中國儲能網訊：抽水蓄能發(fā)電是電力行業(yè)中水電領域的重要分支，之前電力能源君已經從其作用、特點、發(fā)展現(xiàn)狀等方向做了一些簡述和匯集；現(xiàn)針對我國抽蓄行業(yè)存在的問題進行一些分析梳理和介紹，供各位朋友們參考，一起學習進步！
1) 總體發(fā)展較快，但建設進度落后于規(guī)劃、裝機占比較低
如前所述，我國抽水蓄能行業(yè)近20年來發(fā)展突飛猛進，但實際上裝機總量并未達到規(guī)劃預期。據了解，截至2020年底，我國抽水蓄能裝機剛剛超過3000萬千瓦，遠低于《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃》提出的4000萬千瓦目標。過去十年，我國抽水蓄能規(guī)劃裝機目標先后兩次下調，卻依然未完成目標。
“十四五”期間，電力系統(tǒng)對儲能設施的需求將更強烈，抽水蓄能電站規(guī)?；瘍δ艿膬?yōu)勢也將有更大的發(fā)揮空間，同時肩負的任務也仍然比較重。2020年可再生能源發(fā)電量持續(xù)增長，但國內抽水蓄能的資源總量有限，在能源結構中占比還較低。截至2020年底，我國可再生能源發(fā)電裝機達到9.34億千瓦，同比增長約17.5%；其中，水電裝機3.7億千瓦（其中抽水蓄能3149萬千瓦）、風電裝機2.81億千瓦、光伏發(fā)電裝機2.53億千瓦、生物質發(fā)電裝機2952萬千瓦。從比例上看，抽水蓄能在水電裝機總容量占比為8.51%，在可再生能源發(fā)電總裝機容量占比僅為3.37%，而在全國總裝機容量的比例則更低，約為1.43%，可見其還有很大的增長空間和任務。
根據有關部門研究表明，在火電機組電網中配置9%~16%、在核電機組電網中配置38%~45%抽水蓄能電站較為適宜。根據這一配置比例、抽水蓄能在裝機容量中的占比，并結合未來我國能源結構、負荷特性的變化趨勢，將可以指導后續(xù)抽水蓄能電站的規(guī)模體量及有序開發(fā)建設。除了技術應用推進及開發(fā)建設管理層面，國家政策顯然能更大地進行進程調控、合理推進抽水行業(yè)的建設和發(fā)展，這在“2021年全國能源工作會議”、“十四五規(guī)劃”和“兩會”中均有明確的利好導向政策發(fā)布。
2) 價格機制不完善，投資成本回收困難，發(fā)電主體負擔重，社會投資意愿低
首先，抽水蓄能這種儲能方式選址困難，需建造水庫、廠房和水壩，前期工程費用巨大，總造價也較高；而且，抽蓄站的選址因受到地形的限制，建設難度大、建設周期長，甚至還會對周圍生態(tài)環(huán)境造成破壞而引發(fā)一系列問題；另外，再加上當前電力市場機制問題，單獨的抽水蓄能投資很難保證其未來的收益與預期效益。
因此，隨著電力市場化改革的推進，很有必要建立健全市場機制，讓儲能既要“有效”，也要“有利”，為儲能投資主體提供可持續(xù)的投資回報機制，形成以市場起決定性作用的抽水蓄能電站運營機制，這是大勢所趨。這一方面需要規(guī)劃引領，嚴格項目審批，保持合理開發(fā)建設節(jié)奏；同時，需要完善電價機制，形成成本分攤和疏導機制，緩解建設運營壓力，并保障電站獲得合理收益，在抽水蓄能電站大規(guī)模建設、多方投資參與發(fā)展態(tài)勢下，投資收益將逐步成為關注的焦點。
此外，按照“鼓勵正常投資行為、抑制投機投資行為和市場公平”為基礎、遵循“誰受益、誰負擔”的原則，也應該合理吸引各方投資，完善抽水蓄能發(fā)展新階段產業(yè)政策和措施，促進抽蓄行業(yè)投資發(fā)展，更好地為電力系統(tǒng)安全和清潔能源發(fā)展服務。
