中國儲能網(wǎng)訊：在全球能源結構加速向可再生能源轉型的背景下，抽水蓄能（以下簡稱“抽蓄”）作為儲能領域的重要力量，正迎來規(guī)模化、智能化和市場化發(fā)展的關鍵階段。截至2024年底，全球抽蓄裝機達1.42億千瓦，中國抽蓄累計裝機容量突破5700萬千瓦，占全球總量的40%，連續(xù)9年穩(wěn)居世界第一。
在“雙碳”目標下，電源轉型路徑整體呈現(xiàn)出清潔化發(fā)展的態(tài)勢，抽蓄電站裝機穩(wěn)步提升，抽蓄發(fā)展迎來新機遇。預計到2030年，我國抽蓄裝機規(guī)模將達1.2億千瓦；2060年抽蓄裝機總規(guī)模有望接近5億千瓦。在抽蓄快速發(fā)展的今天，面臨著建設條件復雜、開發(fā)周期較長與投資成本上升等挑戰(zhàn)，需要在政策支持、技術創(chuàng)新與模式創(chuàng)新并行方面加快發(fā)展步伐。
■■抽蓄裝機容量
占儲能九成以上
中國水力發(fā)電工程學會副秘書長李世東在近日召開的“抽蓄電站發(fā)展與展望專題研討會”上指出，全球抽蓄領域的國際合作與技術交流不斷深化，各國通過共同研發(fā)、技術轉讓和項目合作等方式，推動了抽蓄技術的全球化發(fā)展。抽蓄是當前全球規(guī)模最大、應用最成熟的長時儲能形式，占全球已安裝儲能容量的94%以上，對整合風能、太陽能等可變可再生能源至關重要，可確保電網(wǎng)穩(wěn)定，降低系統(tǒng)整體成本和排放。
“在電力系統(tǒng)儲能中，抽蓄居絕對主導地位。截至2023年底，全球已投運電力儲能項目累計裝機規(guī)模2.89億千瓦，其中抽蓄1.79億千瓦，占比62%。”中國工程院院士張宗亮表示，抽蓄電站作為“儲能倉庫”和“靈活調節(jié)電源”，是新型電力系統(tǒng)的重要支撐，具有新機遇、新定位、新使命。抽蓄電站屬于水電工程，通常包括上水庫、下水庫、輸水系統(tǒng)、發(fā)電廠房、開關站以及交通設施等，與常規(guī)水電站不同，抽蓄電站既是電源又是負荷，是電力系統(tǒng)服務工程。
過去十年，中國新能源進入大規(guī)模、高比例發(fā)展的新階段，風電、光伏裝機規(guī)模增長近12倍，新能源發(fā)展模式多元化，場景不斷拓展。中國電建北京院副總經(jīng)理、總工程師王可表示，隨著新能源規(guī)?；⒕W(wǎng)，電力系統(tǒng)波動性與間歇性加劇、調節(jié)資源結構性短缺等問題凸顯。近年來，中國多措并舉提升系統(tǒng)靈活調節(jié)能力，加快抽蓄電站建設、推進新型儲能多元化發(fā)展等一系列措施使需求側響應能力得到了有效挖掘。截至2024年底，抽蓄累計投產(chǎn)規(guī)模5869萬千瓦，核準在建1.27億千瓦，新型儲能裝機規(guī)模達7376萬千瓦，儲能系統(tǒng)充分發(fā)揮了促消納，頂峰保供的作用，使新能源高比例消納利用基礎能力不斷增強。
“從技術特性上來看，抽蓄、新能源與新型儲能之間存在多維度的互補關系?！蓖蹩杀硎荆樾罹邆湔{峰、調頻、調相、系統(tǒng)備用等六大功能，覆蓋分鐘、小時、日甚至是周級調節(jié)時間尺度，是構建新型電力系統(tǒng)的基礎調節(jié)電源。而新型儲能技術如鋰離子電池、壓縮空氣儲能、液流電池、鈉離子電池、飛輪儲能等在示范應用規(guī)模上不斷實現(xiàn)突破。通過技術融合、模式創(chuàng)新，統(tǒng)籌優(yōu)化，構建“新能源+長時穩(wěn)基荷+短時快響應”的立體調節(jié)體系，短時響應通過飛輪、鋰電、液流等功率型新型儲能承擔秒級調頻，平抑風光出力波動；中時平衡通過“抽蓄+壓縮空氣儲能”聯(lián)合運行，解決日內負荷峰谷差；長時保障通過氫儲能或重力儲能提供季節(jié)性調節(jié)能力。
■■認知不足、周期不匹配
與投資成本上升
盡管抽蓄在能源轉型中發(fā)揮著重要作用，但其發(fā)展仍然面臨著諸多挑戰(zhàn)。中國電建北京院黨委書記、董事長朱國金接受《中國能源報》采訪時指出，比如，抽蓄選址受地形嚴重限制這一問題很突出，因為這一限制會導致抽蓄電站的建設難度加大，在建設過程中需要克服地形帶來的工程施工難度大、運輸不便等困難。另外，抽蓄電站的建設周期通常較長，一座規(guī)模100萬千瓦的抽蓄電站，它的建設周期一般需要7到8年的時間。而且在整個建設過程中，需要投入大量的資金，投資成本相對較高。以前在一個區(qū)域找一個點可以優(yōu)中選優(yōu)，但現(xiàn)在需要多個點，不可能每個都是最優(yōu)的，而且現(xiàn)在抽蓄開發(fā)對生態(tài)等方面的要求更加嚴格，需要避開了所有敏感的東西，這也帶來了成本的增加。
