抽水蓄能技術(shù)高度成熟性，當(dāng)前已成為最具實(shí)用性的儲(chǔ)能方式之一。
為了構(gòu)建以新能源為主導(dǎo)的新型電力系統(tǒng)，加快抽水蓄能的發(fā)展成為關(guān)鍵需求。
抽水蓄能是保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要基石，為可再生能源的大規(guī)模發(fā)展提供了有力支撐。抽水蓄能技術(shù)與風(fēng)電、太陽能發(fā)電、核電以及火電等多種能源形式能實(shí)現(xiàn)良好地配合效果。
抽水蓄能集靈活性與可靠性于一身，具有低碳環(huán)保，以及調(diào)節(jié)能力遠(yuǎn)超常規(guī)電源。因此特別適用于當(dāng)前新型能源體系和電力系統(tǒng)的需求。
據(jù)中電聯(lián)數(shù)據(jù)顯示，至2023年底我國的抽水蓄能裝機(jī)規(guī)模已達(dá)5094萬千瓦，比上一年同期增長了11.2%。
根據(jù)國家能源局的規(guī)劃預(yù)測，2023年至2025年抽水蓄能裝機(jī)規(guī)模的年復(fù)合增長率將達(dá)到10.6%;從2025年到2030年，新投產(chǎn)裝機(jī)規(guī)模的年復(fù)合增長率預(yù)計(jì)會(huì)提升至14.1%。
此外，國家能源局在《抽水蓄能中長期發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》中已明確指出未來的發(fā)展目標(biāo)：計(jì)劃到2025年，抽水蓄能的總投產(chǎn)規(guī)模將超過6200萬千瓦;到2030年將升至約1.2億千瓦。在2035年前，我國將形成一個(gè)能滿足新能源高比例、大規(guī)模發(fā)展的抽水蓄能現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)，預(yù)計(jì)投產(chǎn)規(guī)模將超過3億千瓦。
抽水蓄能行業(yè)概覽
在我國各類型儲(chǔ)能裝機(jī)量占比中，抽水蓄能份額最大，現(xiàn)在已經(jīng)成為了主導(dǎo)的儲(chǔ)能方式。
抽水蓄能技術(shù)通過水這一儲(chǔ)能介質(zhì)，在電力與勢能之間靈活轉(zhuǎn)換，從而有效地存儲(chǔ)和管理電能。在電網(wǎng)負(fù)荷較輕時(shí)，利用多余電力將水抽至上水庫儲(chǔ)存;在電網(wǎng)負(fù)荷高峰時(shí)，則通過放水至下水庫來發(fā)電。
其主要工作原理是在夜間電價(jià)低廉時(shí)儲(chǔ)存水力能量，在白天電力需求高漲時(shí)釋放這些能量來發(fā)電。
這一過程不僅調(diào)節(jié)了電網(wǎng)的負(fù)荷峰谷，還將低價(jià)值電能轉(zhuǎn)化為高峰時(shí)段的高價(jià)值電能。
此外，抽水蓄能技術(shù)的使用壽命長達(dá)30-40年，具有技術(shù)成熟、規(guī)模大、運(yùn)維成本低和單位投資成本低等諸多優(yōu)勢。例如世界裝機(jī)容量第一的河北豐寧抽水蓄能電站，總裝機(jī)高達(dá)360萬千瓦，滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)長可達(dá)10.8小時(shí)。
不過值得注意的是，抽水蓄能也存在一些局限性，如占用大量地理資源、建設(shè)周期長以及選址受地形條件嚴(yán)格限制等。
從行業(yè)發(fā)展歷程來看，我國抽水蓄能電站的建設(shè)歷程可以追溯到20世紀(jì)60年代后期。進(jìn)入80年代中后期，隨著我國電力需求和電網(wǎng)調(diào)峰矛盾的日益凸顯，抽水蓄能電站迎來首個(gè)建設(shè)高峰。在這一時(shí)期，廣州、北京十三陵以及浙江天荒坪的抽水蓄能電站相繼建成并投入運(yùn)營。
抽水蓄能產(chǎn)業(yè)鏈
抽水蓄能產(chǎn)業(yè)鏈上游為設(shè)備供應(yīng)、中游主要環(huán)節(jié)是蓄電站運(yùn)營以及下游的電網(wǎng)系統(tǒng)。