3) 抽水蓄能開發(fā)利用關鍵技術及國產化水平尚有提升空間
從機組國產化方面來講，2003年以前，我國15萬千瓦以上大型抽蓄機組關鍵技術處于空白，設備全部需要引進，價格高昂。以南方電網抽蓄電站的近年來建設進程為例，2000年建成的廣州抽水蓄能電廠8臺機組全部引進法國和德國設備，2011年全部投產的惠州抽水蓄能電廠8臺機組中僅有1臺為國內廠家制造，2016年全部投產的清遠抽水蓄能站實現(xiàn)了4臺進口機組在國內制造；而相對而言，國網集團新源公司的抽蓄開發(fā)利用技術實力要更為強大，但如前文所述，也是到2016年仙居抽水蓄能電站1號機組第一次采用國內完全自主化的抽蓄裝備并網成功時，才標志著我國已完整掌握大型抽水蓄能電站核心技術?？傮w來講，核心技術的掌握是艱辛的過程，我們抽水蓄能電站技術研究水平及裝備國產化，還僅是在近些年內才取得重大成績，還存在更多有待完善的地方。
另外，在施工建造、運維管理等方面也都存在著需要不斷提升的地方。例如，以斜井作為抽水蓄能電站輸引水系統(tǒng)的施工，之前的技術經驗并不充足，近期有建設施工單位通過引入煤科總院研發(fā)的斜導孔專用鉆機，采用定向鉆具組合、高精度軌跡控制技術及鉆孔護壁技術，才積累的少量經驗。
持續(xù)進行研究發(fā)展、在應用中繼續(xù)提升，是一條需要長期堅持的技術之路。對于機組國產化方面的研究，已經突破關鍵技術瓶頸的企業(yè)、科研單位，需要致力于增強設備穩(wěn)定性、降低成本，提高抽水蓄能電站的經濟效益；國內抽蓄技術推廣交流方面，需要吸收、借鑒龍頭企業(yè)的樣板工程模式及先進技術，促進行業(yè)整體發(fā)展。例如，深圳抽水蓄能電站是南方電網首座全面國產化的抽水蓄能電站，通過總結深圳抽水蓄能電站機組設計、制造、安裝、調試等關鍵技術及工程應用情況，包括雙面加工整圓厚板熱套磁軛結構設計、高可靠性轉子引線結構設計、雙列葉柵結構設計優(yōu)化、單波紋彈性油箱雙向推力軸承結構設計、高精度轉輪靜平衡技術和國產化計算機監(jiān)控系統(tǒng)優(yōu)化設計等，將技術研究成果更多地推廣應用于國內其他抽水蓄能電站項目，將有力促進了我國抽水蓄能產業(yè)的技術升級。
4) 儲蓄電站工程建設存在相關生態(tài)環(huán)保問題
近年來，隨著經濟快速發(fā)展，人居生活質量大幅度提升，環(huán)保措施公眾重視度和環(huán)保意識日益增強，電站工程建設過程中所產生的環(huán)境問題也日益成為公眾的專注熱點，引發(fā)的環(huán)保投訴呈上升趨勢；另一方面，我國已經開始興建的一些位于城市區(qū)域內的抽水蓄能電站（如深圳抽水蓄能電站就是我國首座在超大型城市內建設的大型抽水蓄能電站），電站周邊有著高度城市化的區(qū)域，工程建設過程中，對生態(tài)環(huán)境、旅游景點、飲用水源地的保護，以及城市環(huán)境下抽水蓄能電站交通道路布局和優(yōu)化設計等，也成為新的問題。
抽水蓄能電站工程建設的社會效益和環(huán)境效益明顯，不利影響除工程永久占地造成土地不可逆損失外，一般均可通過采取相應的對策保護措施及環(huán)境管理進行降低。在工程建設過程中，應注重采取適宜的環(huán)境保護措施，如優(yōu)化設計減少山體邊坡開挖、分區(qū)治理減少水土流失、廠房采用清污分離設計、生產生活廢水達標排放、及時進行生態(tài)恢復等；在防范和處理工程建設過程中的環(huán)保投訴方面，應從建設單位、設計單位、環(huán)境監(jiān)理單位、工程監(jiān)理單位、施工建設單位入手，壓實管理責任，全力構建融合地方文化、結合地方生態(tài)環(huán)境特點的和諧山、水、林、壩關系；另外，還需根據具體情況，從與村委及地方各有關行政部門配合協(xié)調入手，妥善化處理環(huán)保矛盾，合理化解決環(huán)保沖突，立足在建設中保護、在保護中建設，最大限度促進抽水蓄能電站工程建設與生態(tài)環(huán)境建設緊密結合、同步實施、協(xié)調發(fā)展。
