭凈零排放、能源和運(yùn)輸部長Michael Matheson說，“蘇格蘭政府長期以來一直支持抽水蓄能設(shè)施的建設(shè)，因?yàn)樗诖_保我們電力供應(yīng)的彈性方面發(fā)揮重要作用，并為其提供了更多的機(jī)會來釋放可再生能源的潛力，并支持蘇格蘭的凈零目標(biāo)。
蘇格蘭地區(qū)是這一行業(yè)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，擁有上個世紀(jì)建造的水力發(fā)電資產(chǎn)，而計(jì)劃在尼斯湖部署的這項(xiàng)新項(xiàng)目將會使這一點(diǎn)更加突出。隨著我們在蘇格蘭增加更多的可再生能源發(fā)電量，投資抽水蓄能設(shè)施將成為平衡電力需求與供應(yīng)、保持電力系統(tǒng)安全、創(chuàng)造高質(zhì)量、綠色就業(yè)機(jī)會，以及從疫情實(shí)現(xiàn)綠色復(fù)蘇的關(guān)鍵?！?
Matheson表示，英國政府將采取必要的緊急行動，為投資者提供收入確定性，并釋放對蘇格蘭地區(qū)抽水蓄能的投資，他認(rèn)為這具有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?
蘇格蘭可再生能源公司在今年3月發(fā)布的一份調(diào)查報告中警告說，如果不部署包括抽水蓄能在內(nèi)的長時儲能系統(tǒng)，就無法實(shí)現(xiàn)氣候變化目標(biāo)。事實(shí)上，英國政府已經(jīng)在2020年12月的能源白皮書中表示，部署長時儲能至關(guān)重要，但并未提出任何旨在針對這種部署的市場機(jī)制。
5.澳大利亞正建設(shè)的抽水蓄能項(xiàng)目
根據(jù)行業(yè)媒體在今年5月下旬的報道，澳大利亞近40年來的第一座新抽水蓄能電站將會繼續(xù)開發(fā)和建設(shè)，能源開發(fā)商Genex公司已經(jīng)完成該項(xiàng)目融資。
位于昆士蘭的250MW/2,000MWh的KidstonStage2抽水蓄能設(shè)施總投資約為7.77億澳元（6億美元），其中包括將該項(xiàng)目連接到輸電網(wǎng)絡(luò)和澳大利亞國家電力市場(NEM)的相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施成本。
該項(xiàng)目的建設(shè)將于2024年完成。澳大利亞正在開發(fā)另外兩個大型抽水蓄能電站項(xiàng)目，一個是使現(xiàn)有規(guī)模增加到2GW/350GWh的Snowy2.0抽水蓄能發(fā)電設(shè)施，以及600MW/7,200MWh Oven Mountain抽水蓄能發(fā)電設(shè)施。這兩個項(xiàng)目都在新南威爾士州進(jìn)行建設(shè)。
6.印度計(jì)劃建設(shè)抽水蓄能項(xiàng)目
對于印度儲能市場來說，值得一提的是Pinnapuram抽水蓄能項(xiàng)目，能源開發(fā)商Greenko集團(tuán)獲得了政府招標(biāo)合同，該項(xiàng)目被認(rèn)為是全球成本最低的太陽能+抽水蓄能項(xiàng)目。
該項(xiàng)目的電價為0.054美元/kWh，將在早晚峰值期間供電。該項(xiàng)目將部署在安得拉邦，將裝機(jī)容量為2GW的太陽能發(fā)電設(shè)施與400MW的風(fēng)力發(fā)電設(shè)施和裝機(jī)容量為1.2GW的抽水蓄能發(fā)電設(shè)施結(jié)合起來。日本金融服務(wù)集團(tuán)ORIX公司于2020年9月向Greenko公司投資約9.8億美元，收購了該公司20%的股份，而咨詢機(jī)構(gòu)AFRY India公司于今年早些時候與開發(fā)商簽訂了提供設(shè)計(jì)工程服務(wù)的合同。
正如印度國家創(chuàng)新機(jī)構(gòu)NITI Aayog的行業(yè)專家Kowthamraj VS在他的博客文章中指出的那樣，抽水蓄能發(fā)電設(shè)施取決于找到合適的特定建設(shè)地點(diǎn)，并從附近擁有當(dāng)?shù)乜稍偕茉窗l(fā)電設(shè)施和合適的輸電基礎(chǔ)設(shè)施中受益。他表示，如果能夠滿足這些標(biāo)準(zhǔn)，這種技術(shù)將非常有吸引力，并且可能成為印度可再生能源之旅不可或缺的一部分。
