中國儲能網(wǎng)訊：IHA于2021年9月16日在抽水蓄能水電國際論壇（IF抽水蓄能）發(fā)布抽水蓄能工作組系列報告：政策和市場框架研究報告，可持續(xù)性研究報告以及容量、成本和創(chuàng)新報告，呼吁各國采取抽水蓄能水電緊急行動。
報告導讀
抽水蓄能 (PSH) 通過將水從下部水庫抽至上部水庫，以重力勢能的形式儲存電能。抽水蓄能項目有兩大類：
純循環(huán)或閉環(huán)：這些項目僅利用先前泵入上層水庫的水發(fā)電，并且沒有大量的自然水流入。
聯(lián)合、混合或開環(huán)：聯(lián)合項目利用抽水和自然水流入來發(fā)電。在閉環(huán)中，上水庫位于河外，而在開環(huán)系統(tǒng)中，上水庫通常位于河上并有自然水流入。因此，在開環(huán)系統(tǒng)中，類似傳統(tǒng)的水電項目，可以在不需要抽水的情況下產生一部分電力。
抽水蓄能總裝機容超過160 GW，目前占全球電網(wǎng)規(guī)模儲能容量的 90% 以上。它是一種成熟可靠的技術，能夠根據(jù)項目規(guī)模和配置為每日或每周周期以及長達數(shù)月以及季節(jié)性應用存儲能量。
抽水蓄能電廠圖示
內容概覽
儲能的發(fā)展?jié)摿薮?/strong>
? 可變可再生能源 (VRE) 的電力供應與需求脫節(jié)，因此有必要存儲多余的可變可再生能源并補償可變可再生能源的生產不足。
? 儲能可用于糾正不同時間尺度上的電力供需不平衡，例如每日、每周甚至季節(jié)性存儲。
? 預計未來能源消耗和存儲需求將達到500 TWh 和20 TW，比目前大一個數(shù)量級以上。
可變可再生能源高份額需要更大靈活性
? 為確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，不斷增加基本電網(wǎng)服務的需求變得尤為重要。
? 機械慣性為電網(wǎng)提供了重要的穩(wěn)定作用。
? 雖然提供慣性的火力發(fā)電廠正在逐步淘汰，但可變可再生能源占比較高時，保持最小的機械慣性至關重要。
不同來源電力系統(tǒng)的靈活性（IEA，2021）
比較抽水蓄能與其他儲能技術
? 將抽水蓄能的技術能力與其他儲能技術相比，抽水蓄能是最成熟的技術之一，具有很高的往返效率。
? 與化學電池相比，抽水蓄能具有更長的存儲周期和總壽命。
? 總體而言，抽水蓄能實現(xiàn)了高容量、長期儲能的規(guī)模經(jīng)濟
2020年和2030年100 MW 4小時儲能技術對比
討論抽水蓄能和其他靈活性技術
? 為確保負荷發(fā)電平衡，能源系統(tǒng)有四大類靈活性，它們包括靈活發(fā)電、電網(wǎng)、儲能和分布式能源選項；
? 在未來電網(wǎng)的綜合建模和規(guī)劃中應考慮這些選項；
? 限電可以防止系統(tǒng)范圍內的供過于求，但代價可能很高；
? 繼續(xù)使用靈活的火力發(fā)電與向低碳電網(wǎng)過渡的目標不一致；
? 對現(xiàn)有資產進行改造和現(xiàn)代化是提高電力系統(tǒng)靈活性的一個重要機會。
抽水蓄能的創(chuàng)新
? 本報告中強調的抽水蓄能新方法涵蓋三個板塊類別：進一步提升抽水蓄能潛力（例如海水抽水蓄能）、改造和升級抽水蓄能系統(tǒng)（例如利用廢棄礦井）以及開發(fā)混合系統(tǒng)（例如與蓄熱相結合）。
? 在廢棄礦井、地下洞穴、無動力水壩和傳統(tǒng)水電站改造抽水蓄能的研究正在興起，這代表了抽水蓄能巨大的未開發(fā)潛力。在現(xiàn)有的棕地場地上建造了地下下部水庫和上部水庫，使得環(huán)境影響比綠地抽水蓄能開發(fā)小。
? 現(xiàn)代隧道掘進機使位置不可知系統(tǒng)成為可能，以創(chuàng)建地下水道和發(fā)電站，或改造現(xiàn)有的廢棄礦井。
? 通過最新的技術進步，例如使用變速水泵渦輪或液壓短路，能夠以可行的成本提高現(xiàn)有抽水蓄能提供的性能和靈活性服務。
? 抽水蓄能等混合解決方案與其他儲能技術（例如電池）和太陽能光伏相結合，必須具有提供一站式解決方案的潛力，并能夠在電力市場獲得效益。
? 熱力抽水蓄能是一個新概念，旨在最大限度地提高蓄熱效率，并表明深挖掘的巖石暴露在空氣中時會從空氣中吸收大量二氧化碳，從而減少系統(tǒng)生命周期的碳足跡。
? 海水抽水蓄能在世界許多地方具有巨大的潛力，特別是與反滲透相結合以降低成本和環(huán)境影響提供淡水時。此外，鑒于海岸線附近人口眾多，以海洋為下水庫的抽水蓄能工作液以海水為主要來源是有利的。該系統(tǒng)還可以通過脫鹽輕松提供淡水，其中動力渦輪機流出稀釋鹽水輸出。
熱力抽水蓄能圖示
抽水蓄能-光伏混合系統(tǒng)圖示
總結
抽水蓄能水電 (PSH) 是一種經(jīng)過驗證的低成本解決方案，可用于高容量、長持續(xù)時間的能量存儲。與壓縮空氣儲能和氫氣相比，抽水蓄能具有更高的往返效率；并能提供機械慣性、頻率調節(jié)和電壓控制、運行儲備和黑啟動等一系列電網(wǎng)服務，這些服務在確保電網(wǎng)可靠性方面將變得越來越重要。
總的來說，每種儲能和柔性技術都有其優(yōu)點和缺點，哪個系統(tǒng)最佳取決于項目。對于每個項目，必須詳細進行經(jīng)濟、環(huán)境和社會成本核算，以便做出正確的決策?；瘜W電池和抽水蓄能具有不同的特性和往返效率，可以在電力系統(tǒng)中相互補充，以支持既經(jīng)濟又可靠的平衡系統(tǒng)。
