抽水蓄能,是目前所有储能形式中最传统也是性价比最高的储能方式。
2021年,全球新增储能13.1GW,其中抽水蓄能5.3GW,占比仅为40.2%。而我国同期新增储能7.4GW,其中抽水蓄能5.3GW,占比71.1%。显然,作为全球储能装机容量最高的国家,我国在储能的技术路线上,坚定地选择了以抽水蓄能为主。
虽然如此,我国抽水蓄能的发展速度,仍明显滞后于新能源装机容量增速,这主要是以电网侧为主的抽水蓄能市场化机制、商业模式有待建立和完善,长此以往,或将成为制约我国能源结构转型的瓶颈。
刘汉元全国人大代表、全国工商联副主席、通威集团董事局主席
在今年全国两会上,十四届全国人大代表刘汉元向大会提出《关于大力发展抽水蓄能, 助力我国能源转型》的书面建议。
刘汉元代表表示,抽水蓄能电站的运行模式,是将能量在电能和水的势能之间进行转换,利用电力系统富余电力抽水至高处储存,电力不足时放水发电,具有调峰填谷、调频、调相、储能、事故备用、黑启动等多种功能,也是目前最成熟、度电成本最低的储能技术,兼具使用寿命长、转换效率高、装机容量大、持续放电时间长等特点,能量转换效率在75%左右。
抽水蓄能也是生命周期最长、成本最低的蓄能项目。项目建成后电站坝体可使用100年左右,电机设备使用寿命在50年左右。目前,抽水蓄能度电成本在0.21-0.25元/kWh,远低于其他储能技术。
投资成本方面,普通水电站为9元/W左右,大型抽水蓄能电站在6.2元/W左右,中小型抽水蓄能电站(装机容量小于5万千瓦)因技术难度较低,投资成本在5元/W以内。通过优化设计,采用小水库容量方案,投资成本还可大幅降低至2元/W左右,同时合理增加每日充放电次数,在现有技术条件下,抽水蓄能度电成本可降低到0.1元/kWh以内。
刘汉元代表在书面建议中介绍,抽水蓄能作为最早的大容量储能技术,从20世纪中期开始就被大量运用,逐渐成为全世界应用最为广泛的储能技术。
我国抽水蓄能早在20世纪60年代就实现了商业化应用。经过半个世纪的发展,我国抽水储能技术已处于世界一流水平。截至2021年末,全球抽水蓄能累计装机规模达181GW,占全球储能累计装机量的86.2%;我国储能累计装机46.1GW,其中抽水储能39.8GW,占比为86.3%,电化学储能占比9.2%。
近几年,我国电化学储能装机规模有较大幅度提升,但抽水蓄能仍是绝对主力。预计到2025年,抽水蓄能累计装机规模占比可能下降至67%,但仍是电化学储能的两倍以上。
虽然电化学储能的度电成本在持续降低,但预计到2030年之前,依然高于抽水蓄能。因此,从经济性判断,建设大容量长时储能系统,抽水蓄能仍是最优选择。
刘汉元代表介绍,虽然我国是全球抽水蓄能装机规模最大的国家,但近十多年来发展速度整体较慢,建设速度始终不及预期,“十二五”及“十三五”期间建设规模均未达到规划目标,我国抽水蓄能电站装机比例与发达国家相比也有较大差距。
根据《抽水蓄能中长期发展规划(2021-2035年)》,到2025年,我国抽水蓄能投产总规模将达到62GW以上,到2030年达到120GW左右。若要加快我国实现“双碳”目标,构建以可再生能源为主、甚至100%可再生电力系统,现阶段规划目标还远远不够。根据相关机构预测,我国要实现碳中和目标,按最保守估算,到2025年抽水蓄能电站装机规模需达到130GW,2030年达到250GW。
其中,离河抽水蓄能是未来发展抽水蓄能的最主要方向。根据澳大利亚国立大学的研究,目前已发现的全球离河抽水蓄能站点达61.6万个,其储能潜力约为2300万GWh,仅需其中不到1%的站点,即可支撑全球100%的可再生能源电力系统。对我国而言,占国土面积仅1%的浙江省,就有大约3200个潜在站点,具备1.1万GWh储能容量,足以支撑我国构建100%可再生能源电力系统。
基于此,为推动我国抽水蓄能产业快速发展,助力新型电力系统打造,今年刘汉元代表有以下建议:
一是建议进一步开展抽水蓄能站点勘测工作,储备优势资源。精选一批具备良好经济指标和工程建设条件的储备站点,推动其纳入《抽水蓄能中长期发展规划(2021-2035年)》,为后续大规模建设夯实基础。
二是建议加大政策驱动力度,集中精力在“十四五”“十五五”期间,大规模开工建设抽水蓄能项目,尤其是距离负荷中心近、建设周期短的中小型离河抽水蓄能项目。用5到10年时间基本全部完成,同步甚至适度超前于电网的改造升级,率先构建起我国以抽水蓄能为主,电化学和其他储能方式为辅的储能系统,助力我国能源转型进程。
背景资料:
据CNESA的不完全统计,2021年我国储能累计装机46.1GW,新增10.5GW,同比增长231%。
抽水蓄能是我国迄今为止部署最多的储能方式,占比86.3%,以 36.39GW的装机容量位列世界第一。为满足电网调节能力的需要,抽水蓄能电站容量配置一般为电网总装机容量的7%-10%。目前全国抽蓄电站装机容量占全国电力总装机比重不到2%,离发展目标仍有较大差距。
我国抽水蓄能资源总量达到1604GW,当前已纳入规划站点资源总量814GW,其中重点实施项目421GW,规划储备项目305GW。
根据国家能源局发布的《抽水蓄能中长期发展规划(2021-2035年)》,到2025年抽水蓄能投产62GW以上,到2030年投产120GW左右;根据抽水蓄能行业协会展望,2035年投产规模有望超过400GW。
在2022年全国两会上,“加强抽水蓄能电站建设”被首次写入政府工作报告。
2022年4月,国家发展改革委、国家能源局联合印发通知,部署加快“十四五”时期抽水蓄能项目开发建设,按照能核尽核、能开尽开的原则,加快推进2022年抽水蓄能项目核准工作,确保2022年底前核准一批项目,并做好与“十四五”后续年度核准工作的衔接,促进抽水蓄能又好又快大规模高质量发展,从而加快构建新型电力系统、促进可再生能源大规模高比例发展,以及促进扩大有效投资。核准流程有望标准化、简约化,项目设计、建设、设备交付将得到同步提速。
2021年,我国抽水蓄能核准项目容量以13.7GW创下历史新高。2022年初至今新增开工抽水蓄能项目达到13GW,建设显著提速。
遵循“能核尽核、能开尽开”的原则,预计2022年抽水蓄能核准建设规模超过50GW,新增投产规模9GW,年底总装机容量达到45GW左右,“十四五”期间可核准并达到开工条件项目容量270GW。
根据水规总院预测,“十四五”期间新核准并达到开工条件的项目容量有望达到270GW ,按照5,500元/kW的造价进行测算,预计“十四五”期间抽水蓄能投资额超过1.4万亿元,“十五五”期间以约合1.8万亿元达到顶峰。
抽水蓄能设备进入发展快车道,按照设备投资占比15%保守测算,预计2021-2035年间每年平均新增价值量超过450亿元。
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