中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：伴隨著風(fēng)光等新能源產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，作為“壓艙石”的儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)也備受市場(chǎng)關(guān)注，而抽水蓄能更是因其突出優(yōu)勢(shì)迎來發(fā)展風(fēng)口期，為新能源產(chǎn)業(yè)的大規(guī)模發(fā)展保駕護(hù)航。
技術(shù)最成熟、經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)、最具大規(guī)模開發(fā)條件，在《抽水蓄能中長期發(fā)展規(guī)劃（2021-2035年）》中，抽水蓄能開篇便被評(píng)為“三最”的儲(chǔ)能方式，其在儲(chǔ)能領(lǐng)域的重要地位可見一斑。儲(chǔ)能加大建設(shè)，能彌補(bǔ)光伏、風(fēng)電等新能源的“先天缺陷”，即解決新能源發(fā)電不穩(wěn)定等難題。目前來看，抽水蓄能是最優(yōu)的儲(chǔ)能方式，發(fā)展?jié)摿薮?。國家能源局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，截至2021年10月，全國抽水蓄能電站累計(jì)裝機(jī)規(guī)模已高達(dá)3479萬千瓦。
加速抽水蓄能建設(shè)是大勢(shì)所趨
“雙碳”的目標(biāo)愿景讓大力發(fā)展可再生能源的重要性愈發(fā)凸顯，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，更是上升為國家戰(zhàn)略層面的重大決策部署。目前來看，正處于能源綠色低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，風(fēng)、光等新能源蓬勃發(fā)展。
據(jù)國務(wù)院印發(fā)的《2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》，2030年，風(fēng)電、太陽能發(fā)電總裝機(jī)容量12億千瓦以上。據(jù)國家發(fā)展改革委、國家能源局3月22日印發(fā)《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》，展望2035年，非化石能源消費(fèi)比重在2030年達(dá)到 25%的基礎(chǔ)上進(jìn)一步大幅提高，可再生能源發(fā)電成為主體電源。
然隨著風(fēng)光等新能源大規(guī)模高比例發(fā)展，電力負(fù)荷持續(xù)增長、電力系統(tǒng)峰谷差逐步加大等問題日益突出，儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)則能大力解決上述“電力系統(tǒng)峰谷差逐步加大”等問題。據(jù)了解，儲(chǔ)能技術(shù)通過裝置或物理介質(zhì)將能量儲(chǔ)存起來以便以后需要時(shí)利用，可以實(shí)現(xiàn)“削峰填谷”作用，解決新能源發(fā)電不穩(wěn)定問題，減少“棄風(fēng)棄光”情況發(fā)生，維持電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行。
基于此，在政策層面，支持儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的文件陸續(xù)出臺(tái)。2021年7月23日，國家發(fā)改委、國家能源局發(fā)布關(guān)于《加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見》明確，到2025年，實(shí)現(xiàn)新型儲(chǔ)能從商業(yè)化初期向規(guī)?；l(fā)展轉(zhuǎn)變，并預(yù)計(jì)2025年裝機(jī)規(guī)模達(dá)3000萬千瓦以上。同時(shí)，《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》中也提出，加快推進(jìn)抽水蓄能電站建設(shè)，實(shí)施全國新一輪抽水蓄能中長期發(fā)展規(guī)劃，推動(dòng)已納入規(guī)劃、條件成熟的大型抽水蓄能電站開工建設(shè)。
