抽水儲能,作為 一種傳統(tǒng)儲能技術(shù) ,本身不是新興的產(chǎn)業(yè),但從“碳達峰、碳中和”的產(chǎn)業(yè)生態(tài)來說卻是剛剛出現(xiàn),正處在起步階段。核心原理是利用水作為儲能介質(zhì),通過電能與勢能相互轉(zhuǎn)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??蓪㈦娋W(wǎng)負荷低時的多余電能,轉(zhuǎn)變?yōu)殡娋W(wǎng)高峰時期的高價值電能。適用于調(diào)頻、調(diào)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。
長期以來,中國還沒達到類似美國、日本將儲能當(dāng)作一個獨立產(chǎn)業(yè)加以看待并出臺專門扶持政策的程度,尤其在缺乏為儲能付費機制的前提下,儲能產(chǎn)業(yè)的商業(yè)化模式尚未成形。國外抽水蓄能電站的出現(xiàn)已有一百多年的歷史,我國在上世紀60年代后期才開始研究抽水蓄能電站的開發(fā),于1968年和1973年先后建成崗南和密云兩座小型混合式抽水蓄能電站,裝機容量分別為11MW和22MW。
據(jù)統(tǒng)計,至2009年底我國投產(chǎn)的抽水蓄能電站共22座,總?cè)萘?1545MW,其中大型純抽水蓄能電站11座(包括北京十三陵、廣東廣州一期與二期、浙江天荒坪與桐柏、吉林白山、山東泰安、安徽瑯琊山、江蘇宜興、山西西龍池、河北張河灣)10400MW,其余11座1145MW,在建的8座,裝機容量9360MW。2020年12月23日,山西渾源、浙江磐安、山東泰安二期抽水蓄能電站工程集中開工。
為了促進抽水蓄能電站健康發(fā)展,充分發(fā)揮抽水蓄能電站綜合效益,2014年8月,國家發(fā)展改革委下發(fā)《關(guān)于完善抽水蓄能電站價格形成機制有關(guān)問題的通知》?!锻ㄖ访鞔_,在形成競爭性電力市場以前,對抽水蓄能電站實行兩部制電價。
在2021年3月1日發(fā)布的國家電網(wǎng)公司“碳中和”行動方案中,明確提出了“ 加強系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力建設(shè),大力推進抽水蓄能電站和調(diào)峰氣電建設(shè),推廣應(yīng)用大規(guī)模儲能裝置,提高系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力”!上周五國網(wǎng)出臺1000億投資抽水儲能計劃,只是方案的分步細化。但,國家電網(wǎng)的影響力立即被市場認同,水電股逆市全面大漲!
隨著我國新興能源的大規(guī)模開發(fā)利用,抽水蓄能電站的配置由過去單一的側(cè)重于用電負荷中心逐步向用電負荷中心、能源基地、送出端和落地端等多方面發(fā)展。新能源的迅速發(fā)展需要加速抽水蓄能電站建設(shè)風(fēng)電作為清潔的可再生資源是國家鼓勵發(fā)展的產(chǎn)業(yè),核電是國家大力發(fā)展的新型能源,風(fēng)電和核電的大力發(fā)展,對實現(xiàn)我國能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化、可持續(xù)發(fā)展有著不可替代的作用。
風(fēng)能是一種隨機性、間歇性的能源,風(fēng)電場不能提供持續(xù)穩(wěn)定的功率,發(fā)電穩(wěn)定性和連續(xù)性較差,這就給風(fēng)電并網(wǎng)后電力系統(tǒng)實時平衡、保持電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行帶來巨大挑戰(zhàn),同時風(fēng)電的運行方式必將受到電力系統(tǒng)負荷需求的諸多限制。抽水蓄能電站具有啟動靈活、爬坡速度快等常規(guī)水電站所具有的優(yōu)點和低谷儲能的特點,可以很好地緩解風(fēng)電給電力系統(tǒng)帶來的不利影響。
核電機組運行費用低,環(huán)境污染小,但核電機組所用燃料具有高危險性,一旦發(fā)生核燃料泄漏事故,將對周邊地區(qū)造成嚴重的后果;同時,由于核電機組單機容量較大,一旦停機,將對其所在電網(wǎng)造成很大的沖擊,嚴重時可能會造成整個電網(wǎng)的崩潰。在電網(wǎng)中必須要有強大調(diào)節(jié)能力的電源與之配合,因此建設(shè)一定規(guī)模的抽水蓄能電站配合核電機組運行,可輔助核電在核燃料使用期內(nèi)盡可能的用盡燃料,多發(fā)電,不但有利于燃料的后期處理,降低危險性,而且有效降低了核電發(fā)電成本。
抽水蓄能電站是電力系統(tǒng)中最可靠、最經(jīng)濟、壽命周期長、容量大、技術(shù)最成熟的儲能裝置,是新能源發(fā)展的重要組成部分。通過配套建設(shè)抽水蓄能電站,可降低核電機組運行維護費用、延長機組壽命;有效減少風(fēng)電場并網(wǎng)運行對電網(wǎng)的沖擊,提高風(fēng)電場和電網(wǎng)運行的協(xié)調(diào)性以及電網(wǎng)運行的安全穩(wěn)定性。
特高壓、智能電網(wǎng)的發(fā)展需要加速抽水蓄能電站建設(shè)。國家電網(wǎng)公司正在推進“一特四大”的電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略,即以大型能源基地為依托,建設(shè)由1000千伏交流和±800千伏直流構(gòu)成的特高壓電網(wǎng),形成電力“高速公路”,促進大煤電、大水電、大核電、大型可再生能源基地的集約化開發(fā),在全國范圍內(nèi)實現(xiàn)資源優(yōu)化配置。同時,將以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅強電網(wǎng)為基礎(chǔ),發(fā)展以信息化、數(shù)字化、自動化、互動化為特征的自主創(chuàng)新、國際領(lǐng)先的堅強智能電網(wǎng)。
特高壓交流輸電系統(tǒng)的無功平衡和電壓控制問題比超高壓交流輸電系統(tǒng)更為突出。利用大型抽水蓄能電站的有功功率、無功功率雙向、平穩(wěn)、快捷的調(diào)節(jié)特性,承擔(dān)特高壓電力網(wǎng)的無功平衡和改善無功調(diào)節(jié)特性,對電力系統(tǒng)可起到非常重要的無功/電壓動態(tài)支撐作用,是一項比較安全又經(jīng)濟的技術(shù)措施,建設(shè)一定規(guī)模的抽水蓄能電站,對電力系統(tǒng)特別是堅強智能電網(wǎng)的穩(wěn)定安全運行具有重要意義。
總之,在“碳達峰、碳中和”的大戰(zhàn)略中,加強抽水蓄能電站建設(shè),也就顯得極為迫切。
原標題:抽水儲能何以再度被熱炒?