觀察丨未來(lái)10年抽水蓄能市場(chǎng)投資將超萬(wàn)億元
來(lái)源：中國(guó)能源觀察 時(shí)間：2024-02-23 17:16
抽水蓄能：一條火熱的新賽道
中國(guó)能源新聞網(wǎng)記者 劉光林
日前，國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局就《抽水蓄能電站開(kāi)發(fā)建設(shè)管理暫行辦法（征求意見(jiàn)稿）》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《辦法》）向全社會(huì)公開(kāi)征求意見(jiàn)。2023年5月，國(guó)家發(fā)展改革委還核定了全國(guó)在運(yùn)及2025年底前擬投運(yùn)的48座抽水蓄能電站的容量電價(jià)。一系列動(dòng)作不僅提升了人們對(duì)于抽水蓄能的關(guān)注度，也預(yù)示著抽水蓄能產(chǎn)業(yè)將迎來(lái)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵期。
新型能源體系呼喚抽水蓄能大發(fā)展
一般情況下，常規(guī)電源的技術(shù)出力都為正值，其出力最小也只能降為零（停機(jī)），而不會(huì)成為負(fù)數(shù)。而抽水蓄能作為一種具備儲(chǔ)能功能的電源形式，出力范圍則可以涵蓋負(fù)值和正值，其出力不僅可以降為零，甚至還可以繼續(xù)降為負(fù)數(shù)，也就是從電源變身為負(fù)荷?？梢?jiàn)，抽水蓄能的靈活性調(diào)節(jié)能力明顯優(yōu)于常規(guī)電源，更加適合新型能源體系和新型電力系統(tǒng)。且其儲(chǔ)能形式在技術(shù)上更加成熟、運(yùn)行更加穩(wěn)定，同時(shí)還具有規(guī)模優(yōu)勢(shì)。與煤電、氣電、水電等常規(guī)電源相比，抽水蓄能是一種十分優(yōu)秀的靈活性、調(diào)節(jié)性資源。
需要著重指出的是，抽水蓄能電站當(dāng)中的“水”，與常規(guī)水電當(dāng)中的“水”性質(zhì)并不相同。在常規(guī)水電中的“水”，指的是水能、水力，代表一種能量；而在抽水蓄能中的“水”，僅僅是一種載能介質(zhì)，抽水時(shí)消耗能源，并將消耗的能源以勢(shì)能形式儲(chǔ)存于上庫(kù)的水中，放水時(shí)再將勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能釋放出來(lái)。換一個(gè)角度說(shuō)，就是處在抽水蓄能電站下庫(kù)的水是不具備能源屬性的，只有被抽進(jìn)上庫(kù)的水才具有能源屬性。抽水蓄能電站在將介質(zhì)水抽上排下的過(guò)程中，由于存在摩擦力以及蒸發(fā)等原因，也存在能量損耗。損耗的比例大概是，用“四度電”將水抽到上庫(kù)，等到排水發(fā)電時(shí)就只能發(fā)出“三度電”了，即“抽四發(fā)三”，但仍遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)煤電機(jī)組在頻繁啟停時(shí)所產(chǎn)生的能量損耗。
可變速抽水蓄能機(jī)組技術(shù)仍有待突破
2023年12月10日，世界裝機(jī)容量最大的抽水蓄能電站——河北豐寧抽水蓄能電站國(guó)內(nèi)首臺(tái)大型交流勵(lì)磁變速抽水蓄能機(jī)組（12號(hào)機(jī)組）發(fā)電并網(wǎng)一次性成功，該機(jī)組整組啟動(dòng)調(diào)試試驗(yàn)取得了關(guān)鍵性階段成果。
豐寧抽水蓄能電站總裝機(jī)容量360萬(wàn)千瓦，共計(jì)安裝12臺(tái)抽水蓄能機(jī)組，其中10臺(tái)為國(guó)產(chǎn)定速機(jī)組，另外2臺(tái)為進(jìn)口變速機(jī)組，此次并網(wǎng)成功的12號(hào)機(jī)組便是2臺(tái)進(jìn)口變速機(jī)組中的1臺(tái)。
