一、我國抽水蓄能行業(yè)發(fā)展進程
在國外抽水蓄能發(fā)展很久遠,自從1882年首座抽水蓄能電站誕生在瑞士至今,已有約140年歷史。21世紀初,日本、美國和西歐諸國的抽水蓄能電站總裝機容量占全世界規(guī)模的80%以上,其中,日本曾裝機總?cè)萘渴澜绲谝?,總裝機容量約2500萬KW;美國的發(fā)展也非常成熟,總裝機容量約2100萬KW;法國也和美國類似,早在20世紀90年代就進行了抽水蓄能電站的集中建設??傮w來說,過去20年間這些國家總體抽水蓄能總?cè)萘吭鲩L不大,開發(fā)早已完成。
與歐美、日本等發(fā)達國家和地區(qū)相比,我國抽水蓄能電站的建設起步較晚。20世紀60年代后期開始研究開發(fā),主要用于研究解決調(diào)峰問題,1968 年河北省崗南混合式抽水蓄能電站在華北電網(wǎng)投入商業(yè)運營,承擔電網(wǎng)調(diào)峰和儲能調(diào)節(jié)功能,正式拉開了我國抽水蓄能電站建設的序幕,并于1973年在密云建成另一座小型混合式抽水蓄能電站,這兩座抽蓄站裝機容量分別為11MW和22MW;20世紀80年代中期以后,隨著改革開放的發(fā)展和電網(wǎng)調(diào)峰供需矛盾的日益突出,抽水蓄能電站建設迎來第一次高潮;20世紀90年代末,隨著改革開放的深入,國民經(jīng)濟快速發(fā)展,抽水蓄能電站建設也進入了快速發(fā)展期,先后興建了廣蓄一期、北京十三陵、浙江天荒坪等幾座大型抽水蓄能電站;而在步入21世紀初的“十五”、“十一五”、“十二五”發(fā)展規(guī)劃期間,抽水蓄能電站的建設也進入了完善發(fā)展期,相繼開工并建成了一大批的大型抽水蓄能電站;“十三五”以來,抽水蓄能電站的建設進入到了蓬勃發(fā)展期,又陸續(xù)啟動了3個?。▍^(qū))選點規(guī)劃,以及12個?。▍^(qū))的規(guī)劃調(diào)整工作。
至2020年為止,我國已成為全球抽水蓄能電站在運規(guī)模最大的國家;在“十四五”期間的今天,我國抽水蓄能發(fā)展仍然屬于剛需。
二、我國抽水蓄能行業(yè)近年來的發(fā)展成就
近年來我國抽水蓄能行業(yè),由于后發(fā)效應,起點較高,近些年來電站建設領域發(fā)展特別快,建設的諸多大型抽水蓄能電站技術(shù)也已處于世界先進水平,在諸多方面也取得了重要成就。
如:截至到2020年為止,我國抽水蓄能在運32座,總裝機容量達到3149萬KW,在運容量世界第一;目前在建34座,預計總裝機容量達到約4600萬KW,總體占電源總裝機約為2%,預計2025年達到3%左右。
抽水蓄能電站在黑啟動中的作用已經(jīng)很重要,以國家電網(wǎng)為例,在助力消納新能源電量方面每年可助力多消納約300億度,其轄區(qū)內(nèi)有9座抽水蓄能站是當?shù)氐谝缓趩与娫础?br />
抽水蓄能發(fā)電技術(shù)及裝備自主化之路已取得階段性成果。近幾年按照國家有關部委部署,國網(wǎng)集團新源公司會同哈電、東電、南瑞和相關設計單位聯(lián)合攻關,歷時十年,大型抽水蓄能機組關鍵技術(shù)取得突破,以安徽響水澗、福建仙游和浙江仙居電站投產(chǎn)為標志,我國完全具備了大型抽水蓄能發(fā)電設備自主設計、自主制造和自主安裝調(diào)試運營能力,有力支撐了抽水蓄能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。其中,2016年仙居抽水蓄能電站1號機組成功并網(wǎng)發(fā)電,國內(nèi)完全自主化的抽蓄裝備最大單機容量達到37.5萬千瓦,這一事件是我國已完整掌握大型抽水蓄能電站核心技術(shù)的里程碑標志。