而對于在城市區(qū)域內興建的抽水蓄能電站相關新問題，應該主要從布局研究、優(yōu)化設計等方向著手，如：場內交通道路的布局和線路選擇不僅需要滿足工程建設期和運行期自身需要，還需重點研究如何合理利用當地現(xiàn)有交通條件，符合城市規(guī)劃要求并適應城市快速發(fā)展帶來的變化，場內交通道路設計應充分重視城市環(huán)境因素帶來的影響，將生態(tài)環(huán)保的理念和技術創(chuàng)新相結合，力求與城市社會經濟發(fā)展相協(xié)調，與城市綠色生態(tài)相融合；抽水蓄能電站規(guī)劃及建設中，對土地開發(fā)的限制、飲用水源地保護和生態(tài)保護要求均應該非常嚴格，既有其特殊性，也具有前瞻性。
5) 海水抽水蓄能電站發(fā)展尚在起步階段，存在材料腐蝕等問題
海水抽水蓄能電站雖具有很多優(yōu)點，但海水抽水蓄能電站運行工況復雜，海洋環(huán)境復雜多變、十分特殊，海水抽水蓄能電站同時也面臨著海水腐蝕、生物污損、海浪侵襲等問題。海水抽水蓄能電站材料的腐蝕是影響電站穩(wěn)定運行的關鍵問題之一，各種環(huán)境因素和材料本身的組成和結構都會對材料腐蝕造成影響，研究和解決海水抽水蓄能電站結構的腐蝕對開發(fā)海洋資源和建設海水抽水蓄能電站具有重大現(xiàn)實意義。
未來，對海水抽水蓄能電站材料腐蝕和選材的研究應注重建立可以模擬海水抽水蓄能電站真實運行工況的試驗裝置，綜合考慮各種環(huán)境因素；研究材料在海水抽水蓄能運行工況下，特別是在長期服役期間的腐蝕行為和腐蝕機理，明確各種環(huán)境因素的綜合作用；對材料的力學性能、耐蝕性能、價格、維護等方面進行綜合性評價，制定海水抽水蓄能電站結構的選材原則和方法；發(fā)展適用于金屬材料在海水抽水蓄能電站運行工況下的防腐技術等。
6) 抽水蓄能電站綜合評價水平目前還存在不足，有待完善
當前，抽水蓄能電站評價研究主要是對某方面進行評價分析，涵蓋范圍小、不充分，研究方法與指標體系也不完善，沒有形成系統(tǒng)的研究體系和理論框架。
目前，抽水蓄能行業(yè)面臨著巨大的發(fā)展機遇，對其進行綜合評價研究也具有重要的現(xiàn)實意義，應該對不同綜合評價方法進行對比分析，根據主、客觀權重分別選擇合適的評價方法，并注意對評價結果的對比；應該綜合抽水蓄能各方面的因素，廣泛收集電站數據，構建較為合適的綜合評估模型；并結合抽水蓄能電站的預可研報告進行對比，對電站的建設、運行提出建設性意見。
此外，大、中、小型抽蓄電站具有不同的作用和定位，抽水蓄能電站綜合評價研究中，除了圍繞大中型水電站進行評估之外，也應該要更多地關注中小型抽水蓄能電站的評估，促進中小型抽水蓄能電站的研究、規(guī)劃、建設。中小型抽水蓄能電站建設周期短、運行靈活、啟動速度快、更容易在負荷中心布局的特點，可以以中小型抽水蓄能電站為核心，聯(lián)合周圍存在的小火電、小水電、風電、光伏發(fā)電等形成區(qū)域供電網，滿足電網分層分區(qū)發(fā)展需要；應鼓勵各地根據當地電網運行狀況和自然地理條件，因地制宜加快建設大、中、小型抽蓄電站，加快建設常規(guī)抽蓄電站和混合式抽蓄電站，同時加快研究和建設海水抽水蓄能電站。
