作為最經(jīng)濟的“壓艙石”，抽水蓄能建設將迎來大爆發(fā)

文/ 蘇啟桃

伴隨著風光等新能源產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，作為“壓艙石”的儲能產(chǎn)業(yè)也備受市場關注，而抽水蓄能更是因其突出優(yōu)勢迎來發(fā)展風口期，為新能源產(chǎn)業(yè)的大規(guī)模發(fā)展保駕護航。

技術(shù)最成熟、經(jīng)濟性最優(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為“三最”的儲能方式，其在儲能領域的重要地位可見一斑。儲能加大建設，能彌補光伏、風電等新能源的“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)的儲能方式，發(fā)展?jié)摿薮?。國家能源局?shù)據(jù)顯示，截至2021年10月，全國抽水蓄能電站累計裝機規(guī)模已高達3 479萬千瓦。

1 加速抽水蓄能建設是大勢所趨

“雙碳”的目標愿景讓大力發(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)展的關鍵時期，風、光等新能源蓬勃發(fā)展。

據(jù)國務院印發(fā)的《2030年前碳達峰行動方案》，2030年，風電、太陽能發(fā)電總裝機容量12億千瓦以上。據(jù)國家發(fā)展改革委、國家能源局2022年3月22日印發(fā)《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》，展望2035年，非化石能源消費比重在2030年達到 25%的基礎上進一步大幅提高，可再生能源發(fā)電成為主體電源。

然隨著風光等新能源大規(guī)模高比例發(fā)展，電力負荷持續(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，儲能技術(shù)通過裝置或物理介質(zhì)將能量儲存起來以便以后需要時利用，可以實現(xiàn)“削峰填谷”作用，解決新能源發(fā)電不穩(wěn)定問題，減少“棄風棄光”情況發(fā)生，維持電網(wǎng)穩(wěn)定運行。

基于此，在政策層面，支持儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的文件陸續(xù)出臺。2021年7月23日，國家發(fā)改委、國家能源局發(fā)布關于《加快推動新型儲能發(fā)展的指導意見》明確，到2025年，實現(xiàn)新型儲能從商業(yè)化初期向規(guī)?；l(fā)展轉(zhuǎn)變，并預計2025年裝機規(guī)模達3 000萬千瓦以上。同時，《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》中也提出，加快推進抽水蓄能電站建設，實施全國新一輪抽水蓄能中長期發(fā)展規(guī)劃，推動已納入規(guī)劃、條件成熟的大型抽水蓄能電站開工建設。

抽水蓄能得到政策面的高度重視，在于其自身綜合優(yōu)勢。對比電化學儲能，抽水蓄能具備成熟技術(shù)、最經(jīng)濟、最具大規(guī)模開發(fā)條件等優(yōu)勢。根據(jù)澳大利亞國立大學研究顯示，以風能、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?shù)某杀局纹鹫急雀哌_100%的可再生的電力系統(tǒng)。

抽水蓄能是利用山上山下兩個水庫的高度差，在用電低谷時，用富余的電把山下的水抽到山上儲存起來，在用電高峰時，放水發(fā)電，被譽為電網(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器。

對比國際市場，我國抽水蓄能占比較低，與發(fā)達國家仍有較大差距?！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氣電站在電力系統(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)展抽水蓄能勢在必行。

2 當前最經(jīng)濟的新能源產(chǎn)業(yè)“護航員”

對比電化學儲能所需的磷礦等資源，我國建設抽水蓄能電站的站點資源比較豐富，具備大規(guī)模建設的條件。據(jù)《抽水蓄能中長期發(fā)展規(guī)劃（2021—2035年）》，在2020年12月啟動的新一輪抽水蓄能中長期規(guī)劃資源站點普查中，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)濟性等因素，在全國范圍內(nèi)普查篩選資源站點，分布在除北京、上海以外的29個?。▍^(qū)、市），且不存在電化學儲能難以避免的重金屬污染等問題。

從蓄能循環(huán)使用時間來看，據(jù)中國科學院電工研究所何穎源等聯(lián)合刊發(fā)的《儲能的度電成本和里程成本分析》數(shù)據(jù)，抽水蓄能電站土建壽命長達50年，而電化學儲能的代表磷酸鐵鋰電池其集成后循環(huán)使用壽命在4 000次左右；在蓄能容量上，抽水蓄能電站額定功率一般在100～2 000兆瓦之間，是目前儲能技術(shù)上唯一達到吉瓦級的儲能技術(shù)。而電化學儲能額定功率一般在0.001～50兆瓦之間，難以規(guī)?；瘧谩?/p>

成本端來看，抽水儲能也是最低的儲能方式?！秲δ艿亩入姵杀竞屠锍坛杀痉治觥窋?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/兆瓦時，電站運維成本約120萬元/兆瓦時，其他成本20萬元/兆瓦時，系統(tǒng)能量效率76%，年運行比例約90%。由此測算可得，抽水蓄能產(chǎn)生的度電成本為0.21～0.25元/千瓦時，遠低于電化學儲能代表磷酸鐵鋰電池當前的度電成本0.62～0.82元/千瓦時。

