中國儲能網(wǎng)訊：抽水蓄能發(fā)電是電力行業(yè)中水電領(lǐng)域的重要分支，之前電力能源君已經(jīng)從其作用、特點(diǎn)、發(fā)展現(xiàn)狀等方向做了一些簡述和匯集；現(xiàn)針對我國抽蓄行業(yè)存在的問題進(jìn)行一些分析梳理和介紹，供各位朋友們參考，一起學(xué)習(xí)進(jìn)步！
1) 總體發(fā)展較快，但建設(shè)進(jìn)度落后于規(guī)劃、裝機(jī)占比較低
如前所述，我國抽水蓄能行業(yè)近20年來發(fā)展突飛猛進(jìn)，但實(shí)際上裝機(jī)總量并未達(dá)到規(guī)劃預(yù)期。據(jù)了解，截至2020年底，我國抽水蓄能裝機(jī)剛剛超過3000萬千瓦，遠(yuǎn)低于《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃》提出的4000萬千瓦目標(biāo)。過去十年，我國抽水蓄能規(guī)劃裝機(jī)目標(biāo)先后兩次下調(diào)，卻依然未完成目標(biāo)。
“十四五”期間，電力系統(tǒng)對儲能設(shè)施的需求將更強(qiáng)烈，抽水蓄能電站規(guī)?；瘍δ艿膬?yōu)勢也將有更大的發(fā)揮空間，同時(shí)肩負(fù)的任務(wù)也仍然比較重。2020年可再生能源發(fā)電量持續(xù)增長，但國內(nèi)抽水蓄能的資源總量有限，在能源結(jié)構(gòu)中占比還較低。截至2020年底，我國可再生能源發(fā)電裝機(jī)達(dá)到9.34億千瓦，同比增長約17.5%；其中，水電裝機(jī)3.7億千瓦（其中抽水蓄能3149萬千瓦）、風(fēng)電裝機(jī)2.81億千瓦、光伏發(fā)電裝機(jī)2.53億千瓦、生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)2952萬千瓦。從比例上看，抽水蓄能在水電裝機(jī)總?cè)萘空急葹?.51%，在可再生能源發(fā)電總裝機(jī)容量占比僅為3.37%，而在全國總裝機(jī)容量的比例則更低，約為1.43%，可見其還有很大的增長空間和任務(wù)。
根據(jù)有關(guān)部門研究表明，在火電機(jī)組電網(wǎng)中配置9%~16%、在核電機(jī)組電網(wǎng)中配置38%~45%抽水蓄能電站較為適宜。根據(jù)這一配置比例、抽水蓄能在裝機(jī)容量中的占比，并結(jié)合未來我國能源結(jié)構(gòu)、負(fù)荷特性的變化趨勢，將可以指導(dǎo)后續(xù)抽水蓄能電站的規(guī)模體量及有序開發(fā)建設(shè)。除了技術(shù)應(yīng)用推進(jìn)及開發(fā)建設(shè)管理層面，國家政策顯然能更大地進(jìn)行進(jìn)程調(diào)控、合理推進(jìn)抽水行業(yè)的建設(shè)和發(fā)展，這在“2021年全國能源工作會議”、“十四五規(guī)劃”和“兩會”中均有明確的利好導(dǎo)向政策發(fā)布。
2) 價(jià)格機(jī)制不完善，投資成本回收困難，發(fā)電主體負(fù)擔(dān)重，社會投資意愿低
首先，抽水蓄能這種儲能方式選址困難，需建造水庫、廠房和水壩，前期工程費(fèi)用巨大，總造價(jià)也較高；而且，抽蓄站的選址因受到地形的限制，建設(shè)難度大、建設(shè)周期長，甚至還會對周圍生態(tài)環(huán)境造成破壞而引發(fā)一系列問題；另外，再加上當(dāng)前電力市場機(jī)制問題，單獨(dú)的抽水蓄能投資很難保證其未來的收益與預(yù)期效益。
