中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：當(dāng)前，我國(guó)正處于能源綠色低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，是黨中央、國(guó)務(wù)院作出的重大決策部署。抽水蓄能是當(dāng)前技術(shù)最成熟、經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)、最具大規(guī)模開發(fā)條件的電力系統(tǒng)綠色低碳清潔靈活調(diào)節(jié)電源。發(fā)展抽水蓄能產(chǎn)業(yè)，是保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要支撐，是構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的迫切需求，是實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)的必然選擇。
01
什么是抽水蓄能
抽水蓄能是當(dāng)今世界最具經(jīng)濟(jì)性的大規(guī)模儲(chǔ)能方式。其運(yùn)行原理是利用水作為儲(chǔ)能介質(zhì)，通過電能與勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)電能的儲(chǔ)存和管理。
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。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。這樣一來(lái)，抽水蓄能電站相當(dāng)于一個(gè)巨型“充電寶”，將用電低谷時(shí)段的多余電能，轉(zhuǎn)變?yōu)橛秒姼叻鍟r(shí)段的高價(jià)值電能，從而保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。
為了承擔(dān)電網(wǎng)中的調(diào)峰填谷任務(wù)，抽水蓄能電站水庫(kù)水位變幅通常比較大，且水庫(kù)水位變動(dòng)速率較快。
02
為什么要發(fā)展抽水蓄能
2021年8月，國(guó)家能源局發(fā)布《抽水蓄能中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃（2021-2035年）》。該文件指出，當(dāng)前我國(guó)正處于能源綠色低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，風(fēng)電、光伏發(fā)電等新能源大規(guī)模高比例發(fā)展，對(duì)調(diào)節(jié)電源的需求更加迫切，以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)對(duì)抽水蓄能發(fā)展提出更高要求。
風(fēng)、光等新能源具有隨機(jī)性、波動(dòng)性、間歇性等特點(diǎn)，存在“看天吃飯”的難題。風(fēng)力小、光照少時(shí)，發(fā)電量則難以滿足用電需求。因此，為保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)要有效提升新能源消納和存儲(chǔ)能力，構(gòu)建安全高效的新能源供給消納體系，提升供應(yīng)保障能力，促進(jìn)新能源高質(zhì)量開發(fā)利用。
抽水蓄能是目前公認(rèn)的最安全、最穩(wěn)定、最成熟、最環(huán)保、最經(jīng)濟(jì)的儲(chǔ)能方式，具有儲(chǔ)能容量大、儲(chǔ)放效率高、運(yùn)行靈活、反應(yīng)迅速等特點(diǎn)，能夠與新能源形成良好互補(bǔ)。抽水蓄能電站是建設(shè)現(xiàn)代智能電網(wǎng)新型電力系統(tǒng)的重要支撐，是構(gòu)建清潔低碳、安全可靠、智慧靈活、經(jīng)濟(jì)高效新型電力系統(tǒng)的重要組成部分。
03
抽水蓄能有什么優(yōu)勢(shì)
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。
抽水蓄能具有以下作用：
1. 調(diào)峰填谷：改善電網(wǎng)運(yùn)行條件，保證電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行。
2. 調(diào)頻：機(jī)組開停機(jī)性能迅速、靈敏，可滿足電網(wǎng)負(fù)荷急劇變化的要求。
3. 調(diào)相：電力系統(tǒng)無(wú)功電力不足將造成電壓下降，抽蓄調(diào)相容量大，有助于維持電網(wǎng)電壓穩(wěn)定。
4. 事故備用：電網(wǎng)發(fā)生故障和負(fù)荷快速增長(zhǎng)時(shí)，快速靈活調(diào)整負(fù)荷。