據(jù)了解，我國(guó)在定速抽水蓄能機(jī)組技術(shù)方面已經(jīng)取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，成功解決了抽水蓄能機(jī)組以過(guò)渡過(guò)程為代表的機(jī)組系統(tǒng)安全性、以壓力脈動(dòng)為代表的機(jī)組穩(wěn)定性、以效率為代表的機(jī)組高效性等關(guān)鍵問(wèn)題，不但一舉破除了國(guó)外長(zhǎng)達(dá)20多年的技術(shù)壟斷，并在涉及機(jī)組安全性和穩(wěn)定性關(guān)鍵技術(shù)方面對(duì)國(guó)外實(shí)現(xiàn)了超越。
而與定速機(jī)組相比，變速機(jī)組在運(yùn)行方式和水泵工況運(yùn)行范圍方面性能更加突出，可增強(qiáng)抽水蓄能電站柔性調(diào)節(jié)能力，保障新能源的高效消納，能夠?yàn)榇笠?guī)模發(fā)展新能源提供有利條件。
而目前我國(guó)在大型抽水蓄能自主化變速機(jī)組及相關(guān)配套設(shè)備自主化方面尚存在技術(shù)空白，后續(xù)還需要下大力氣進(jìn)行攻關(guān)和突破。不過(guò)據(jù)報(bào)道，早在2021年我國(guó)就建成首座可變速抽水蓄能機(jī)組實(shí)證平臺(tái)并通過(guò)專(zhuān)家評(píng)審；另外，國(guó)內(nèi)研發(fā)的“海水可變速抽水蓄能關(guān)鍵技術(shù)裝備研發(fā)”科技成果也已在2023年通過(guò)鑒定。
我國(guó)抽水蓄能發(fā)展一度十分緩慢
我國(guó)首座抽水蓄能電站比全球首座晚出現(xiàn)了80多年。1968年，我國(guó)才建成自己的第一座抽水蓄能電站——崗南電站。作為混合式水電站，該電站抽水蓄能機(jī)組容量?jī)H為1.1萬(wàn)千瓦。
抽水蓄能在我國(guó)起步較晚，且發(fā)展過(guò)程也一度十分緩慢。截至2020年底，全國(guó)在運(yùn)抽水蓄能電站僅有32座，總裝機(jī)容量3149萬(wàn)千瓦，甚至未能完成“十三五”期間規(guī)劃的裝機(jī)目標(biāo)。
我國(guó)抽水蓄能產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢顯然不能全部歸咎于技術(shù)原因。因?yàn)槲覈?guó)早就發(fā)展為水電大國(guó)，全球在運(yùn)十大常規(guī)水電站中，我國(guó)獨(dú)占六席，而建設(shè)常規(guī)水電與抽水蓄能電站在技術(shù)上并無(wú)太多差異。
有觀點(diǎn)認(rèn)為，工程量大、建設(shè)周期長(zhǎng)、投入高，是抽水蓄能電站發(fā)展緩慢的原因。這的確是一個(gè)很大的原因，不過(guò)還算不上主要原因。
在我國(guó)傳統(tǒng)能源體系中，煤電是主要電源，這由我國(guó)的能源資源稟賦所決定。而煤電可以在很大范圍內(nèi)做到“源隨荷動(dòng)”，能夠去主動(dòng)追隨負(fù)荷波動(dòng)調(diào)節(jié)出力，所以傳統(tǒng)能源系統(tǒng)對(duì)于抽水蓄能這種儲(chǔ)能形式的需求并不是那么迫切。
這種在需求上的“不迫切”，讓破除制約抽水蓄能發(fā)展的體制機(jī)制束縛的動(dòng)力也顯得十分不足，導(dǎo)致非電網(wǎng)企業(yè)和社會(huì)資本開(kāi)發(fā)抽水蓄能電站的積極性不高，同時(shí)抽水蓄能電站的電價(jià)疏導(dǎo)機(jī)制也不夠健全。