抽水蓄能得到政策面的高度重視，在于其自身綜合優(yōu)勢(shì)。對(duì)比電化學(xué)儲(chǔ)能，抽水蓄能具備成熟技術(shù)、最經(jīng)濟(jì)、最具大規(guī)模開發(fā)條件等優(yōu)勢(shì)。根據(jù)澳大利亞國立大學(xué)研究顯示，以風(fēng)能、太陽能為核心，配合抽水蓄能、特高壓、電網(wǎng)需求管理，就可以以適當(dāng)?shù)某杀局纹鹫急雀哌_(dá)100%的可再生的電力系統(tǒng)。
抽水蓄能站原理示意圖，來源：Hydro Tasmania、光大證券
抽水蓄能是利用山上山下兩個(gè)水庫的高度差，在用電低谷時(shí)，用富余的電把山下的水抽到山上儲(chǔ)存起來，在用電高峰時(shí)，放水發(fā)電，被譽(yù)為電網(wǎng)安全的穩(wěn)定器、電力調(diào)度的調(diào)節(jié)器和新能源電力的存儲(chǔ)器。
對(duì)比國際市場(chǎng)，我國抽水蓄能占比較低，與發(fā)達(dá)國家仍有較大差距?！冻樗钅苤虚L期發(fā)展規(guī)劃（2021-2035年）》數(shù)據(jù)顯示，美國、德國、法國、日本、意大利等國家抽水蓄能和燃?xì)怆娬驹陔娏ο到y(tǒng)中的比例均超過10%；而我國抽水蓄能占比僅1.4%。因此，我國發(fā)展抽水蓄能勢(shì)在必行。
當(dāng)前最經(jīng)濟(jì)的新能源產(chǎn)業(yè)“護(hù)航員”
對(duì)比電化學(xué)儲(chǔ)能所需的磷礦等資源，我國建設(shè)抽水蓄能電站的站點(diǎn)資源比較豐富，具備大規(guī)模建設(shè)的條件。據(jù)《抽水蓄能中長期發(fā)展規(guī)劃（2021—2035年）》，在2020年12月啟動(dòng)的新一輪抽水蓄能中長期規(guī)劃資源站點(diǎn)普查中，綜合考慮地理位置、地形地質(zhì)、水源條件、水庫淹沒、環(huán)境影響、工程技術(shù)及初步經(jīng)濟(jì)性等因素，在全國范圍內(nèi)普查篩選資源站點(diǎn)，分布在除北京、上海以外的29個(gè)?。▍^(qū)、市），且不存在電化學(xué)儲(chǔ)能難以避免的重金屬污染等問題。
從蓄能循環(huán)使用時(shí)間來看，據(jù)中國科學(xué)院電工研究所何穎源等聯(lián)合刊發(fā)的《儲(chǔ)能的度電成本何里程成本分析》數(shù)據(jù)，抽水蓄能電站土建壽命長達(dá)50年，而電化學(xué)儲(chǔ)能的代表磷酸鐵鋰電池其集成后循環(huán)使用壽命在4000次左右；在蓄能容量上，抽水蓄能電站額定功率一般在100-2000MW之間，是目前儲(chǔ)能技術(shù)上唯一達(dá)到GW級(jí)的儲(chǔ)能技術(shù)。而電化學(xué)儲(chǔ)能額定功率一般在0.001-50MW之間，難以規(guī)?；瘧?yīng)用。
成本端來看，抽水儲(chǔ)能也是最低的儲(chǔ)能方式?！秲?chǔ)能的度電成本何里程成本分析》數(shù)據(jù)顯示，抽水蓄能電站使用壽命約50年，每天抽放一次，系統(tǒng)能量成本在120-170萬元/MW·h，電站運(yùn)維成本約120萬元/MW·h，其他成本20萬元/MW·h，系統(tǒng)能量效率76%，年運(yùn)行比例約90%。由此測(cè)算可得，抽水蓄能產(chǎn)生的度電成本為0.21-0.25元/kW·h，遠(yuǎn)低于電化學(xué)儲(chǔ)能代表磷酸鐵鋰電池當(dāng)前的度電成本0.62-0.82元/kW·h。
幾種儲(chǔ)能技術(shù)的度電成本，來源：《儲(chǔ)能的度電成本何里程成本分析》
廈門大學(xué)中國能源政策研究院院長林伯強(qiáng)在比較多種儲(chǔ)能方式時(shí)表示，相較于其他儲(chǔ)能方式，抽水蓄能是目前最便宜的一種儲(chǔ)能手段。現(xiàn)在發(fā)展抽水蓄能是極其必要的，一是因?yàn)殡娋W(wǎng)系統(tǒng)調(diào)峰的需要，二是開發(fā)可再生資源風(fēng)光電的需要。
中國電建總工程師周建平也認(rèn)為，抽水蓄能在目前的儲(chǔ)能方式中具有儲(chǔ)能容量大、系統(tǒng)效率高、運(yùn)行壽命長、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)前大規(guī)模儲(chǔ)能的主流技術(shù)?！啊畠?chǔ)能’在未來很長一段時(shí)期內(nèi)都將是新能源配套和新型電力系統(tǒng)的最佳儲(chǔ)能方式?！?