5. 黑啟動(dòng)：蓄能穩(wěn)定、可持續(xù)供電時(shí)間長(zhǎng)，可在無(wú)外界幫助情況下迅速啟動(dòng)，輸送啟動(dòng)功率帶動(dòng)其它機(jī)組。
6. 新能源消納：提高新能源電量消納能力，提升新型電力系統(tǒng)穩(wěn)定性。
抽水蓄能具有以下優(yōu)勢(shì)：
1. 生命周期長(zhǎng)。抽水蓄能安全穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)間約50-60年，使用壽命遠(yuǎn)高于其它儲(chǔ)能方式，同時(shí)具有綠色環(huán)保的特點(diǎn)。
2. 技術(shù)成熟度高。抽水蓄能是唯一大規(guī)模應(yīng)用的儲(chǔ)能方式，主機(jī)及輔助系統(tǒng)成熟可靠，國(guó)產(chǎn)化水平高。
3. 調(diào)節(jié)能力強(qiáng)。抽水蓄能儲(chǔ)能規(guī)模一般在120兆瓦及以上，儲(chǔ)放時(shí)間普遍6-8小時(shí)，儲(chǔ)能規(guī)模大，儲(chǔ)放時(shí)間長(zhǎng)，調(diào)節(jié)能力綜合最強(qiáng)。
4. 循環(huán)效率高。抽水蓄能循環(huán)效率遠(yuǎn)高于其它大容量?jī)?chǔ)能方式，基本能夠達(dá)到80%，電站系統(tǒng)效率整體提升。
5. 負(fù)荷響應(yīng)快。抽水蓄能從啟動(dòng)到滿負(fù)荷只要1-2分鐘，達(dá)到50%-100%負(fù)荷只要15秒，抽水到發(fā)電只要1分鐘，最快只要25秒。
04
我國(guó)抽水蓄能發(fā)展現(xiàn)狀
我國(guó)抽水蓄能發(fā)展始于 20 世紀(jì) 60 年代后期的河北崗南電站，通過廣州抽水蓄能電站、北京十三陵抽水蓄能電站和浙江天荒坪抽水蓄能電站的建設(shè)運(yùn)行，夯實(shí)了抽水蓄能發(fā)展基礎(chǔ)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展，抽水蓄能發(fā)展加快，項(xiàng)目數(shù)量大幅增加，分布區(qū)域不斷擴(kuò)展，相繼建設(shè)了泰安、惠州、白蓮河、西龍池、仙居、豐寧、陽(yáng)江、長(zhǎng)龍山、敦化等一批具有世界先進(jìn)水平的抽水蓄能電站，電站設(shè)計(jì)、施工、機(jī)組設(shè)備制造與電站運(yùn)行水平不斷提升。目前我國(guó)已形成較為完備的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行管理體系。
裝機(jī)規(guī)模顯著增長(zhǎng)。目前我國(guó)已投產(chǎn)抽水蓄能電站總規(guī)模 3249 萬(wàn)千瓦，主要分布在華東、華北、華中和廣東；在建抽水蓄能電站總規(guī)模 5513 萬(wàn)千瓦，約 60%分布在華東和華北。已建和在建規(guī)模均居世界首位。
技術(shù)水平顯著提高。隨著一大批標(biāo)志性工程相繼建設(shè)投產(chǎn)，我國(guó)抽水蓄能電站工程技術(shù)水平顯著提升。河北豐寧電站裝機(jī)容量 360 萬(wàn)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(wàn)千瓦的廣東陽(yáng)江電站是目前國(guó)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(zhǎng)龍山電站實(shí)現(xiàn)了自主研發(fā)單機(jī)容量 35 萬(wàn)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(guó)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(guó)際先進(jìn)水平。
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(yíng)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。
《抽水蓄能中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃（2021-2035年）》指出，到 2035 年，我國(guó)將形成滿足新能源高比例大規(guī)模發(fā)展需求的，技術(shù)先進(jìn)、管理優(yōu)質(zhì)、國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)的抽水蓄能現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)，培育形成一批抽水蓄能大型骨干企業(yè)。作為安全穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)環(huán)保的大規(guī)模儲(chǔ)能方式，抽水蓄能將為構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)作出重要貢獻(xiàn)。