因此，隨著電力市場化改革的推進(jìn)，很有必要建立健全市場機(jī)制，讓儲能既要“有效”，也要“有利”，為儲能投資主體提供可持續(xù)的投資回報(bào)機(jī)制，形成以市場起決定性作用的抽水蓄能電站運(yùn)營機(jī)制，這是大勢所趨。這一方面需要規(guī)劃引領(lǐng)，嚴(yán)格項(xiàng)目審批，保持合理開發(fā)建設(shè)節(jié)奏；同時(shí)，需要完善電價(jià)機(jī)制，形成成本分?jǐn)偤褪鑼?dǎo)機(jī)制，緩解建設(shè)運(yùn)營壓力，并保障電站獲得合理收益，在抽水蓄能電站大規(guī)模建設(shè)、多方投資參與發(fā)展態(tài)勢下，投資收益將逐步成為關(guān)注的焦點(diǎn)。
此外，按照“鼓勵正常投資行為、抑制投機(jī)投資行為和市場公平”為基礎(chǔ)、遵循“誰受益、誰負(fù)擔(dān)”的原則，也應(yīng)該合理吸引各方投資，完善抽水蓄能發(fā)展新階段產(chǎn)業(yè)政策和措施，促進(jìn)抽蓄行業(yè)投資發(fā)展，更好地為電力系統(tǒng)安全和清潔能源發(fā)展服務(wù)。
3) 抽水蓄能開發(fā)利用關(guān)鍵技術(shù)及國產(chǎn)化水平尚有提升空間
從機(jī)組國產(chǎn)化方面來講，2003年以前，我國15萬千瓦以上大型抽蓄機(jī)組關(guān)鍵技術(shù)處于空白，設(shè)備全部需要引進(jìn)，價(jià)格高昂。以南方電網(wǎng)抽蓄電站的近年來建設(shè)進(jìn)程為例，2000年建成的廣州抽水蓄能電廠8臺機(jī)組全部引進(jìn)法國和德國設(shè)備，2011年全部投產(chǎn)的惠州抽水蓄能電廠8臺機(jī)組中僅有1臺為國內(nèi)廠家制造，2016年全部投產(chǎn)的清遠(yuǎn)抽水蓄能站實(shí)現(xiàn)了4臺進(jìn)口機(jī)組在國內(nèi)制造；而相對而言，國網(wǎng)集團(tuán)新源公司的抽蓄開發(fā)利用技術(shù)實(shí)力要更為強(qiáng)大，但如前文所述，也是到2016年仙居抽水蓄能電站1號機(jī)組第一次采用國內(nèi)完全自主化的抽蓄裝備并網(wǎng)成功時(shí)，才標(biāo)志著我國已完整掌握大型抽水蓄能電站核心技術(shù)?？傮w來講，核心技術(shù)的掌握是艱辛的過程，我們抽水蓄能電站技術(shù)研究水平及裝備國產(chǎn)化，還僅是在近些年內(nèi)才取得重大成績，還存在更多有待完善的地方。
另外，在施工建造、運(yùn)維管理等方面也都存在著需要不斷提升的地方。例如，以斜井作為抽水蓄能電站輸引水系統(tǒng)的施工，之前的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)并不充足，近期有建設(shè)施工單位通過引入煤科總院研發(fā)的斜導(dǎo)孔專用鉆機(jī)，采用定向鉆具組合、高精度軌跡控制技術(shù)及鉆孔護(hù)壁技術(shù)，才積累的少量經(jīng)驗(yàn)。
持續(xù)進(jìn)行研究發(fā)展、在應(yīng)用中繼續(xù)提升，是一條需要長期堅(jiān)持的技術(shù)之路。對于機(jī)組國產(chǎn)化方面的研究，已經(jīng)突破關(guān)鍵技術(shù)瓶頸的企業(yè)、科研單位，需要致力于增強(qiáng)設(shè)備穩(wěn)定性、降低成本，提高抽水蓄能電站的經(jīng)濟(jì)效益；國內(nèi)抽蓄技術(shù)推廣交流方面，需要吸收、借鑒龍頭企業(yè)的樣板工程模式及先進(jìn)技術(shù)，促進(jìn)行業(yè)整體發(fā)展。例如，深圳抽水蓄能電站是南方電網(wǎng)首座全面國產(chǎn)化的抽水蓄能電站，通過總結(jié)深圳抽水蓄能電站機(jī)組設(shè)計(jì)、制造、安裝、調(diào)試等關(guān)鍵技術(shù)及工程應(yīng)用情況，包括雙面加工整圓厚板熱套磁軛結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、高可靠性轉(zhuǎn)子引線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、雙列葉柵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化、單波紋彈性油箱雙向推力軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、高精度轉(zhuǎn)輪靜平衡技術(shù)和國產(chǎn)化計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)等，將技術(shù)研究成果更多地推廣應(yīng)用于國內(nèi)其他抽水蓄能電站項(xiàng)目，將有力促進(jìn)了我國抽水蓄能產(chǎn)業(yè)的技術(shù)升級。
