一、抽水蓄能是技術最成熟、經(jīng)濟性最優(yōu)、最具大規(guī)模開發(fā)條件儲能方式
根據(jù)觀研報告網(wǎng)發(fā)布的《中國抽水蓄能行業(yè)現(xiàn)狀深度分析與投資前景預測報告(2024-2031年)》顯示,抽水蓄能是一種儲能技術,即利用水作為儲能介質(zhì),通過電能與勢能相互轉(zhuǎn)化,實現(xiàn)電能的儲存和管理。利用電力負荷低谷時的電能抽水至上水庫,在電力負荷高峰期再放水至下水庫發(fā)電。可將電網(wǎng)負荷低時的多余電能,轉(zhuǎn)變?yōu)殡娋W(wǎng)高峰時期的高價值電能。
抽水蓄能電站建有上、下兩個水庫,與同等裝機容量的常規(guī)水電站相比,抽水蓄能電站水庫庫容通常比較小。抽水蓄能電站相當于一個巨型“充電寶”,在用電低谷時段,抽水蓄能電站用富余的電能抽水至上水庫,將多余的電能以勢能的方式儲存起來;在用電高峰時段,則放水至下水庫發(fā)電,將水的勢能重新轉(zhuǎn)化為電能。
抽水蓄能電站具有調(diào)峰、填谷、調(diào)頻、調(diào)相、儲能、事故備用、黑啟動新能源消納等功能,具有容量大、工況多、速度快、可靠性高、經(jīng)濟性好等技術經(jīng)濟優(yōu)勢,能夠滿足電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)需求,對保障電力系統(tǒng)安全、促進新能源消納、提升全系統(tǒng)性能具有重要作用。
抽水蓄能相比其他儲能形式,是技術最成熟、經(jīng)濟性最優(yōu)、最具大規(guī)模開發(fā)條件的儲能方式,是電力系統(tǒng)綠色低碳清潔靈活調(diào)節(jié)電源。我國抽水蓄能技術已發(fā)展了100多年,技術相對成熟,我國抽水蓄能電站建設和裝備制造已處于國際先進水平。河北豐寧抽水蓄能電站總裝機為360萬千瓦,是世界在建裝機容量最大的抽水蓄能電站;我國抽水蓄能最大單機容量已達40萬千瓦,并實現(xiàn)了自主研發(fā)750米水頭段的抽水蓄能轉(zhuǎn)輪技術。
典型儲能電站主要技術情況
儲能類型 | 額定裝機容量 | 持續(xù)響應時間 | 轉(zhuǎn)換效率 | 響應速度 |
抽水蓄能 | 60萬-360萬kW | 單純抽蓄4-7h | 單純抽蓄75%-80% | 秒級-分鐘級 |
壓縮空氣蓄能 | 1kW-5萬kW | 5-10h | 50%-70% | 秒級-分鐘級 |
電化學蓄能 | 1kW-10萬kW | 1min-5h | 70%-90% | 毫秒-秒級 |
飛輪蓄能 | 1kW-0.5萬kW | 10s-15min | 60%-70% | 毫秒級 |
超導蓄能 | 1kW-0.5萬kW | 1s-15min | 70%-80% | 亳秒級 |
資料來源:觀研天下整理
目前我國抽蓄電站的經(jīng)營模式有獨立經(jīng)營、租賃經(jīng)營以及電網(wǎng)統(tǒng)一經(jīng)營三種模式。其中電網(wǎng)統(tǒng)一經(jīng)營模式是抽蓄電站最傳統(tǒng)的一種經(jīng)營模式。
抽水蓄能電站的運營模式
運營模式 | 運營特征 | 典型代表 |
獨立經(jīng)營 | 抽蓄電站業(yè)主具有經(jīng)營權(quán)和所有權(quán) | 浙江天荒坪抽蓄電站和溪口抽蓄電站、福建周寧抽蓄電站 |
租賃經(jīng)營 | 抽蓄電站業(yè)主具有所有權(quán) | 廣州抽水蓄能電站 |
電網(wǎng)統(tǒng)一經(jīng)營 | 電網(wǎng)企業(yè)具有經(jīng)營權(quán)和所有權(quán) | 湖北白蓮河抽蓄電站、北京十三陵抽蓄電站 |
資料來源:觀研天下整理
運營模式方面,在以新能源為主體的電力系統(tǒng)形態(tài)下,抽水蓄能除了獨立運行外,還有較多的聯(lián)合運行的應用場景,可以最大程度發(fā)揮源網(wǎng)荷儲一體化優(yōu)化運行作用。典型的應用場景有以下幾類:一是“新能源+抽蓄”一體化模式,二是“新能源+抽蓄”聯(lián)合運營模式,三是混合式抽水蓄能模式。
二、行業(yè)正處重要戰(zhàn)略機遇期,項目建設規(guī)模超316.735GW
