中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：在江蘇宜興國(guó)家電網(wǎng)華東分部調(diào)度中心的屏幕上，實(shí)時(shí)跳動(dòng)著新能源并網(wǎng)數(shù)據(jù)：風(fēng)電、光伏裝機(jī)已突破14.82億千瓦，首次超越火電，這樣的場(chǎng)景在全國(guó)各大電網(wǎng)調(diào)度中心頻繁上演，背后是我國(guó)儲(chǔ)能設(shè)施的高速擴(kuò)張。
“實(shí)現(xiàn)‘雙碳’目標(biāo)，構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，是破解經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展過(guò)程中能源、資源與環(huán)境制約的關(guān)鍵舉措。”在近日召開(kāi)的國(guó)際大壩委員會(huì)第28屆大會(huì)暨第93屆年會(huì)抽水蓄能電站發(fā)展與展望專(zhuān)題研討會(huì)上，中國(guó)工程院院士、中國(guó)電建集團(tuán)首席科學(xué)家張宗亮在報(bào)告中提到，抽水蓄能電站是開(kāi)發(fā)構(gòu)建流域“水風(fēng)光儲(chǔ)”一體化清潔能源基地和“沙戈荒”新能源基地的儲(chǔ)能支撐。
當(dāng)前，中國(guó)正在進(jìn)行一場(chǎng)深刻的能源革命，著力構(gòu)建清潔低碳、安全高效的新型能源體系，抽水蓄能是目前技術(shù)成熟可靠、最具大規(guī)模開(kāi)發(fā)、經(jīng)濟(jì)高效的綠色儲(chǔ)能手段，抽水蓄能電站作為“儲(chǔ)能倉(cāng)庫(kù)”和“靈活調(diào)節(jié)電源”，是新型電力系統(tǒng)的重要支撐，具有新機(jī)遇、新定位、新使命。
2024年新增抽水蓄能投產(chǎn)裝機(jī)容量775萬(wàn)千瓦
在河北張北的風(fēng)電場(chǎng)上，當(dāng)風(fēng)速突然下降30%，抽水蓄能電站迅速啟動(dòng)，10分鐘內(nèi)填補(bǔ)了200萬(wàn)千瓦時(shí)的電力缺口，這樣的場(chǎng)景每天都在發(fā)生。隨著新能源裝機(jī)占比突破42%，電力系統(tǒng)的“間歇性陣痛”日益明顯，而儲(chǔ)能正是緩解“陣痛”的關(guān)鍵。
抽水蓄能的核心作用在電網(wǎng)調(diào)度中尤為突出，浙江電力調(diào)度控制中心主任陳偉舉例：“去年夏季高溫，抽水蓄能電站每天承擔(dān)全省30%的調(diào)峰任務(wù)，相當(dāng)于每天搬移1200萬(wàn)噸的電力水庫(kù)?！边@種日級(jí)調(diào)節(jié)能力，配合電化學(xué)儲(chǔ)能的秒級(jí)響應(yīng)，構(gòu)建起立體調(diào)節(jié)體系。
數(shù)據(jù)顯示，2024年全國(guó)儲(chǔ)能系統(tǒng)累計(jì)平抑風(fēng)光波動(dòng)超8000萬(wàn)次，棄風(fēng)棄光率降至2.1%，創(chuàng)歷史新低。
儲(chǔ)能不僅是技術(shù)問(wèn)題，更是能源轉(zhuǎn)型的戰(zhàn)略基石。專(zhuān)家表示，中國(guó)儲(chǔ)能設(shè)施的快速布局，正在改變電力系統(tǒng)的發(fā)展模式——從“以煤定電”轉(zhuǎn)向“以儲(chǔ)定網(wǎng)”。
在廣東，“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”一體化項(xiàng)目已實(shí)現(xiàn)新能源利用率98.7%，這背后是儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)頻率的精準(zhǔn)控制，每秒進(jìn)行50次調(diào)節(jié)，確保百萬(wàn)臺(tái)變頻器穩(wěn)定運(yùn)行。
“未來(lái)5到10年，在‘雙碳’目標(biāo)和新型電力系統(tǒng)建設(shè)推動(dòng)下，抽水蓄能裝機(jī)容量將保持年均15%以上的高速增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)到2030年將突破1.2億千瓦?！敝袊?guó)電建北京院黨委書(shū)記、董事長(zhǎng)朱國(guó)金表示。