中國抽水蓄能機組,特別是定速機組取得了長足的技術(shù)進步,成功解決了抽水蓄能機組以過渡過程為代表的機組系統(tǒng)安全性,以壓力脈動為代表的機組穩(wěn)定性,以效率為代表的機組高效性關鍵問題,打破了國外公司對該研發(fā)關鍵技術(shù)長達 20 多年的壟斷局面,并且在涉及機組安全性和穩(wěn)定性的關鍵技術(shù)方面已經(jīng)超越了國外技術(shù)水平。目前建設中的抽水蓄能電站單級水頭接近800m,單機容量達到 400MW,機組轉(zhuǎn)速達到 600r/min,不斷刷新中國抽水蓄能向著更高水頭,更大容量和更高轉(zhuǎn)速的新高度。
抽水蓄能電站建設管理層面,創(chuàng)新基建管理模式、提升業(yè)主管理能力,軟實力顯著增強,打造出了許多精品工程。以大型建投公司為代表,經(jīng)過不斷探索和實踐,形成了以基建管理綱要為總則、工程建設總體策劃為引領、基建管控一體化管理手冊為手段、工程建設技術(shù)標準為支撐、基建組織體系、隊伍體系和監(jiān)督體系為保證的基建管控體系。
三、我國未來抽水蓄能行業(yè)的發(fā)展趨勢
1) 作為電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定經(jīng)濟運行的重要調(diào)節(jié)工具,抽水蓄能將迎來全新的發(fā)展機遇
2020年12月份召開的“2021年全國能源工作會議”劃出了2021年能源工作的八大重點,并明確提出,要大力提升新能源消納和儲存能力,大力發(fā)展抽水蓄能和儲能產(chǎn)業(yè)。國家能源局總工程師也公開表示,抽水蓄能電站對優(yōu)化電網(wǎng)電源結(jié)構(gòu)、緩解電網(wǎng)調(diào)節(jié)壓力、提高各地“風光”等新能源消納具有重要作用。可見,當前和未來一段時期,隨著電力系統(tǒng)及高比例新能源快速發(fā)展,抽水蓄能未來發(fā)展空間較大。
2) 常規(guī)水電抽蓄改造潛力大
過去數(shù)年電力結(jié)構(gòu)失衡導致抽水蓄能沒有市場,建設緩慢,雖然電網(wǎng)公司可以建一些大規(guī)模的抽水蓄能電站,但總量有限,只能集中在大負荷區(qū),供主網(wǎng)調(diào)峰使用。如果常規(guī)水電站進行抽水蓄能改造,就可以分布在各地,這樣投資不大,還可以作為一個方向。特別是,我國還有大量分布于各地的小水電站,對其中有條件的水電站進行增加抽蓄功的改造,將有助于未來我國分布式可再生能源的發(fā)展,且可以解決枯水季無發(fā)電功能的問題。
3) 未來“水風光”一體化發(fā)展將成為推動能源轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要路徑
未來,中國可再生能源呈現(xiàn)的發(fā)展趨勢之一,是在生態(tài)優(yōu)先前提下積極推進大型水電基地建設,未來水電開發(fā)潛力主要在西藏,伴隨著新能源大規(guī)模開發(fā),國內(nèi)外大量實踐已充分證明,“水風光”互補發(fā)電的優(yōu)勢明顯、三種資源的發(fā)電峰值自然分布互補性較好,水庫周邊也往往具有較大空間,可布局建設“風光”項目。
4) 海水抽水蓄能電站具有廣闊的發(fā)展前景
海水抽水蓄能電站與傳統(tǒng)淡水抽水蓄能電站相比,具有選址方便、不需建設下庫、水量充足、水位變化幅度小、有利于水泵水輪機穩(wěn)定運行等優(yōu)勢;同時海水抽水蓄能電站可以建在火電、核電、海上風電等大型電源點附近或電力需求相對較大的沿海負荷中心附近,降低了輸電成本;也可以建在遠離能源基地、淡水資源匱乏的沿海地區(qū)和島嶼上,有利于電力系統(tǒng)靈活調(diào)峰,對于能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整具有重要作用。傳統(tǒng)抽水蓄能電站利用淡水運行,對淡水資源依賴很大;我國擁有廣闊的海岸線,海水資源豐富,開發(fā)和利用海水資源是目前很重要的任務之一。研究和開發(fā)海水抽水蓄能發(fā)電具有一定的前瞻性和需求性。
原標題: 我國抽水蓄能發(fā)電行業(yè)發(fā)展情況,到底如何?