在我國(guó)電力發(fā)展史上，抽水蓄能電站一度被嚴(yán)格認(rèn)定為電網(wǎng)資源，因?yàn)樾枰獔?jiān)持“廠(chǎng)網(wǎng)分開(kāi)”原則，所以規(guī)定抽水蓄能電站由電網(wǎng)企業(yè)全資建設(shè)，甚至杜絕電網(wǎng)企業(yè)與發(fā)電企業(yè)（或潛在發(fā)電企業(yè)）合資建設(shè)抽水蓄能電站項(xiàng)目，并嚴(yán)格審核發(fā)電企業(yè)投資建設(shè)抽水蓄能電站項(xiàng)目。
具體比如，2011年7月31日國(guó)家能源局印發(fā)的《關(guān)于進(jìn)一步做好抽水蓄能電站建設(shè)的通知》規(guī)定，原則上由電網(wǎng)經(jīng)營(yíng)企業(yè)有序開(kāi)發(fā)、全資建設(shè)抽水蓄能電站，建設(shè)運(yùn)行成本納入電網(wǎng)運(yùn)行費(fèi)用。
上述問(wèn)題也直接導(dǎo)致了我國(guó)抽水蓄能項(xiàng)目的集中度較高。截至2022年底，在全國(guó)在運(yùn)抽水蓄能電站總裝機(jī)容量中，歸屬于國(guó)家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)兩大集團(tuán)的項(xiàng)目占比就達(dá)到85%。
抽水蓄能將迎來(lái)爆發(fā)式增長(zhǎng)
“抽水蓄能電站具有調(diào)峰、填谷、儲(chǔ)能等多種功能，啟停靈活、反應(yīng)速度快、調(diào)峰能力強(qiáng)，是建設(shè)新型能源體系、實(shí)現(xiàn)‘雙碳’目標(biāo)的重要支撐。”水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院院長(zhǎng)李昇介紹。
隨著我國(guó)提出“雙碳”目標(biāo)，并規(guī)劃加快建設(shè)新型能源體系和新型電力系統(tǒng)，儲(chǔ)能作為新型能源體系當(dāng)中的一種剛性、靈活性、調(diào)節(jié)性資源，就不再那么“可有可無(wú)”了。
當(dāng)然，為了推動(dòng)抽水蓄能發(fā)展，提高社會(huì)各界建設(shè)抽水蓄能電站的積極性，我國(guó)早在2014年就放開(kāi)了對(duì)抽水蓄能電站開(kāi)發(fā)方的限制，鼓勵(lì)社會(huì)投資進(jìn)入抽水蓄能領(lǐng)域。由于當(dāng)時(shí)配套政策力度不夠，并未產(chǎn)生立竿見(jiàn)影的效果。
進(jìn)入“十四五”時(shí)期，我國(guó)發(fā)展抽水蓄能的步伐明顯加快，各種利好政策也紛至沓來(lái)，抽水蓄能產(chǎn)業(yè)迎來(lái)大爆發(fā)。
2021年4月，國(guó)家發(fā)展改革委印發(fā)《關(guān)于進(jìn)一步完善抽水蓄能價(jià)格形成機(jī)制的意見(jiàn)》，對(duì)抽水蓄能兩部制電價(jià)政策、費(fèi)用分?jǐn)偸鑼?dǎo)機(jī)制等各方關(guān)切都進(jìn)行了明確的規(guī)定，消除了投資抽水蓄能無(wú)法疏導(dǎo)成本的壓力。同年9月，國(guó)家能源局發(fā)布《抽水蓄能中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃（2021—2035年）》，提出到2025年和2030年，全國(guó)抽水蓄能投產(chǎn)總規(guī)模分別達(dá)到6200萬(wàn)千瓦以上和1.2億千瓦左右，到2035年，形成滿(mǎn)足新能源高比例大規(guī)模發(fā)展需求的，技術(shù)先進(jìn)、管理優(yōu)質(zhì)、國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)的抽水蓄能現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)，培育形成一批抽水蓄能大型骨干企業(yè)。
