新能源的快速發(fā)展對電力系統(tǒng)的平衡調(diào)節(jié)能力提出了更高的要求。為了適應(yīng)這一形勢，抽水蓄能電站開始加速發(fā)展。
抽水蓄能屬于大規(guī)模、集中式能量儲(chǔ)存，其技術(shù)非常成熟，每瓦儲(chǔ)能運(yùn)行成本較低，可用于電網(wǎng)的能量管理和調(diào)峰。在各種儲(chǔ)能方式中，抽水蓄能目前占絕對主體地位。目前我國抽水蓄能電站在運(yùn)裝機(jī)3179萬千瓦、在建裝機(jī)5243萬千瓦，是全球抽水蓄能電站規(guī)模最大的國家。但抽水蓄能占電源總裝機(jī)比重僅為1.4%，不能滿足新能源快速需求，未來發(fā)展前景十分廣闊。
一、國家電網(wǎng)“十四五”抽水蓄能電站投資1000億元以上
3月1日，國家電網(wǎng)公司官網(wǎng)發(fā)布“碳達(dá)峰、碳中和”行動(dòng)方案(以下稱“行動(dòng)方案”)，這是首個(gè)央企發(fā)布的“碳達(dá)峰、碳中和”行動(dòng)方案。“行動(dòng)方案”中提到“十三五”以來累計(jì)開工抽水蓄能電站21座、裝機(jī)容量2853萬千瓦，在運(yùn)在建規(guī)模達(dá)到6236萬千瓦，提升新能源消納能力。“行動(dòng)方案”指出國家電網(wǎng)將大力推進(jìn)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(chǔ)能裝置，提高系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力。完善抽水蓄能電價(jià)形成和容量電費(fèi)分?jǐn)倷C(jī)制，建立儲(chǔ)能電站投資回報(bào)機(jī)制;促進(jìn)各類能源互通互濟(jì)，源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)調(diào)互動(dòng)，支撐新能源發(fā)電、多元化儲(chǔ)能、新型負(fù)荷大規(guī)模友好接入;發(fā)展“新能源+儲(chǔ)能”、光熱發(fā)電，提高系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力。
國家電網(wǎng)“十四五”期間將積極推動(dòng)抽水蓄能電站科學(xué)布局、多開多投，力爭在新能源集中開發(fā)地區(qū)和負(fù)荷中心新增開工2000萬千瓦以上裝機(jī)、1000億元以上投資規(guī)模的抽水蓄能電站，并向社會(huì)開放國家電網(wǎng)擬建抽水蓄能項(xiàng)目。加大抽水蓄能電站規(guī)劃選點(diǎn)和前期工作，再安排開工建設(shè)一批項(xiàng)目，到2025年，公司經(jīng)營區(qū)抽水蓄能裝機(jī)超過5000萬千瓦。
國家電網(wǎng)抽水蓄能電站項(xiàng)目案例：
2020年2月18日，山西垣曲抽水蓄能電站項(xiàng)目正式開工建設(shè)。該電站設(shè)計(jì)年發(fā)電量12億千瓦時(shí)，年抽水電量16億千瓦時(shí)，項(xiàng)目將直接帶動(dòng)上下游產(chǎn)業(yè)復(fù)工復(fù)產(chǎn)，增加發(fā)電裝備制造業(yè)產(chǎn)值約20億元。據(jù)了解，垣曲抽水蓄能電站位于山西省運(yùn)城市垣曲縣境內(nèi)，裝機(jī)容量120萬千瓦，安裝4臺30萬千瓦可逆式水泵水輪發(fā)電電動(dòng)機(jī)組，樞紐建筑物主要由上水庫、下水庫、輸水系統(tǒng)、地下廠房系統(tǒng)等組成。工程投資79.6億元，計(jì)劃于2028年全部投產(chǎn)發(fā)電，電站建成后以500千伏線路接入山西電網(wǎng)。
二、南方電網(wǎng)：全面布局、梯次推進(jìn)
3月18日，南方電網(wǎng)公司正式發(fā)布服務(wù)碳達(dá)峰、碳中和工作方案，提出加快構(gòu)建清潔低碳安全高效的能源體系、服務(wù)“碳達(dá)峰”“碳中和”的重點(diǎn)舉措。抽水蓄能項(xiàng)目建設(shè)是南方電網(wǎng)落實(shí)“碳達(dá)峰、碳中和”工作的重要一環(huán)。一方面，抽水蓄能電站本身是清潔能源;另一方面，作為電網(wǎng)調(diào)節(jié)器，通過合理布局抽水蓄能電站，提升了系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力，促進(jìn)了清潔能源的高效利用和新能源的消納。