4) 儲蓄電站工程建設(shè)存在相關(guān)生態(tài)環(huán)保問題
近年來，隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，人居生活質(zhì)量大幅度提升，環(huán)保措施公眾重視度和環(huán)保意識日益增強(qiáng)，電站工程建設(shè)過程中所產(chǎn)生的環(huán)境問題也日益成為公眾的專注熱點(diǎn)，引發(fā)的環(huán)保投訴呈上升趨勢；另一方面，我國已經(jīng)開始興建的一些位于城市區(qū)域內(nèi)的抽水蓄能電站（如深圳抽水蓄能電站就是我國首座在超大型城市內(nèi)建設(shè)的大型抽水蓄能電站），電站周邊有著高度城市化的區(qū)域，工程建設(shè)過程中，對生態(tài)環(huán)境、旅游景點(diǎn)、飲用水源地的保護(hù)，以及城市環(huán)境下抽水蓄能電站交通道路布局和優(yōu)化設(shè)計(jì)等，也成為新的問題。
抽水蓄能電站工程建設(shè)的社會效益和環(huán)境效益明顯，不利影響除工程永久占地造成土地不可逆損失外，一般均可通過采取相應(yīng)的對策保護(hù)措施及環(huán)境管理進(jìn)行降低。在工程建設(shè)過程中，應(yīng)注重采取適宜的環(huán)境保護(hù)措施，如優(yōu)化設(shè)計(jì)減少山體邊坡開挖、分區(qū)治理減少水土流失、廠房采用清污分離設(shè)計(jì)、生產(chǎn)生活廢水達(dá)標(biāo)排放、及時(shí)進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)等；在防范和處理工程建設(shè)過程中的環(huán)保投訴方面，應(yīng)從建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位、環(huán)境監(jiān)理單位、工程監(jiān)理單位、施工建設(shè)單位入手，壓實(shí)管理責(zé)任，全力構(gòu)建融合地方文化、結(jié)合地方生態(tài)環(huán)境特點(diǎn)的和諧山、水、林、壩關(guān)系；另外，還需根據(jù)具體情況，從與村委及地方各有關(guān)行政部門配合協(xié)調(diào)入手，妥善化處理環(huán)保矛盾，合理化解決環(huán)保沖突，立足在建設(shè)中保護(hù)、在保護(hù)中建設(shè)，最大限度促進(jìn)抽水蓄能電站工程建設(shè)與生態(tài)環(huán)境建設(shè)緊密結(jié)合、同步實(shí)施、協(xié)調(diào)發(fā)展。
而對于在城市區(qū)域內(nèi)興建的抽水蓄能電站相關(guān)新問題，應(yīng)該主要從布局研究、優(yōu)化設(shè)計(jì)等方向著手，如：場內(nèi)交通道路的布局和線路選擇不僅需要滿足工程建設(shè)期和運(yùn)行期自身需要，還需重點(diǎn)研究如何合理利用當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有交通條件，符合城市規(guī)劃要求并適應(yīng)城市快速發(fā)展帶來的變化，場內(nèi)交通道路設(shè)計(jì)應(yīng)充分重視城市環(huán)境因素帶來的影響，將生態(tài)環(huán)保的理念和技術(shù)創(chuàng)新相結(jié)合，力求與城市社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展相協(xié)調(diào)，與城市綠色生態(tài)相融合；抽水蓄能電站規(guī)劃及建設(shè)中，對土地開發(fā)的限制、飲用水源地保護(hù)和生態(tài)保護(hù)要求均應(yīng)該非常嚴(yán)格，既有其特殊性，也具有前瞻性。