相關(guān)企業(yè)負(fù)責(zé)人透露，其工廠的抽水蓄能機(jī)組生產(chǎn)線24小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，2024年訂單量較2020年增長(zhǎng)了300%。
企業(yè)的忙碌是行業(yè)發(fā)展的縮影。2024年我國(guó)新增核準(zhǔn)抽水蓄能電站23座、核準(zhǔn)總裝機(jī)容量3090萬(wàn)千瓦，新增投產(chǎn)裝機(jī)容量775萬(wàn)千瓦。新型儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模達(dá)7376萬(wàn)千瓦，僅鋰電池儲(chǔ)能項(xiàng)目就以每周3個(gè)的速度落地。
“水風(fēng)光儲(chǔ)氫”五位一體
青海海南州一片戈壁灘上，光伏板與風(fēng)力發(fā)電機(jī)綿延數(shù)十公里，地下深處的抽水蓄能電站正在建設(shè)，旁邊的電解槽廠房已開(kāi)始試產(chǎn)綠氫，這里正在上演“水風(fēng)光儲(chǔ)氫”的協(xié)同實(shí)踐：光伏風(fēng)電發(fā)電，抽水蓄能調(diào)峰，氫能儲(chǔ)存季節(jié)性盈余電力。
“‘抽水蓄能﹢新型儲(chǔ)能’協(xié)同發(fā)展模式將成為行業(yè)前進(jìn)的重要方向，這種模式可以通過(guò)深度挖掘兩類(lèi)儲(chǔ)能技術(shù)體系的互補(bǔ)特性，系統(tǒng)性提升多能互補(bǔ)協(xié)同效能，為構(gòu)建清潔低碳、安全可控、高效互動(dòng)的新型能源體系提供戰(zhàn)略性支撐。”朱國(guó)金解釋說(shuō)。
技術(shù)創(chuàng)新正在打通各環(huán)節(jié)的壁壘：寧德時(shí)代的鈉離子電池與抽水蓄能聯(lián)合運(yùn)行，使系統(tǒng)成本下降25%。在廣東肇慶，全國(guó)首個(gè)“變速抽水蓄能﹢氫能”示范項(xiàng)目即將投產(chǎn)，變速機(jī)組可根據(jù)風(fēng)電實(shí)時(shí)功率調(diào)整抽水速度，氫能裝置則將多余電力轉(zhuǎn)化為工業(yè)用氫，綜合效率達(dá)78%。
未來(lái)的能源系統(tǒng)不是單一技術(shù)的天下，而是“交響樂(lè)團(tuán)”。通過(guò)共享抽蓄電站的送出線路和土地資源，新型儲(chǔ)能項(xiàng)目的建設(shè)成本可降低30%，這種集約化模式正在江蘇、浙江等地推廣，預(yù)計(jì)2030年前將形成50個(gè)百萬(wàn)千瓦級(jí)“抽蓄﹢新能源﹢儲(chǔ)能”綜合體。
人工智能引領(lǐng)儲(chǔ)能行業(yè)革命
隨著人工智能技術(shù)的不斷融入，無(wú)論從設(shè)計(jì)、施工到運(yùn)營(yíng)效率都大幅提升，儲(chǔ)能行業(yè)正掀起一場(chǎng)AI革命。
在四川大涼山的抽水蓄能電站施工現(xiàn)場(chǎng)，已經(jīng)使用無(wú)人機(jī)進(jìn)行地質(zhì)勘測(cè)，AI算法實(shí)時(shí)分析200平方公里的地形數(shù)據(jù)，1小時(shí)內(nèi)就能完成過(guò)去需要10天的選址評(píng)估。AI系統(tǒng)已將抽水蓄能電站的選址周期從18個(gè)月縮短至6個(gè)月。
設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的變革同樣驚人。東方電機(jī)的工程師在虛擬仿真平臺(tái)上輸入?yún)?shù)，10分鐘后就生成了12種水泵水輪機(jī)設(shè)計(jì)方案，而過(guò)去則需要3個(gè)月做方案比選，AI把不可能變成了日常。
運(yùn)維環(huán)節(jié)的預(yù)測(cè)性維護(hù)讓設(shè)備可靠性大幅提升。在浙江仙居抽水蓄能電站，數(shù)字孿生系統(tǒng)每天分析800萬(wàn)條傳感器數(shù)據(jù)，提前14天預(yù)警軸承磨損，使機(jī)組非計(jì)劃停機(jī)次數(shù)下降60%。