南方電網(wǎng)公司一直以來高度重視抽水蓄能項(xiàng)目建設(shè)，將抽水蓄能項(xiàng)目作為公司重點(diǎn)工程加強(qiáng)管控。自2020年以來，該公司主要領(lǐng)導(dǎo)多次部署加快推進(jìn)陽江、梅州兩座在建項(xiàng)目建設(shè)及南寧、肇慶等一批規(guī)劃項(xiàng)目前期工作。陽江、梅州抽水蓄能電站項(xiàng)目總體分別已完成65%和60%。其中，梅州抽水蓄能電站項(xiàng)目上、下水庫蓄水時(shí)間預(yù)計(jì)可提前至4月初，首臺機(jī)組有望提前半年在年內(nèi)實(shí)現(xiàn)投產(chǎn)。
未來，在實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”的目標(biāo)下，南方電網(wǎng)公司將持續(xù)大力發(fā)展中、小型抽水蓄能及儲(chǔ)能建設(shè)，全面布局、梯次推進(jìn)，確保抽水蓄能及儲(chǔ)能呈梯隊(duì)發(fā)展，加快“十四五”能源清潔低碳轉(zhuǎn)型，為早日達(dá)成“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)作貢獻(xiàn)。
南網(wǎng)碳中和債券：用于兩大抽水蓄能電站建設(shè)
中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司2021年度第一期綠色中期票據(jù)(碳中和債)，發(fā)行(創(chuàng)設(shè))總額20億元，期限3年，面值金額為100元。票面年利率3.45%。系全國首批“碳中和”主題債券，也是粵港澳大灣區(qū)首單碳中和債。
募集資金將全部用于廣東省陽江和梅州兩座抽水蓄能電站項(xiàng)目的建設(shè)或置換項(xiàng)目建設(shè)貸款。經(jīng)第三方綠色認(rèn)證機(jī)構(gòu)測算，上述項(xiàng)目預(yù)計(jì)可實(shí)現(xiàn)年碳減排量達(dá)74.35萬噸，減碳效果顯著。
(1)陽江抽水蓄能項(xiàng)目
陽江抽水蓄能電站位于廣東省陽江市陽春市八甲鎮(zhèn)境內(nèi)。該項(xiàng)目規(guī)劃裝機(jī)容量 2400MW(6×400MW)，分兩期建設(shè)，其中近期裝機(jī)容量 1200MW(3×400MW)，遠(yuǎn)期工程根據(jù)電力市場的發(fā)展情況適時(shí)建設(shè)。電站上、下水庫、進(jìn)出水口按裝機(jī)容量 2400MW 在近期一次建成。陽江抽水蓄能電站屬國內(nèi)最高水頭、單機(jī)容量國內(nèi)最高的純抽水蓄能電站，肩負(fù)著電力系統(tǒng)調(diào)峰填谷、調(diào)頻調(diào)相、旋轉(zhuǎn)備用以及緊急事故備用任務(wù)，改善系統(tǒng)內(nèi)包括西電電源的運(yùn)行條件，優(yōu)化電源結(jié)構(gòu)，減少系統(tǒng)總費(fèi)用，并為系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行提供有力保障，是廣東電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)的調(diào)峰電源。項(xiàng)目預(yù)計(jì)總投 762,737.93 萬元，其中資本金占總投資的 20%，其他采取銀行長期款。截至 2020 年末，項(xiàng)目資本金已到位 107,274.27 萬元，項(xiàng)目已有融資金額 256,223.51 萬元。項(xiàng)目于 2015 年 11 月正式開工建設(shè)，目前建設(shè)按計(jì)劃穩(wěn)步推進(jìn)，預(yù)計(jì) 2022 年 6 月首臺機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電，2023 年 2 月項(xiàng)目建成投產(chǎn)。
(2)梅州抽水蓄能項(xiàng)目
梅州抽水蓄能電站位于廣東省梅州市五華縣南部龍村鎮(zhèn)，距廣州市、汕頭市的直線距離分別為 210km、120km。梅州抽水蓄能電站工程規(guī)劃裝機(jī)容量為2400MW，采用分期建設(shè)方案，上、下水庫按最終規(guī)模一次建成，輸水發(fā)電系統(tǒng)分兩期建設(shè)，本期規(guī)模 1200MW。電站建成后將為廣東電網(wǎng)承擔(dān)調(diào)峰、填谷、緊急事故備用任務(wù)，兼有調(diào)頻、調(diào)相和黑啟動(dòng)任務(wù)。項(xiàng)目預(yù)計(jì)總投 705,170.24 萬元，其中資本金占總投資的 20%，其他采取銀行長期款。截至 2020 年末，項(xiàng)目資本金已到位 99,047.57 萬元，項(xiàng)目已有融資金額 264,418.83 萬元。項(xiàng)目于 2015 年 9月正式開工建設(shè)，目前建設(shè)按計(jì)劃穩(wěn)步推進(jìn)，預(yù)計(jì) 2022 年 6 月首臺機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電，2023 年 6 月項(xiàng)目建成投產(chǎn)。
