2024全球抽水蓄能發(fā)電行業(yè)技術發(fā)展現(xiàn)狀分析

• 黃文玉 2023年12月18日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 新華社 551 30
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抽水蓄能，一種儲能技術。即利用水作為儲能介質，通過電能與勢能相互轉化，實現(xiàn)電能的儲存和管理。利用電力負荷低谷時的電能抽水至上水庫，在電力負荷高峰期再放水至下水庫發(fā)電。

2023年12月15日，東北地區(qū)裝機規(guī)模最大的抽水蓄能電站——遼寧清原抽水蓄能電站首臺機組正式投產(chǎn)發(fā)電，對保障遼寧電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行、促進新能源消納、優(yōu)化東北電網(wǎng)電源結構具有重要意義。據(jù)了解，清原抽水蓄能電站其余5臺機組仍在安裝、調試過程中，計劃于2025年3月前全部投入運行。屆時，電站每年可節(jié)約標煤15.8萬噸，減少二氧化碳排放37.5萬噸。

抽水蓄能，一種儲能技術。即利用水作為儲能介質，通過電能與勢能相互轉化，實現(xiàn)電能的儲存和管理。利用電力負荷低谷時的電能抽水至上水庫，在電力負荷高峰期再放水至下水庫發(fā)電。可將電網(wǎng)負荷低時的多余電能，轉變?yōu)殡娋W(wǎng)高峰時期的高價值電能。適用于調頻、調相，穩(wěn)定電力系統(tǒng)的周波和電壓，還可提高系統(tǒng)中火電站和核電站的效率。抽水蓄能是技術最成熟、經(jīng)濟性最優(yōu)、最具大規(guī)模開發(fā)條件的儲能方式，是電力系統(tǒng)綠色低碳清潔靈活調節(jié)電源。

抽水蓄能電站是利用電力系統(tǒng)負荷低谷時的剩余電能從下水庫向上水庫抽水，將電能轉換為水的勢能儲存起來;當電力系統(tǒng)需要時，從上水庫向下水庫放水發(fā)電，再將水的勢能轉換為電能的一種電站。抽水蓄能電站就是為了解決電網(wǎng)高峰、低谷之間供需矛盾而產(chǎn)生的，是間接儲存電能的一種方式。它利用下半夜過剩的電力驅動水泵，將水從下水庫抽到上水庫儲存起來，然后在次日白天和前半夜將水放出發(fā)電，并流入下水庫。在整個運作過程中，雖然部分能量會在轉化時流失，但相比之下，使用抽水蓄能電站仍然比增建煤電發(fā)電設備來滿足高峰用電而在低谷時壓荷、停機這種情況來得便宜，效益更佳。

除此以外，抽水蓄能電站還能擔負調頻、調相和事故備用等動態(tài)功能。因而抽水蓄能電站既是電源點，又是電力用戶;并成為電網(wǎng)運行管理的重要工具，是確保電網(wǎng)安全、經(jīng)濟、穩(wěn)定生產(chǎn)的支柱。抽水蓄能電站有發(fā)電和抽水兩種主要運行方式，在兩種運行方式之間又有多種從一個工況轉到另一工況的運行。

全球抽水蓄能發(fā)電行業(yè)技術發(fā)展現(xiàn)狀分析

抽水蓄能具有調峰、調頻、調相、儲能、系統(tǒng)備用和黑啟動等功能，以及容量大、工況多、速度快、可靠性高、經(jīng)濟性好等技術經(jīng)濟優(yōu)勢，在保障大電網(wǎng)安全、促進新能源消納、提升全系統(tǒng)性能中發(fā)揮著基礎作用，是能源互聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分。加快發(fā)展抽水蓄能，是構建新型電力系統(tǒng)的迫切要求，是保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的重要支撐，是可再生能源大規(guī)模發(fā)展的重要保障。