上游設(shè)備供應(yīng)環(huán)節(jié)中關(guān)鍵組成部分包括水輪發(fā)電機(jī)組(由水泵水輪機(jī)和發(fā)電電動(dòng)機(jī)共同組成)、電氣一次設(shè)備、電氣二次設(shè)備以及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備。
水輪機(jī)主要參與廠商包括東方電氣、哈爾濱電氣和浙富控股等;水泵產(chǎn)品主要企業(yè)有凌霄泵業(yè)、大元泵業(yè)和泰福泵業(yè)等;變壓器領(lǐng)域保變電氣和新華都是代表廠商;發(fā)電機(jī)生產(chǎn)主要由國投電力、湖北能源華能水電、川投能源以及桂冠電力等行業(yè)內(nèi)的主要廠商負(fù)責(zé)。
中游環(huán)節(jié)主要由建筑設(shè)計(jì)公司構(gòu)成，負(fù)責(zé)承接電站的設(shè)計(jì)、建設(shè)與運(yùn)營工作。
從產(chǎn)業(yè)鏈的投資金額分布來看，抽蓄電站通常是由甲方進(jìn)行投資建設(shè)及運(yùn)營的。由于這類電站主要在輸電端進(jìn)行建設(shè)，因此投資方多為國網(wǎng)、南網(wǎng)等大型電網(wǎng)企業(yè)。
國網(wǎng)會(huì)委托具備專業(yè)能力的第三方建設(shè)機(jī)構(gòu)，如中國電建、中國能建、粵水電下屬設(shè)計(jì)院以及一些省級電力設(shè)計(jì)院，進(jìn)行電站的勘察、設(shè)計(jì)與建設(shè)工作。建設(shè)以及后續(xù)的運(yùn)營(主要由國家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)負(fù)責(zé))。
抽水蓄能電站的建設(shè)多采取EPC工程總承包模式，其中中國電建在規(guī)劃設(shè)計(jì)方面占據(jù)了約90%的市場份額，并承擔(dān)了大約80%的建設(shè)項(xiàng)目。
抽水蓄能產(chǎn)業(yè)鏈下游集中在電網(wǎng)系統(tǒng)中抽水蓄能電站的輔助服務(wù)應(yīng)用，如調(diào)峰、調(diào)頻等。電站建設(shè)竣工后，會(huì)與下游對接，實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。
主要的運(yùn)營方包括國家電網(wǎng)控股的國網(wǎng)新源控股有限公司和南方電網(wǎng)控股的南方電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻發(fā)電公司。
根據(jù)兩大電網(wǎng)的規(guī)劃，南方電網(wǎng)計(jì)劃在未來十年內(nèi)建成并投產(chǎn)2100萬千瓦的抽水蓄能電站，并同時(shí)開工建設(shè)預(yù)計(jì)在“十六五”期間投產(chǎn)的1500萬千瓦抽水蓄能電站。
整體而言，我國抽水蓄能產(chǎn)業(yè)鏈的自主化程度高。近年來國內(nèi)上游設(shè)備供應(yīng)達(dá)到了國際領(lǐng)先水平;而中下游市場也基本被國內(nèi)企業(yè)所占據(jù)。
結(jié)語
抽水蓄能作為一種大規(guī)模、集中式的能量儲(chǔ)存方式，具有快速的響應(yīng)速度和優(yōu)秀的日調(diào)節(jié)能力，是最重要的儲(chǔ)能技術(shù)之一。隨著新能源在電力系統(tǒng)中占比的逐漸提升，對于大規(guī)模儲(chǔ)能的需求也日益增加。抽水蓄能電站的優(yōu)質(zhì)特成為了理想的供電電源和調(diào)峰電源，對于穩(wěn)定電網(wǎng)運(yùn)行、減少波動(dòng)具有顯著的作用，行業(yè)發(fā)展空間十分廣闊。(來源：樂晴智庫)
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