效果層面來看，抽水蓄能與風(fēng)電、太陽能發(fā)電等配合效果較好。據(jù)華北電力郭偉釗刊發(fā)的《抽水蓄能、風(fēng)力何光伏電站群聯(lián)合運(yùn)行研究》表明，抽水蓄能同風(fēng)電、光伏發(fā)電的聯(lián)合運(yùn)行是開發(fā)利用風(fēng)能資源、太陽能資源的有效途徑,不但提高了風(fēng)電場(chǎng)、光伏電站的效益,同時(shí)實(shí)現(xiàn)了平滑風(fēng)電場(chǎng)、光伏電站的功率輸出,具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益。此外，我國抽水蓄能技術(shù)經(jīng)過60多年的積累沉淀，對(duì)應(yīng)技術(shù)已非常成熟，經(jīng)驗(yàn)也十分豐富。近年來，隨著一大批標(biāo)志性工程相繼建設(shè)投產(chǎn)，我國抽水蓄能電站工程先進(jìn)技術(shù)優(yōu)勢(shì)也日趨顯現(xiàn)。
資料顯示，河北豐寧電站裝機(jī)容量360萬千瓦，是世界在建裝機(jī)容量最大的抽水蓄能電站。單機(jī)40萬千瓦的廣東陽江電站是目前國內(nèi)在建的單機(jī)容量最大、凈水頭最高、埋深最大的抽水蓄能電站。浙江長龍山電站實(shí)現(xiàn)了自主研發(fā)單機(jī)容量 35 萬千瓦、750 米水頭段抽水蓄能轉(zhuǎn)輪技術(shù)。抽水蓄能電站機(jī)組制造自主化水平明顯提高，國內(nèi)廠家在 600 米水頭段及以下大容量、高轉(zhuǎn)速抽水蓄能機(jī)組自主研制上已達(dá)到了國際先進(jìn)水平。
目前我國抽水蓄能全產(chǎn)業(yè)鏈體系基本完備。通過一批大型抽水蓄能電站建設(shè)實(shí)踐，基本形成涵蓋標(biāo)準(zhǔn)制定、規(guī)劃設(shè)計(jì)、工程建設(shè)、裝備制造、運(yùn)營維護(hù)的全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展體系和專業(yè)化發(fā)展模式。
未來市場(chǎng)空間十分廣闊
隨著一系列的政策規(guī)劃落地，抽水蓄能的未來發(fā)展市場(chǎng)空間也日漸顯現(xiàn)。據(jù)國家能源局去年9月份正式印發(fā)的《抽水蓄能中長期發(fā)展規(guī)劃（2021-2035年）》，到2025年，抽水蓄能投產(chǎn)總規(guī)模較“十三五”翻一番，達(dá)到62GW以上；到2030年，抽水蓄能投產(chǎn)總規(guī)模較“十四五”再翻一番，達(dá)到120GW左右?！兑?guī)劃》明確提及的擴(kuò)容目標(biāo)將為抽水蓄能行業(yè)未來增長提供確定性。據(jù)《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》，力爭(zhēng)到2025年，抽水蓄能裝機(jī)容量達(dá)到6200萬千瓦以上、在建裝機(jī)容量達(dá)到6000萬千瓦左右。
當(dāng)前至十六五期間蓄水儲(chǔ)能的開工與運(yùn)行投放，來源：《抽水蓄能中長期發(fā)展規(guī)劃》、華盛證券
而在廣東、廣西、貴州三省區(qū)的2022年政府工作報(bào)告中均部署了抽水蓄能及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。其中，廣東提出，開工建設(shè)梅州二期、肇慶浪江、汕尾陸河等抽水蓄能項(xiàng)目。廣西提出，增加光伏等新能源項(xiàng)目和抽水蓄能項(xiàng)目。貴州提出，加快抽水蓄能開發(fā)建設(shè)，大力發(fā)展新能源電池及材料產(chǎn)業(yè)，以動(dòng)力電池和汽車零部件為支撐的產(chǎn)業(yè)集群。云南提出，加快“風(fēng)光水火儲(chǔ)”多能互補(bǔ)基地建設(shè)，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。顯然，各地均在圍繞抽水蓄能大力展開布局。