“AI正在把儲(chǔ)能行業(yè)從經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)推向數(shù)據(jù)智能?！币晃煌鈬?guó)工程師評(píng)價(jià)，中國(guó)在智能調(diào)度算法上的突破，使抽水蓄能電站的綜合效率提升至80%以上，遠(yuǎn)超國(guó)際平均水平。
在挑戰(zhàn)中尋找破局點(diǎn)
然而，快速發(fā)展的背后隱藏著諸多挑戰(zhàn)，與會(huì)專(zhuān)家圍繞儲(chǔ)能存在的問(wèn)題展開(kāi)探討。專(zhuān)家表示，選址難度大、周期長(zhǎng)、投資成本較高，是抽水蓄能電站的建設(shè)面臨的主要挑戰(zhàn)。
雖然鋰電池儲(chǔ)能項(xiàng)目建設(shè)周期短，但由于壽命只有8至10年，全生命周期成本并不低。安全性能、規(guī)模瓶頸和盈利模式，仍是制約新型儲(chǔ)能發(fā)展的關(guān)鍵因素。
在走向國(guó)際市場(chǎng)的道路中，也面臨標(biāo)準(zhǔn)壁壘。“國(guó)標(biāo)與歐美標(biāo)準(zhǔn)的差異和國(guó)產(chǎn)設(shè)備國(guó)際市場(chǎng)認(rèn)可度限制、各國(guó)不斷強(qiáng)化的本地化率要求和地緣政治動(dòng)蕩、新興市場(chǎng)抽水蓄能電價(jià)機(jī)制不健全、投資回收期較長(zhǎng)等，構(gòu)成了抽水蓄能?chē)?guó)際化發(fā)展的阻礙?！敝靽?guó)金說(shuō)。這些多維度的挑戰(zhàn)需要通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新、國(guó)際合作和政策協(xié)調(diào)等方式系統(tǒng)性地突破。
國(guó)家政策層面的支持更為關(guān)鍵。2025年1月，國(guó)家發(fā)展改革委與能源局聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于深化新能源上網(wǎng)電價(jià)市場(chǎng)化改革 促進(jìn)新能源高質(zhì)量發(fā)展的通知》，標(biāo)志著新型儲(chǔ)能正式進(jìn)入“市場(chǎng)引導(dǎo)為主、政策驅(qū)動(dòng)為輔”的發(fā)展新階段。這一政策突破直接推動(dòng)山東等省份建立獨(dú)立儲(chǔ)能參與現(xiàn)貨市場(chǎng)交易機(jī)制，通過(guò)拉大充放電價(jià)差、拓寬輔助服務(wù)收益渠道，使儲(chǔ)能從新能源發(fā)展的“成本項(xiàng)”轉(zhuǎn)為“價(jià)值項(xiàng)”。在江蘇，40個(gè)電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目通過(guò)固定電價(jià)交易機(jī)制，在2024年迎峰度夏期間實(shí)現(xiàn)平均每天兩次滿充滿放。
地方政策創(chuàng)新同樣亮點(diǎn)紛呈：山東對(duì)新型儲(chǔ)能項(xiàng)目給予0.3元/千瓦時(shí)的建設(shè)補(bǔ)貼，并優(yōu)先保障用地指標(biāo)；江蘇通過(guò)“充電免費(fèi)﹢放電溢價(jià)”機(jī)制，使儲(chǔ)能電站參與頂峰的積極性提升3倍以上。
國(guó)際合作也將柳暗花明。在“一帶一路”倡議下，中國(guó)電建與中東歐國(guó)家合作的首個(gè)抽水蓄能項(xiàng)目——克羅地亞塞尼電站正在建設(shè)，采用“中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)﹢本地化制造”模式，成功破解了歐盟技術(shù)壁壘。
張宗亮表示，在新的發(fā)展形勢(shì)下，抽水蓄能行業(yè)正面臨新使命，由傳統(tǒng)“保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行”向能源電力、經(jīng)濟(jì)社會(huì)多領(lǐng)域綜合效益發(fā)揮轉(zhuǎn)變，并將在規(guī)模化拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和促進(jìn)鄉(xiāng)村振興等方面發(fā)揮重要作用。
