抽水蓄能已建在建裝機(jī)規(guī)模達(dá)1.67億千瓦 2023抽水蓄能發(fā)電行業(yè)發(fā)展分析

• 黃文玉 2023年7月11日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 1049 67
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抽水蓄能電站是利用電力系統(tǒng)負(fù)荷低谷時(shí)的剩余電能從下水庫向上水庫抽水，將電能轉(zhuǎn)換為水的勢能儲(chǔ)存起來;當(dāng)電力系統(tǒng)需要時(shí)，從上水庫向下水庫放水發(fā)電，再將水的勢能轉(zhuǎn)換為電能的一種電站。

水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院和中國水力發(fā)電工程學(xué)會(huì)抽水蓄能行業(yè)分會(huì)近日聯(lián)合發(fā)布的《抽水蓄能產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告2022》顯示，截至2022年底，我國已建抽水蓄能裝機(jī)容量4579萬千瓦。目前，已納入規(guī)劃的抽水蓄能站點(diǎn)資源總量約8.23億千瓦，其中已建、核準(zhǔn)在建裝機(jī)規(guī)模1.67億千瓦，未來發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

《報(bào)告》顯示，2022年，全球新增抽水蓄能裝機(jī)容量1030萬kW，其中，中國新增抽水蓄能裝機(jī)容量880萬kW，占比超過85%。截至2022年年底，我國抽水蓄能投產(chǎn)總裝機(jī)容量達(dá)到4579萬kW，主要分布在華東、南方和華北區(qū)域。

全球及中國抽水蓄能發(fā)電行業(yè)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

抽水蓄能電站是利用電力系統(tǒng)負(fù)荷低谷時(shí)的剩余電能從下水庫向上水庫抽水，將電能轉(zhuǎn)換為水的勢能儲(chǔ)存起來;當(dāng)電力系統(tǒng)需要時(shí)，從上水庫向下水庫放水發(fā)電，再將水的勢能轉(zhuǎn)換為電能的一種電站。

目前，國內(nèi)抽水蓄能“又好又快高質(zhì)量發(fā)展格局”初步形成，抽水蓄能正在發(fā)揮調(diào)節(jié)作用支撐新能源大基地規(guī)劃建設(shè)。以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點(diǎn)的大型風(fēng)電光伏基地和主要流域水風(fēng)光一體化基地的建設(shè)亟需建設(shè)抽水蓄能等調(diào)峰儲(chǔ)能電源，以提升風(fēng)電光伏開發(fā)規(guī)模、競爭力和發(fā)展質(zhì)量。

抽水蓄能電站就是為了解決電網(wǎng)高峰、低谷之間供需矛盾而產(chǎn)生的，是間接儲(chǔ)存電能的一種方式。它利用下半夜過剩的電力驅(qū)動(dòng)水泵，將水從下水庫抽到上水庫儲(chǔ)存起來，然后在次日白天和前半夜將水放出發(fā)電，并流入下水庫。在整個(gè)運(yùn)作過程中，雖然部分能量會(huì)在轉(zhuǎn)化時(shí)流失，但相比之下，使用抽水蓄能電站仍然比增建煤電發(fā)電設(shè)備來滿足高峰用電而在低谷時(shí)壓荷、停機(jī)這種情況來得便宜，效益更佳。

除此以外，抽水蓄能電站還能擔(dān)負(fù)調(diào)頻、調(diào)相和事故備用等動(dòng)態(tài)功能。因而抽水蓄能電站既是電源點(diǎn)，又是電力用戶;并成為電網(wǎng)運(yùn)行管理的重要工具，是確保電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定生產(chǎn)的支柱。抽水蓄能電站有發(fā)電和抽水兩種主要運(yùn)行方式，在兩種運(yùn)行方式之間又有多種從一個(gè)工況轉(zhuǎn)到另一工況的運(yùn)行。

抽水蓄能電站利用電力負(fù)荷低谷時(shí)的電能抽水至上水庫，在電力負(fù)荷高峰期再放水至下水庫發(fā)電的水電站，又稱蓄能式水電站。它可將電網(wǎng)負(fù)荷低時(shí)的多余電能，轉(zhuǎn)變?yōu)殡娋W(wǎng)高峰時(shí)期的高價(jià)值電能，還適于調(diào)頻、調(diào)相，穩(wěn)定電力系統(tǒng)的周波和電壓，且宜為事故備用，還可提高系統(tǒng)中火電站和核電站的效率。我國抽水蓄能電站的建設(shè)起步較晚，但由于后發(fā)效應(yīng)，起點(diǎn)卻較高，近年建設(shè)的幾座大型抽水蓄能電站技術(shù)已處于世界先進(jìn)水平。

根據(jù)市場調(diào)研數(shù)據(jù)分析，2018-2022年中國抽水蓄能發(fā)電設(shè)備市場規(guī)模呈現(xiàn)逐年增長趨勢，2022年市場規(guī)模為931億元，同比增長21.7%。2018-2022年中國抽水蓄能發(fā)電下游應(yīng)用規(guī)模呈現(xiàn)逐年增長趨勢，2022年市場規(guī)模為1387億元，同比增長19.8%。2018-2022年中國抽水蓄能電站市場營收呈現(xiàn)逐年增長趨勢，2022年市場規(guī)模為859億元，同比增長13.8%。2018-2022年中國抽水蓄能裝機(jī)總量呈現(xiàn)逐年增長趨勢，2022年市場規(guī)模為43GW，同比增長19.4%。