三、眾多企業(yè)紛紛布局抽水蓄能電站
黃山市政府與中國三峽建設(shè)管理有限公司簽約抽水蓄能電站
2021年1月21日，黃山市政府與中國三峽建設(shè)管理有限公司圍繞休寧里莊抽水蓄能電站項(xiàng)目簽署框架協(xié)議。據(jù)了解到，休寧里莊抽水蓄能電站項(xiàng)目擬選址在新安江上游休寧縣境內(nèi)，利用當(dāng)?shù)氐脑绿端畮爝M(jìn)行蓄能發(fā)電。該項(xiàng)目的建設(shè)不僅與國家新能源發(fā)展戰(zhàn)略相符，同時(shí)可有效補(bǔ)充華東電網(wǎng)需求、提高長三角大規(guī)模調(diào)峰設(shè)施共建共享水平，對推進(jìn)長三角一體化高質(zhì)量發(fā)展具有重大意義。
三峽集團(tuán)總投資88億元的抽水蓄能電站落戶攸縣
3月30日上午，由中國三峽建工集團(tuán)有限公司總投資100億元建設(shè)的抽水蓄能電站項(xiàng)目和新能源項(xiàng)目在株洲攸縣東城新區(qū)正式簽約。據(jù)悉，此次簽約的抽水蓄能電站項(xiàng)目總投資88億元，由上水庫、下水庫、輸水系統(tǒng)及發(fā)電廠房系統(tǒng)4部分組成。項(xiàng)目建設(shè)期為5年，投產(chǎn)后年發(fā)電量約12億度。新能源項(xiàng)目為風(fēng)力發(fā)電，投資金額為12億元。
營口市政府與中國華能集團(tuán)有限公司東北分公司簽約抽水蓄能電站
2021年1月，營口市政府與中國華能集團(tuán)有限公司東北分公司就營口玉石抽水蓄能電站項(xiàng)目簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議。玉石抽水蓄能電站位于蓋州市玉石水庫附近，工程初選電站裝機(jī)容量100萬千瓦，初擬籌建期15個(gè)月，施工總工期78個(gè)月。預(yù)計(jì)建成投產(chǎn)后年發(fā)電量16.7億kwh，實(shí)現(xiàn)營收收入6.26億元。目前，該項(xiàng)目已納入省“十四五”規(guī)劃重點(diǎn)項(xiàng)目庫。
汨羅市人民政府與國網(wǎng)新源控股有限公司簽約抽水蓄能電站
2021年1月18日，汨羅市人民政府與國網(wǎng)新源控股有限公司戰(zhàn)略合作協(xié)議簽約儀式在汨羅江大酒店舉行，雙方將共同建設(shè)汨羅抽水蓄能電站項(xiàng)目。據(jù)悉，汨羅抽水蓄能電站建設(shè)項(xiàng)目擬建于汨羅市川山坪鎮(zhèn)新船山村，項(xiàng)目設(shè)計(jì)裝機(jī)容量可達(dá)120萬千瓦，總投資近66億元。
四、電池儲(chǔ)能進(jìn)展
除抽水蓄能和鉛酸、鋰電池儲(chǔ)能電站外，其他形式的儲(chǔ)能也有新的發(fā)展，比如鐵鉻液流電池。
-27℃!國家電投鐵鉻液流電池儲(chǔ)能示范項(xiàng)目正式投入試運(yùn)行
2020年12月23日，河北省張家口市沽源縣的氣溫跌至到-27℃，而就在這一天，三北大地的陽光穿透凜冽的寒風(fēng)，被貯存在了兩座高聳的儲(chǔ)罐里——國家電投鐵-鉻液流電池儲(chǔ)能示范項(xiàng)目在經(jīng)歷多輪測試與檢驗(yàn)后，正式投入試運(yùn)行。250kW/1.5MWh鐵-鉻液流電池儲(chǔ)能示范項(xiàng)目位于國家電投集團(tuán)河北電力有限公司張家口分公司戰(zhàn)石溝光伏電站，是中央研究院鐵-鉻液流電池儲(chǔ)能技術(shù)的首次示范應(yīng)用，同時(shí)標(biāo)志著國家電投自主研發(fā)的儲(chǔ)能技術(shù)正式投入應(yīng)用。項(xiàng)目所采用的鐵-鉻液流電池儲(chǔ)能技術(shù)在長時(shí)間能量存儲(chǔ)場景中具備突出優(yōu)勢，并且可以有效適應(yīng)高溫與嚴(yán)寒天氣帶來的不良影響，安全性能顯著。此次示范項(xiàng)目的運(yùn)行對于驗(yàn)證新型儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用于清潔能源消納具有里程碑意義。
結(jié)語
比例可再生能源發(fā)展帶來了各類儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展機(jī)遇，目前電化學(xué)儲(chǔ)能非常熱，但是對于抽水蓄能這種主流的形式我們絕不能忽略，在短期內(nèi)，這才是解決電網(wǎng)平衡問題的主要手段，也是大型電力企業(yè)布局的重點(diǎn)。
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