储能行业风起,“抽水蓄能”何以成为行业“压舱石”?

01储能产业的基石—抽水蓄能

【2】工作原理
我们都熟悉,水力发电的原理是把水的势能转化为电能。抽水蓄能技术和水力发电技术是一脉相承的,底层技术都是势能和电能的相互转换。
在抽水蓄能电站运行过程中,当用电处在低谷时,先用电网中富余的电将水抽到上水库储存,这个过程是把电能转化为水的势能;等到用电高峰来的时候,再将上水库的水放出来,水流顺势而下推动水轮机发电,电就“送回去”了。
抽水蓄能有两种方式,一种是纯抽水蓄能,国内建的大部分都是这类,比如广州抽水蓄能电站、河北丰宁抽水蓄能电站;另一种是混合式抽水蓄能,是在纯抽水蓄能的基础上安装有普通水轮发电机组,可以利用上河道的水流发电。后者既有储能的作用,又拥有常规水电站的功能。

目前我国的抽水蓄能装机容量位居世界第一,但装机容量占电源总装机容量比例仅为1.4%,与欧洲、日本等发达国家4%-8%的水平有着一定差距。考虑到抽水蓄能电站建设周期跨度较长,一般在6-8年,其实抽水蓄能的建设已经迫在眉睫。
顶层规划发布标志着政策拐点的到来。
去年9月,国家能源局印发《抽水蓄能中长期发展规划(2021-2035年)》,到2025年,抽水蓄能投产总规模较“十三五”翻一番,达到6200万千瓦以上;到2030年,抽水蓄能投产总规模较“十四五”再翻一番,达到1.2亿千瓦左右。简单估算下,未来15年时间中国抽水蓄能装机将迎来约10倍的增长。
同时《规划》指出,我国开展了全国性的抽水蓄能站点资源普查。综合考虑地理位置、地形地质、水源条件、水库淹没、环境影响、工程技术及初步经济性等因素,在全国范围内普查筛选资源站点,分布在除北京、上海以外的29个省(区、市)。另外还强调按照能核尽核、能开尽开的原则,在规划重点实施项目库内核准建设抽水蓄能电站。
总之,这是国家首次将抽水蓄能从水电中分离出来单独进行规划,是中国迄今为止涵盖区域最全、产业发展体系最完整、规划体量最大的抽水蓄能发展规划,意味着行业将按下加速键。
值得一提的是,2022年政府工作 告的正式版中,新增了“加强抽水蓄能电站建设”内容,足以证明国家高层对抽水储能的重视程度。

【1】 “风”、“光”无限好,储能需赶超
在全球减排的背景下,我国提出2030年前实现碳排放达峰,2060年前实现碳中和的宏伟目标。而要实现碳中和的终极目标,光伏、风电等可再生能源来替代化石能源是必经之路。
自“十三五”以来,我国火电装机量占比逐年下降,风电、光伏装机量占比快速增长。到2021年,火电累计装机量占比已降至约55%,可再生能源发电占比逐步提高,未来这一占比还将继续扩大。但同时电网的矛盾也日益突出。风电、光伏作为间歇性能源,急缺大容量储能配合使用。
究其原因,光伏和风电这类可再生能源是典型的间歇性能源。什么意思?以风电作为例子,一般在凌晨是风力发电的高峰,但却是用户用电的低峰,发那么多电,用不完;等到早上用电高峰来了,结果风停了,用户又用不上风电。这也是为什么风电、光伏的发电量与装机量占比存在较大差异。