5) 海水抽水蓄能電站發(fā)展尚在起步階段，存在材料腐蝕等問題
海水抽水蓄能電站雖具有很多優(yōu)點(diǎn)，但海水抽水蓄能電站運(yùn)行工況復(fù)雜，海洋環(huán)境復(fù)雜多變、十分特殊，海水抽水蓄能電站同時(shí)也面臨著海水腐蝕、生物污損、海浪侵襲等問題。海水抽水蓄能電站材料的腐蝕是影響電站穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵問題之一，各種環(huán)境因素和材料本身的組成和結(jié)構(gòu)都會對材料腐蝕造成影響，研究和解決海水抽水蓄能電站結(jié)構(gòu)的腐蝕對開發(fā)海洋資源和建設(shè)海水抽水蓄能電站具有重大現(xiàn)實(shí)意義。
未來，對海水抽水蓄能電站材料腐蝕和選材的研究應(yīng)注重建立可以模擬海水抽水蓄能電站真實(shí)運(yùn)行工況的試驗(yàn)裝置，綜合考慮各種環(huán)境因素；研究材料在海水抽水蓄能運(yùn)行工況下，特別是在長期服役期間的腐蝕行為和腐蝕機(jī)理，明確各種環(huán)境因素的綜合作用；對材料的力學(xué)性能、耐蝕性能、價(jià)格、維護(hù)等方面進(jìn)行綜合性評價(jià)，制定海水抽水蓄能電站結(jié)構(gòu)的選材原則和方法；發(fā)展適用于金屬材料在海水抽水蓄能電站運(yùn)行工況下的防腐技術(shù)等。
6) 抽水蓄能電站綜合評價(jià)水平目前還存在不足，有待完善
當(dāng)前，抽水蓄能電站評價(jià)研究主要是對某方面進(jìn)行評價(jià)分析，涵蓋范圍小、不充分，研究方法與指標(biāo)體系也不完善，沒有形成系統(tǒng)的研究體系和理論框架。
目前，抽水蓄能行業(yè)面臨著巨大的發(fā)展機(jī)遇，對其進(jìn)行綜合評價(jià)研究也具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，應(yīng)該對不同綜合評價(jià)方法進(jìn)行對比分析，根據(jù)主、客觀權(quán)重分別選擇合適的評價(jià)方法，并注意對評價(jià)結(jié)果的對比；應(yīng)該綜合抽水蓄能各方面的因素，廣泛收集電站數(shù)據(jù)，構(gòu)建較為合適的綜合評估模型；并結(jié)合抽水蓄能電站的預(yù)可研報(bào)告進(jìn)行對比，對電站的建設(shè)、運(yùn)行提出建設(shè)性意見。
此外，大、中、小型抽蓄電站具有不同的作用和定位，抽水蓄能電站綜合評價(jià)研究中，除了圍繞大中型水電站進(jìn)行評估之外，也應(yīng)該要更多地關(guān)注中小型抽水蓄能電站的評估，促進(jìn)中小型抽水蓄能電站的研究、規(guī)劃、建設(shè)。中小型抽水蓄能電站建設(shè)周期短、運(yùn)行靈活、啟動速度快、更容易在負(fù)荷中心布局的特點(diǎn)，可以以中小型抽水蓄能電站為核心，聯(lián)合周圍存在的小火電、小水電、風(fēng)電、光伏發(fā)電等形成區(qū)域供電網(wǎng)，滿足電網(wǎng)分層分區(qū)發(fā)展需要；應(yīng)鼓勵各地根據(jù)當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)運(yùn)行狀況和自然地理?xiàng)l件，因地制宜加快建設(shè)大、中、小型抽蓄電站，加快建設(shè)常規(guī)抽蓄電站和混合式抽蓄電站，同時(shí)加快研究和建設(shè)海水抽水蓄能電站。