2022年政府工作報(bào)告明確提出，要加強(qiáng)抽水蓄能電站建設(shè)。同年《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》則明確，要加快推進(jìn)抽水蓄能電站建設(shè)，推動(dòng)已納入規(guī)劃、條件成熟的大型抽水蓄能電站開(kāi)工建設(shè)，完善抽水蓄能價(jià)格形成機(jī)制；并要求推進(jìn)抽水蓄能電站投資主體多元化，吸引更多的社會(huì)資本參與到未來(lái)的產(chǎn)業(yè)建設(shè)。
近期，《辦法》向社會(huì)公開(kāi)征求意見(jiàn)，也被看作為應(yīng)對(duì)未來(lái)我國(guó)抽水蓄能產(chǎn)業(yè)爆發(fā)式增長(zhǎng)打牢政策基礎(chǔ)。
據(jù)報(bào)道，2022年，全球新增抽水蓄能裝機(jī)容量1030萬(wàn)千瓦，其中，我國(guó)新增抽水蓄能項(xiàng)目裝機(jī)達(dá)到880萬(wàn)千瓦，占比超過(guò)85%。截至目前，我國(guó)在運(yùn)抽水蓄能裝機(jī)容量已達(dá)到5064萬(wàn)千瓦，核準(zhǔn)在建抽水蓄能裝機(jī)容量超1.58億千瓦。
未來(lái)10年抽水蓄能市場(chǎng)投資將超萬(wàn)億元
當(dāng)前，我國(guó)正處于落實(shí)“雙碳”目標(biāo)和能源綠色低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，加快建設(shè)新型能源體系和新型電力系統(tǒng)，推動(dòng)風(fēng)電、光伏等新能源大規(guī)模高比例發(fā)展，這些均使得發(fā)展抽水蓄能等調(diào)節(jié)性電源的需求更加迫切。
然而從裝機(jī)比重來(lái)看，我國(guó)抽水蓄能發(fā)展水平又明顯偏低，目前僅占電源總裝機(jī)的1.8%，而有關(guān)研究機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)到2030年這一數(shù)據(jù)至少應(yīng)達(dá)到3%才能滿(mǎn)足建設(shè)新型電力系統(tǒng)所需。截至2020年底的數(shù)據(jù)顯示，意大利、美國(guó)、日本、德國(guó)、法國(guó)抽水蓄能裝機(jī)占比分別為6.6%、2.0%、8.0%、2.7%、4.3%，此外這些國(guó)家的燃?xì)怆娬菊急纫策h(yuǎn)高于我國(guó)。
考慮到能源轉(zhuǎn)型所需，新能源發(fā)電裝機(jī)到底要達(dá)到多少才夠用呢？
國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局印發(fā)的《關(guān)于促進(jìn)新時(shí)代新能源高質(zhì)量發(fā)展的實(shí)施方案》顯示，到2030年，我國(guó)風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電總裝機(jī)容量將達(dá)到12億千瓦以上。
如此火熱的可再生能源發(fā)展勢(shì)頭，必將進(jìn)一步推高整個(gè)能源系統(tǒng)對(duì)于配置抽水蓄能的需求，并成就抽水蓄能產(chǎn)業(yè)這一全新的競(jìng)逐賽道。根據(jù)有關(guān)方面預(yù)測(cè)，未來(lái)10年，我國(guó)抽水蓄能市場(chǎng)將產(chǎn)生萬(wàn)億元的新增投資規(guī)模。
不過(guò)，投資熱更需要冷思考，一定要完善相關(guān)規(guī)劃并把握好開(kāi)發(fā)節(jié)奏，避免投資與需求在時(shí)間和空間上出現(xiàn)不匹配，從而造成巨大的浪費(fèi)。抽水蓄能電站開(kāi)發(fā)建設(shè)管理有關(guān)辦法的即將出臺(tái)，無(wú)疑將點(diǎn)燃抽水蓄能產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展的引擎！
責(zé)任編輯：楊娜
