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“抽水蓄能+”打造能源转型的超级调节器——“抽水蓄能电站发展与展望”专题研讨会观察
全球可再生能源装机规模正持续攀升。2024年全球可再生能源新增装机容量约5.85亿千瓦,占全部电力新增装机的92.5%。
然而,风电、光伏的波动性和间歇性对电力系统稳定性提出严峻挑战。在5月20日国际大坝委员会第28届大会暨第93届年会“抽水蓄能电站发展与展望”专题研讨会上,国内外专家学者一致认为,抽水蓄能具备其他调节电源不可比拟的优势,是电力系统安全稳定运行的“压舱石”。
抽水蓄能发展有待强化政策支持力度
为解决风电、光伏发电等新能源的间歇性、波动性和分散性问题,电力系统对调节电源的需求与日俱增。在诸多调节电源和储能品种之中,抽水蓄能凭借技术成熟、寿命最长、运行最安全稳定以及最具大规模开发条件等优势,迎来新的发展机遇,其装机规模也在稳步提升。
据了解,截至2024年底,我国抽水蓄能电站投产总规模为5869万千瓦,位居全球首位,核准在建规模1.27亿千瓦。“纵观我国抽水蓄能发展态势,装机规模将持续增大,预计2035年达4亿千瓦、2060年将达到6亿千瓦。”中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司董事长朱国金说。
抽水蓄能电站作为新型电力系统的“稳定器”和“调节阀”,其价值已从单一储能扩展到系统协同——既支撑风光电力的大规模消纳,又为电网韧性提供保障。中国东方电气集团有限公司副总经理王军表示,服务特定电源项目的抽水蓄能电站是开发构建流域“水风光储”一体化清洁能源基地和“沙戈荒”新能源基地的储能支撑。服务电力系统项目的抽水蓄能电站能有效保证电力安全可靠供应,发挥电力保供生力军作用。
中国工程院院士、中国电力建设集团有限公司首席科学家张宗亮认为,在总体布局方面,未来要大幅提升抽水蓄能电站建设和投产规模,实现广泛的场景应用,推动形成多元化发展格局,建设更加完善的产业体系。
“在特殊场景地区,需要创新发展抽水蓄能型式。”张宗亮进一步解释,例如,因地制宜开展中小抽水蓄能项目建设,探索与分布式发电等结合的小微型抽水蓄能技术与示范,依托常规水电站建设混合式抽水蓄能,发展海水抽水蓄能技术与示范,探索推进水电梯级融合改造,结合矿坑综合治理建设抽水蓄能电站和开展水气耦合抽水蓄能技术研究。
2024年以来,我国多项决策、政策部署指明要合理布局、积极有序开发建设抽水蓄能电站。抽水蓄能电站建设的政策体系已较为完善,但仍需强化抽水蓄能行业政策支持力度,提升行业收益,保障可持续发展能力。
朱国金建议,在短期内,抽水蓄能电站应延续“两部制”电价政策,稳定行业发展,从长远看,要推动抽水蓄能全面参与电力市场。另外,要强化调度运行手段,加快政策引导,量化抽水蓄能辅助服务效益,发挥绿证、碳交易的环境价值,提升综合效益。
“抽水蓄能+”开辟未来发展新模式
抽水蓄能电站与新型储能作为新型电力系统的核心调节力量,共同构建了“长时+短时”“集中+分布”的多层次储能体系,承担着保障高比例新能源高效消纳与稳定运行的战略任务。与会专家一致认为,随着技术进步与市场机制完善,二者将通过多维协同提升系统效率,成为未来能源转型的重要支撑。
当前,我国抽水蓄能短板凸显,其技术面临秒级响应能力不足、建设周期长、选址受地理条件限制等问题,难以满足新型电力系统对灵活调节的迫切需求。新型储能的发展也面临着有待突破的瓶颈——安全性、规模化成本、循环寿命等技术成熟度上仍存在短板,尚无法全面适配电网不同场景需求。
“从技术特性上来看,抽水蓄能、新能源与新型储能之间存在多维度的互补关系。”中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司总工程师王可认为,多能互补本质上是通过技术融合、模式创新,统筹优化,构建“新能源+长时稳基荷+短时快响应”的立体调节体系和多时间尺度的调节能力。
具体来说,短时响应通过飞轮、锂电、液流等功率型新型储能承担秒级调频,平抑风光出力波动;中时平衡通过抽水蓄能和压缩空气储能联合运行,解决日内负荷峰谷差;氢储能或重力储能具有季节性调节能力,能够发挥一定的长时保障作用。
破解多能互补的系统性挑战不仅需要统筹技术融合,模式创新同样必不可少。“可以引入AI预测算法与数字孪生技术,动态优化多类型储能的协同调度策略,建立‘源—网—荷—储’实时匹配机制,按需切换储能组合模式。”王可表示,在统筹优化方面,可以以抽水蓄能为主体,结合区域电网需求,充分共享并利用抽水蓄能的送出线路、土地资源、电气设备配置新型储能,建立集约化、聚合化的“抽蓄+”储能电站模式,提升整体效率、降低成本。
另外,从一体化规划层面看,王可告诉记者,“抽蓄+”电站与新能源统筹规划,还可以提高平滑新能源出力波动的灵敏性,减少输电损耗、缓解局部过载,降低电网扩容与调度压力。
“总体来看,抽水蓄能长时稳定的特性与新型储能灵活调节的优势互补,叠加智能调度与集约规划,可构建多时间尺度协同的调节体系。未来,通过深化‘抽蓄+新能源+储能’的立体耦合,将为新型电力系统提供兼具经济性与可靠性的解决方案。”王可强调说。
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