隨著并網(wǎng)核電及新能源機組(風電、太陽能等)越來越多，電網(wǎng)出現(xiàn)新的穩(wěn)定問題：一是夜間定常運行發(fā)電設備增加;二是新能源在電網(wǎng)中的占比越來越大，電網(wǎng)的穩(wěn)定性面臨更大挑戰(zhàn)。變速抽水蓄能機組具有自動跟蹤電網(wǎng)頻率變化和高速調節(jié)有功功率等優(yōu)越性，一方面，可根據(jù)風電等新能源出力過程，調節(jié)水泵輸入功率，更靈活地跟蹤電網(wǎng)頻率，在保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的前提下提高新能源利用率;另一方面，機組調節(jié)速率提高，可更好地跟蹤風電等穩(wěn)定性差電源的出力過程，從而減小新能源電源對電網(wǎng)的沖擊。此外，可變速機組還可以使水輪機在各出力下運行在高效率區(qū)，提高了水輪機效率;由于可變速機組可運行水頭范圍增大，可以降低上水庫大壩高度，節(jié)省建設成本。

更具優(yōu)勢的是變速機優(yōu)良的調節(jié)性能，變速機組在響應時間、調節(jié)速度方面明顯優(yōu)于定速機組。變速機組可以在0.25s內調整水泵入力±5%，調整水輪機出力±10%。日本大河內電站(1993年完成改造，2臺可變速機組)400MW變速機組0.2s內可改變輸出功率32MW或輸入功率80MW。現(xiàn)階段世界上共有34臺可變速機組在運或在建，其中日本15臺，瑞士10臺，斯洛文尼亞1臺，德國2臺(有4臺在建)，葡萄牙2臺，中國在這方面尚屬空白。

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2023-2028年中國抽水蓄能發(fā)電行業(yè)市場深度調研與發(fā)展分析報告》顯示：

根據(jù)市場調研數(shù)據(jù)分析，2018-2022年中國抽水蓄能發(fā)電設備市場規(guī)模呈現(xiàn)逐年增長趨勢，2022年市場規(guī)模為931億元，同比增長21.7%。2018-2022年中國抽水蓄能發(fā)電下游應用規(guī)模呈現(xiàn)逐年增長趨勢，2022年市場規(guī)模為1387億元，同比增長19.8%。2018-2022年中國抽水蓄能電站市場營收呈現(xiàn)逐年增長趨勢，2022年市場規(guī)模為859億元，同比增長13.8%。2018-2022年中國抽水蓄能裝機總量呈現(xiàn)逐年增長趨勢，2022年市場規(guī)模為43GW，同比增長19.4%。

“十三五”以來，2022年開工建設的兩座抽水蓄能電站，國家電網(wǎng)公司已累計開工建設23座抽水蓄能電站，裝機容量達3093萬千瓦，總投資近1800億元;累計投產(chǎn)7座抽水蓄能電站，裝機容量765萬千瓦，有力服務了國家“六穩(wěn)”“六?！惫ぷ鳌?023年4月，國家抽水蓄能中長期發(fā)展規(guī)劃(2021-2035)中的“十四五”重點實施項目——仙游木蘭抽水蓄能電站。該項目總投資約94億元，選址于社硎鄉(xiāng)和菜溪鄉(xiāng)交界處。

抽水蓄能發(fā)電行業(yè)未來發(fā)展趨勢

由于抽水蓄能是現(xiàn)階段技術最成熟、經(jīng)濟性最優(yōu)、最具大規(guī)模開發(fā)條件的電力系統(tǒng)綠色低碳清潔靈活調節(jié)電源，與風電、太陽能發(fā)電、核電、火電等配合效果較好。全球主要國家/地區(qū)仍對發(fā)展抽水蓄能產(chǎn)業(yè)持積極態(tài)度。據(jù)IHA預測，至2025年，全球抽水蓄能累計裝機規(guī)模將達208GW，至2030今年，累計裝機規(guī)模將達239GW。

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  2023-2028年中國抽水蓄能發(fā)電行業(yè)市場深度調研與發(fā)展分析報告

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