抽水蓄能作為電力系統(tǒng)重要的清潔低碳靈活調(diào)節(jié)電源和新能源基礎設施網(wǎng)絡的重要組成,對保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行、響應電網(wǎng)靈活調(diào)節(jié)需求、支撐新能源大規(guī)模高質(zhì)量發(fā)展等方面發(fā)揮了重要作用。因此加快發(fā)展抽水蓄能是構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的迫切要求,是保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的重要支撐,是可再生能源大規(guī)模發(fā)展的重要保障。根據(jù)國家能源局發(fā)布的《抽水蓄能中長期發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》中指出,到2025年,抽水蓄能投產(chǎn)總規(guī)模達到6200萬千瓦以上;到2030年,抽水蓄能投產(chǎn)總規(guī)模,達到1.2億千瓦左右。
當前在新能源高質(zhì)量發(fā)展形勢下,作為儲能領域的主力軍,抽水蓄能得益于在經(jīng)濟性、安全性和環(huán)境效應等方面的綜合優(yōu)勢明顯,正處于重要戰(zhàn)略機遇期。2023年有239個抽水蓄能電站項目更新了動態(tài),規(guī)模超316.735GW,總投資超萬億元。其中包含預可行性研究報告審查、簽約、開工等動態(tài),項目規(guī)模普遍在1200MW-2400MW。從項目所在地區(qū)來看,239個項目分布于云南、重慶、黑龍江、吉林等26省市。其中,在已明確的項目規(guī)模中,廣東以26.3GW排名第一,湖南以21.6GW排名第二。
2023年各省抽水蓄能建設規(guī)模
省市 | 建設規(guī)模(MW) |
廣東 | 26200 |
湖南 | 21600 |
浙江 | 21495 |
四川 | 18890 |
甘肅 | 18350 |
廣西 | 17200 |
新疆 | 16200 |
湖北 | 15200 |
貴州 | 13850 |
陜西 | 13820 |
云南 | 13300 |
黑龍江 | 13200 |
河北 | 12600 |
吉林 | 11600 |
福建 | 11050 |
河南 | 10900 |
遼寧 | 10500 |
山西 | 7700 |
內(nèi)蒙古 | 7500 |
江西 | 7200 |
安徽 | 6200 |
江蘇 | 6000 |
青海 | 5800 |
重慶 | 5000 |
山東 | 2980 |
海南 | 2400 |
資料來源:國際能源網(wǎng)/儲能頭條,觀研天下整理
從主要投資企業(yè)來看,仍以電網(wǎng)企業(yè)、能源央企為主,合計占比超80%。數(shù)據(jù)顯示,在2023年抽水蓄能電站投資市場中,電網(wǎng)企業(yè)占比53%,能源央企占比32%,兩者合計占比達到88%。
資料來源:國際能源網(wǎng)/儲能頭條,觀研天下整理
三、行業(yè)平穩(wěn)有序發(fā)展,到2024年底裝機規(guī)模將達到5700萬千瓦
我國抽水蓄能發(fā)展始于20世紀60年代,雖較英國、美國、日本等國家起步晚,但發(fā)展迅速,目前已投運以及核準在建規(guī)模連續(xù)多年位居世界首位。近年我國抽水蓄能行業(yè)平穩(wěn)有序發(fā)展,裝機規(guī)模保持穩(wěn)步增長態(tài)勢,在建項目有序建設實施,工程建設技術、裝備制造技術、數(shù)字化智能化應用水平等實現(xiàn)創(chuàng)新提升;電站調(diào)度運行更加靈活,在能源電力保供、綠色轉(zhuǎn)型方面的價值愈發(fā)顯著。
數(shù)據(jù)顯示,2023年我國已納入規(guī)劃和儲備的抽水蓄能站點資源總量約8.23億千瓦,新核準抽水蓄能電站49座,核準規(guī)模6342.5萬千瓦;新投產(chǎn)裝機容量515萬千瓦,在運總裝機容量達5094萬千瓦;核準在建1.79億千瓦,已建在建規(guī)模共計近2.3億千瓦。截至2024年6月底,我國抽水蓄能累計裝機容量已達5439萬千瓦。預計2024年全年投產(chǎn)規(guī)模在600萬千瓦左右,到年底總裝機規(guī)模達到5700萬千瓦。
資料來源:國家能源局,觀研天下整理
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