張宗亮指出，我國抽蓄機組裝備制造核心技術發(fā)展實現(xiàn)了從“跟跑”“并跑”到“領跑”的跨越式發(fā)展。不過，現(xiàn)有大中型水電機組生產(chǎn)企業(yè)十余家，但具備大型抽蓄機組產(chǎn)能的廠家較少。哈電、東電大型抽水蓄能機組的制造、交付、安裝服務能力處于領跑地位，上海福伊特、通用電氣（中國）和東芝水電設備（杭州），具備大型抽水蓄能機組的設計制造能力。
“目前，行業(yè)內對抽蓄的認知還不夠全面，很多人只看到其電量轉換過程中的損失，而忽略了其在電力系統(tǒng)電量與負荷匹配性方面的重要作用?！敝靽鸨硎荆谛履茉礊橹黧w的新型電力系統(tǒng)中，新能源成本快速下降還未到一定程度，需要抽蓄等儲能調節(jié)電源來支撐，但因價格機制的不完善，導致市場調節(jié)空間有限?！澳壳笆袌鰧Τ樾羁焖偻七M市場化的預期和政策支持的預期不足，信心不夠?！?
此外，業(yè)內人士指出，新能源為主體的電力系統(tǒng)在區(qū)域化里面差異性很大，這導致抽蓄在運營階段也面臨著多元化和個性化的需求，需要不同的抽蓄電站有非常個性化智能化的運行方式來適應電網(wǎng)的需求，提高抽水蓄能在電網(wǎng)里面的效率，這對以前的運行方式是一個重大的調整。
■■建議政策支持、技術創(chuàng)新
與模式創(chuàng)新并行
針對抽蓄行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)，業(yè)內人士建議，未來需要從政策支持、技術創(chuàng)新和模式創(chuàng)新等方面入手。
在政策支持方面，應制定支持性政策和市場機制，降低投資風險，鼓勵民營資本參與。“在抽蓄發(fā)展初期，需要一些政策的支持才能發(fā)展起來。國家可出臺相關政策，如兩部制電價向電力市場化發(fā)展的過渡性價格機制，推動抽蓄混合模式面向電力市場化的良性發(fā)展?！敝靽鹫f。
在技術創(chuàng)新方面，要加快抽蓄融合新型儲能模式在技術標準、控制策略等方面的技術創(chuàng)新與示范應用，充分挖掘聚合性協(xié)同效應。在朱國金看來，未來通過混合儲能模式突破單一的技術局限性。可從三個方面入手：一是集約化發(fā)展，在規(guī)劃階段統(tǒng)籌優(yōu)化，充分利用抽蓄電站的資源條件；二是加快抽蓄融合新型儲能模式在技術標準、控制策略等方面的技術創(chuàng)新與示范應用，充分挖掘聚合性協(xié)同效應；三是在完善市場機制進程中，給予抽蓄由兩部制電價向電力市場化發(fā)展的過渡性價格機制，推動抽蓄混合模式面向電力市場化的良性發(fā)展。
在模式創(chuàng)新方面，業(yè)內人士一致認為，可通過AI賦能、數(shù)字孿生等技術，優(yōu)化協(xié)同控制、調度策略，充分發(fā)揮各類儲能的技術特性，實現(xiàn)高效利用。王可提出，以抽蓄為主體，結合區(qū)域電網(wǎng)需求，充分共享并利用抽蓄的送出線路、土地資源、電氣設備配置新型儲能，建立集約化、聚合化的“抽蓄+”儲能電站模式，提升整體效率、降低成本。從一體化規(guī)劃層面，“抽蓄+”儲能電站與新能源統(tǒng)籌規(guī)劃，可減少新能源與“抽蓄+”電站之間的距離，提高平滑新能源出力波動的靈敏性，降低電網(wǎng)擴容與調度壓力。
“新型儲能高速發(fā)展給抽蓄帶來挑戰(zhàn)，抽蓄行業(yè)需要自我變革，在保證工程安全的前提下進一步縮短建設工期、降低工程造價?！睆堊诹林赋?，2024年抽蓄電站單位千瓦靜態(tài)總投資中位數(shù)為5767元/千瓦。土建和機電等專業(yè)做好優(yōu)化設計，若工程投資降低15%，單元千瓦靜態(tài)投資可降低1000元/千瓦。
業(yè)內人士普遍認為，未來通過技術創(chuàng)新、國際合作和政策協(xié)調等方式，抽蓄行業(yè)有望克服面臨的挑戰(zhàn)，實現(xiàn)規(guī)模化、智能化和市場化發(fā)展，為構建清潔低碳、安全可控、高效互動的新型能源體系提供戰(zhàn)略性支撐。