廈門大學中國能源政策研究院院長林伯強在比較多種儲能方式時表示，相較于其他儲能方式，抽水蓄能是目前最便宜的一種儲能手段?，F(xiàn)在發(fā)展抽水蓄能是極其必要的，一是因為電網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)峰的需要，二是開發(fā)可再生資源風光電的需要。

中國電建總工程師周建平也認為，抽水蓄能在目前的儲能方式中具有儲能容量大、系統(tǒng)效率高、運行壽命長、環(huán)境友好等優(yōu)點，是當前大規(guī)模儲能的主流技術(shù)?！啊畠δ堋谖磥砗荛L一段時期內(nèi)都將是新能源配套和新型電力系統(tǒng)的最佳儲能方式?！?/p>

效果層面來看，抽水蓄能與風電、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、風力和光伏電站群聯(lián)合運行研究》表明，抽水蓄能同風電、光伏發(fā)電的聯(lián)合運行是開發(fā)利用風能資源、太陽能資源的有效途徑,不但提高了風電場、光伏電站的效益,同時實現(xiàn)了平滑風電場、光伏電站的功率輸出,具有可觀的經(jīng)濟效益。此外，我國抽水蓄能技術(shù)經(jīng)過60多年的積累沉淀，對應技術(shù)已非常成熟，經(jīng)驗也十分豐富。近年來，隨著一大批標志性工程相繼建設投產(chǎn)，我國抽水蓄能電站工程先進技術(shù)優(yōu)勢也日趨顯現(xiàn)。

資料顯示，河北豐寧電站裝機容量360萬千瓦，是世界在建裝機容量最大的抽水蓄能電站。單機40萬千瓦的廣東陽江電站是目前國內(nèi)在建的單機容量最大、凈水頭最高、埋深最大的抽水蓄能電站。浙江長龍山電站實現(xiàn)了自主研發(fā)單機容量 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)速抽水蓄能機組自主研制上已達到了國際先進水平。

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實踐，基本形成涵蓋標準制定、規(guī)劃設計、工程建設、裝備制造、運營維護的全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展體系和專業(yè)化發(fā)展模式。

3 未來市場空間十分廣闊

隨著一系列的政策規(guī)劃落地，抽水蓄能的未來發(fā)展市場空間也日漸顯現(xiàn)。據(jù)國家能源局2021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，達到62吉瓦以上；到2030年，抽水蓄能投產(chǎn)總規(guī)模較“十四五”再翻一番，達到120吉瓦左右?！兑?guī)劃》明確提及的擴容目標將為抽水蓄能行業(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》，力爭到2025年，抽水蓄能裝機容量達到6 200萬千瓦以上、在建裝機容量達到6 000萬千瓦左右。

而在廣東、廣西、貴州三省區(qū)的2022年政府工作報告中均部署了抽水蓄能及相關產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。其中，廣東提出，開工建設梅州二期、肇慶浪江、汕尾陸河等抽水蓄能項目。廣西提出，增加光伏等新能源項目和抽水蓄能項目。貴州提出，加快抽水蓄能開發(fā)建設，大力發(fā)展新能源電池及材料產(chǎn)業(yè)，以動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“風光水火儲”多能互補基地建設，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擴張裝機及產(chǎn)能勢頭強勁。在2021年9月份召開的抽水蓄能產(chǎn)業(yè)發(fā)展座談會議上，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)新源公司運行抽水蓄能電站21座、容量2 122萬千瓦，在建抽水蓄能電站30座、容量4 218萬千瓦，儲備資源超過8 000萬千瓦。預計“十四五”期間，國網(wǎng)新源公司新投產(chǎn)規(guī)模將超過2 000萬千瓦，“十五五”期間新投產(chǎn)規(guī)?？蛇_4 000萬千瓦以上。

據(jù)中國長江三峽集團有限公司副總工程師李斌介紹，未來，三峽集團將在三北及沿海地區(qū)，圍繞陸上新能源及海上風電大基地協(xié)同開發(fā)一批抽水蓄能項目，作為新能源規(guī)模化發(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作為重大工作事項展開布局。

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開工建設。兩座電站的裝機容量都達到120萬千瓦，安裝4臺單機容量30萬千瓦機組，以2回500千伏線路接入浙江/江西電網(wǎng)，總投資147.73億元，預計2030年竣工投產(chǎn)后，年發(fā)電量可達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。

國際視野來看，抽水蓄能市場規(guī)模增勢強勁。根據(jù)IRENA預測，2030年全球抽水蓄能裝機增長幅度將達到40%～50%。國際水電協(xié)會（IHA）發(fā)布的全球水電報告指出2020年全球抽水蓄能裝機規(guī)模為1.59億千瓦，占儲能總規(guī)模的94%。IEA發(fā)布《水電市場特別報告》預計抽水蓄能項目將占2021—2030年全球新增水電裝機的近30%（65吉瓦），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34吉瓦記錄的兩倍。

華盛證券研究部分析認為，全國電力總裝機的比重仍長期不足2%，西方國家抽蓄電站裝機容量通常占電力系統(tǒng)總裝機的5%～10%，其中，美國抽蓄電站占比達7%～8%，日本達14%。要達到上述比率，考慮到總電力需求自然增長的疊加效應，15年10倍的裝機容量規(guī)劃也合乎邏輯。從目前總裝機量不足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。