事實(shí)上，目前行業(yè)龍頭企業(yè)簽約不斷，電力央企及諸多地方電力集團(tuán)擴(kuò)張裝機(jī)及產(chǎn)能勢(shì)頭強(qiáng)勁。在去年9月份召開的抽水蓄能產(chǎn)業(yè)發(fā)展座談會(huì)議上，據(jù)國網(wǎng)新源控股有限公司副總經(jīng)理路振剛介紹，目前，國網(wǎng)新源公司運(yùn)行抽水蓄能電站21座、容量2122萬千瓦，在建抽水蓄能電站30座、容量4218萬千瓦，儲(chǔ)備資源超過8000萬千瓦。預(yù)計(jì)“十四五”期間，國網(wǎng)新源公司新投產(chǎn)規(guī)模將超過2000萬千瓦，“十五五”期間新投產(chǎn)規(guī)?？蛇_(dá)4000萬千瓦以上。
據(jù)中國長江三峽集團(tuán)有限公司副總工程師李斌介紹，未來，三峽集團(tuán)將在三北及沿海地區(qū)，圍繞陸上新能源及海上風(fēng)電大基地協(xié)同開發(fā)一批抽水蓄能項(xiàng)目，作為新能源規(guī)?；l(fā)展重要支撐；在長江沿線，利用已建巨型水電站的高壩大庫資源，協(xié)同開發(fā)一批混合式抽水蓄能，打造世界最大的沿江清潔能源走廊。此外，南方電網(wǎng)等也將抽水蓄能電站建設(shè)作為重大工作事項(xiàng)展開布局。
近日，國家電網(wǎng)浙江泰順、江西奉新兩座抽水蓄能電站工程更是同時(shí)開工建設(shè)。兩座電站的裝機(jī)容量都達(dá)到120萬千瓦，安裝4臺(tái)單機(jī)容量30萬千瓦機(jī)組，以2回500千伏線路接入浙江/江西電網(wǎng)，總投資147.73億元，預(yù)計(jì)2030年竣工投產(chǎn)后，年發(fā)電量可達(dá)24億度，年抽水電量32億度，每年可減少原煤消耗22萬噸，減少二氧化碳排放45萬噸。
全球及中國抽水蓄能裝機(jī)規(guī)模增勢(shì)，來源：國際可再生能源機(jī)構(gòu)、光大證券研究所
國際視野來看，抽水蓄能市場(chǎng)規(guī)模增勢(shì)強(qiáng)勁。根據(jù)IRENA預(yù)測(cè)，2030年全球抽水蓄能裝機(jī)增長幅度將達(dá)到40%-50%。國際水電協(xié)會(huì)（IHA）發(fā)布的全球水電報(bào)告指出2020年全球抽水蓄能裝機(jī)規(guī)模為1.59億千瓦，占儲(chǔ)能總規(guī)模的94%。IEA發(fā)布《水電市場(chǎng)特別報(bào)告》預(yù)計(jì)抽水蓄能項(xiàng)目將占2021-2030年全球新增水電裝機(jī)的近30%（65GW），這將是抽水蓄能發(fā)展歷史上增長最大的十年，幾乎是1971-1980年34GW記錄的兩倍。
華盛證券研究部分析認(rèn)為，全國電力總裝機(jī)的比重仍長期不足2%，西方國家抽蓄電站裝 機(jī)容量通常占電力系統(tǒng)總裝機(jī)的5%-10%，其中，美國抽蓄電站占比達(dá)7%-8%，日本達(dá)14%。要達(dá)到上述比率，考慮到總電力需求自然增長的迭加效應(yīng)，15年10倍的裝機(jī)容量規(guī)劃也合乎邏輯。從目前總裝機(jī)量不足2%來看，中國抽水蓄能產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍然具有很大的發(fā)展空間。（本文首發(fā)鈦媒體APP，作者｜蘇啟桃，編輯｜崔文官）