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2023-2028年中國抽水蓄能發(fā)電行業(yè)市場深度調(diào)研與發(fā)展分析報(bào)告》顯示：

隨著并網(wǎng)核電及新能源機(jī)組(風(fēng)電、太陽能等)越來越多，電網(wǎng)出現(xiàn)新的穩(wěn)定問題：一是夜間定常運(yùn)行發(fā)電設(shè)備增加;二是新能源在電網(wǎng)中的占比越來越大，電網(wǎng)的穩(wěn)定性面臨更大挑戰(zhàn)。

變速抽水蓄能機(jī)組具有自動(dòng)跟蹤電網(wǎng)頻率變化和高速調(diào)節(jié)有功功率等優(yōu)越性，一方面，可根據(jù)風(fēng)電等新能源出力過程，調(diào)節(jié)水泵輸入功率，更靈活地跟蹤電網(wǎng)頻率，在保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提下提高新能源利用率;另一方面，機(jī)組調(diào)節(jié)速率提高，可更好地跟蹤風(fēng)電等穩(wěn)定性差電源的出力過程，從而減小新能源電源對(duì)電網(wǎng)的沖擊。

此外，可變速機(jī)組還可以使水輪機(jī)在各出力下運(yùn)行在高效率區(qū)，提高了水輪機(jī)效率;由于可變速機(jī)組可運(yùn)行水頭范圍增大，可以降低上水庫大壩高度，節(jié)省建設(shè)成本。更具優(yōu)勢的是變速機(jī)優(yōu)良的調(diào)節(jié)性能，變速機(jī)組在響應(yīng)時(shí)間、調(diào)節(jié)速度方面明顯優(yōu)于定速機(jī)組。變速機(jī)組可以在0.25s內(nèi)調(diào)整水泵入力±5%，調(diào)整水輪機(jī)出力±10%。日本大河內(nèi)電站(1993年完成改造，2臺(tái)可變速機(jī)組)400MW變速機(jī)組0.2s內(nèi)可改變輸出功率32MW或輸入功率80MW。

現(xiàn)階段世界上共有34臺(tái)可變速機(jī)組在運(yùn)或在建，其中日本15臺(tái)，瑞士10臺(tái)，斯洛文尼亞1臺(tái)，德國2臺(tái)(有4臺(tái)在建)，葡萄牙2臺(tái)，中國在這方面尚屬空白。

截至2022年底，全國在建抽水蓄能項(xiàng)目共98個(gè)，其中2022年新核準(zhǔn)建設(shè)項(xiàng)目48個(gè)。與此同時(shí)，抽水蓄能在電力系統(tǒng)中“保供生力軍”作用顯著，2022年，抽水蓄能圓滿完成冬奧會(huì)、全國兩會(huì)、黨的二十大、上海進(jìn)博會(huì)等一系列保電任務(wù);全年抽水蓄能機(jī)組隨調(diào)隨啟，發(fā)電、抽水電量同比增加20%，發(fā)電、抽水啟動(dòng)次數(shù)同比增加6%、16%，有效發(fā)揮了電力保供生力軍作用;迎峰度夏期間，華中、華東等單位積極應(yīng)對(duì)南方地區(qū)最高溫度、最少水電、最大負(fù)荷、最長時(shí)間“四最”疊加挑戰(zhàn)，持續(xù)高強(qiáng)度、大負(fù)荷運(yùn)行，在極端情況下有力保障了電力安全可靠供應(yīng)。

全球抽水蓄能發(fā)電行業(yè)發(fā)展趨勢

由于抽水蓄能是現(xiàn)階段技術(shù)最成熟、經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)、最具大規(guī)模開發(fā)條件的電力系統(tǒng)綠色低碳清潔靈活調(diào)節(jié)電源，與風(fēng)電、太陽能發(fā)電、核電、火電等配合效果較好。全球主要國家/地區(qū)仍對(duì)發(fā)展抽水蓄能產(chǎn)業(yè)持積極態(tài)度。據(jù)IHA預(yù)測，至2025年，全球抽水蓄能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模將達(dá)208GW，至2030今年，累計(jì)裝機(jī)規(guī)模將達(dá)239GW。

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  2023-2028年中國抽水蓄能發(fā)電行業(yè)市場深度調(diào)研與發(fā)展分析報(bào)告

  抽水蓄能電站是利用電力系統(tǒng)負(fù)荷低谷時(shí)的剩余電能從下水庫向上水庫抽水，將電能轉(zhuǎn)換為水的勢能儲(chǔ)存起來；當(dāng)電力系統(tǒng)需要時(shí)，從上水庫向下水庫放水發(fā)電，再將水的勢能轉(zhuǎn)換為電能的一種電站。抽水...

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