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、集中式能量儲存，其技術(shù)非常成熟，每瓦儲能運行成本較低，可用于電網(wǎng)的能量管理和調(diào)峰。在各種儲能方式中，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裝機3179萬千瓦、在建裝機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“碳達峰、碳中和”行動方案(以下稱“行動方案”)，這是首個央企發(fā)布的“碳達峰、碳中和”行動方案。“行動方案”中提到“十三五”以來累計開工抽水蓄能電站21座、裝機容量2853萬千瓦，在運在建規(guī)模達到6236萬千瓦，提升新能源消納能力。“行動方案”指出國家電網(wǎng)將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。完善抽水蓄能電價形成和容量電費分攤機制，建立儲能電站投資回報機制;促進各類能源互通互濟，源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)互動，支撐新能源發(fā)電、多元化儲能、新型負荷大規(guī)模友好接入;發(fā)展“新能源+儲能”、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)和負荷中心新增開工2000萬千瓦以上裝機、1000億元以上投資規(guī)模的抽水蓄能電站，并向社會開放國家電網(wǎng)擬建抽水蓄能項目。加大抽水蓄能電站規(guī)劃選點和前期工作，再安排開工建設(shè)一批項目，到2025年，公司經(jīng)營區(qū)抽水蓄能裝機超過5000萬千瓦。
國家電網(wǎng)抽水蓄能電站項目案例：
2020年2月18日，山西垣曲抽水蓄能電站項目正式開工建設(shè)。該電站設(shè)計年發(fā)電量12億千瓦時，年抽水電量16億千瓦時，項目將直接帶動上下游產(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城市垣曲縣境內(nèi)，裝機容量120萬千瓦，安裝4臺30萬千瓦可逆式水泵水輪發(fā)電電動機組，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
3月18日，南方電網(wǎng)公司正式發(fā)布服務(wù)碳達峰、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)“碳達峰”“碳中和”的重點舉措。抽水蓄能項目建設(shè)是南方電網(wǎng)落實“碳達峰、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目建設(shè)，將抽水蓄能項目作為公司重點工程加強管控。自2020年以來，該公司主要領(lǐng)導(dǎo)多次部署加快推進陽江、梅州兩座在建項目建設(shè)及南寧、肇慶等一批規(guī)劃項目前期工作。陽江、梅州抽水蓄能電站項目總體分別已完成65%和60%。其中，梅州抽水蓄能電站項目上、下水庫蓄水時間預(yù)計可提前至4月初，首臺機組有望提前半年在年內(nèi)實現(xiàn)投產(chǎn)。
未來，在實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”的目標下，南方電網(wǎng)公司將持續(xù)大力發(fā)展中、小型抽水蓄能及儲能建設(shè)，全面布局、梯次推進，確保抽水蓄能及儲能呈梯隊發(fā)展，加快“十四五”能源清潔低碳轉(zhuǎn)型，為早日達成“碳達峰、碳中和”目標作貢獻。
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目的建設(shè)或置換項目建設(shè)貸款。經(jīng)第三方綠色認證機構(gòu)測算，上述項目預(yù)計可實現(xiàn)年碳減排量達74.35萬噸，減碳效果顯著。
(1)陽江抽水蓄能項目
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)。該項目規(guī)劃裝機容量 2400MW(6×400MW)，分兩期建設(shè)，其中近期裝機容量 1200MW(3×400MW)，遠期工程根據(jù)電力市場的發(fā)展情況適時建設(shè)。電站上、下水庫、進出水口按裝機容量 2400MW 在近期一次建成。陽江抽水蓄能電站屬國內(nèi)最高水頭、單機容量國內(nèi)最高的純抽水蓄能電站，肩負著電力系統(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)包括西電電源的運行條件，優(yōu)化電源結(jié)構(gòu)，減少系統(tǒng)總費用，并為系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行提供有力保障，是廣東電網(wǎng)經(jīng)濟的調(diào)峰電源。項目預(yù)計總投 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，項目資本金已到位 107,274.27 萬元，項目已有融資金額 256,223.51 萬元。項目于 2015 年 11 月正式開工建設(shè)，目前建設(shè)按計劃穩(wěn)步推進，預(yù)計 2022 年 6 月首臺機組投產(chǎn)發(fā)電，2023 年 2 月項目建成投產(chǎn)。
(2)梅州抽水蓄能項目
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)相和黑啟動任務(wù)。項目預(yù)計總投 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，項目資本金已到位 99,047.57 萬元，項目已有融資金額 264,418.83 萬元。項目于 2015 年 9月正式開工建設(shè)，目前建設(shè)按計劃穩(wěn)步推進，預(yù)計 2022 年 6 月首臺機組投產(chǎn)發(fā)電，2023 年 6 月項目建成投產(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目簽署框架協(xié)議。據(jù)了解到，休寧里莊抽水蓄能電站項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行蓄能發(fā)電。該項目的建設(shè)不僅與國家新能源發(fā)展戰(zhàn)略相符，同時可有效補充華東電網(wǎng)需求、提高長三角大規(guī)模調(diào)峰設(shè)施共建共享水平，對推進長三角一體化高質(zhì)量發(fā)展具有重大意義。
三峽集團總投資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有限公司總投資100億元建設(shè)的抽水蓄能電站項目和新能源項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有限公司東北分公司就營口玉石抽水蓄能電站項目簽署戰(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，工程初選電站裝機容量100萬千瓦，初擬籌建期15個月，施工總工期78個月。預(yù)計建成投產(chǎn)后年發(fā)電量16.7億kwh，實現(xiàn)營收收入6.26億元。目前，該項目已納入省“十四五”規(guī)劃重點項目庫。
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目。據(jù)悉，汨羅抽水蓄能電站建設(shè)項目擬建于汨羅市川山坪鎮(zhèn)新船山村，項目設(shè)計裝機容量可達120萬千瓦，總投資近66億元。
四、電池儲能進展
除抽水蓄能和鉛酸、鋰電池儲能電站外，其他形式的儲能也有新的發(fā)展，比如鐵鉻液流電池。
-27℃!國家電投鐵鉻液流電池儲能示范項目正式投入試運行
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罐里——國家電投鐵-鉻液流電池儲能示范項目在經(jīng)歷多輪測試與檢驗后，正式投入試運行。250kW/1.5MWh鐵-鉻液流電池儲能示范項目位于國家電投集團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-鉻液流電池儲能技術(shù)的首次示范應(yīng)用，同時標志著國家電投自主研發(fā)的儲能技術(shù)正式投入應(yīng)用。項目所采用的鐵-鉻液流電池儲能技術(shù)在長時間能量存儲場景中具備突出優(yōu)勢，并且可以有效適應(yīng)高溫與嚴寒天氣帶來的不良影響，安全性能顯著。此次示范項目的運行對于驗證新型儲能技術(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)展帶來了各類儲能技術(shù)的發(fā)展機遇，目前電化學(xué)儲能非常熱，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。
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