記者日前在澳門舉行的“2018國(guó)際清潔能源論壇”上了解到，隨著清潔能源的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性等問題日益突出，抽水蓄能推進(jìn)可再生能源發(fā)展、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的重要性將逐漸凸顯。

業(yè)內(nèi)專家表示，根據(jù)我國(guó)清潔能源發(fā)展的現(xiàn)狀，抽水蓄能裝機(jī)容量應(yīng)該得到合理擴(kuò)大，二者聯(lián)合開發(fā)前景廣闊。

配套新能源發(fā)展空間大

“根據(jù)我國(guó)國(guó)情，抽水蓄能裝機(jī)容量大于電網(wǎng)總?cè)萘康?%才是合理的，但目前比例只有3%。”中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)理事會(huì)理事、東方 電氣集團(tuán)原董事長(zhǎng)王計(jì)在論壇上透露。

相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，截至2017年底，我國(guó)可再生能源裝機(jī)總規(guī)模已達(dá)650gw，其中水電占53%、風(fēng)電占25%、光伏占20%、生物發(fā)電占2%。

王計(jì)表示，經(jīng)過幾十年高速發(fā)展，我國(guó)水能資源的開發(fā)布局已告一段落。而以風(fēng)電、光伏發(fā)電為代表的可再生能源方興未艾，發(fā)展勢(shì)頭迅猛。“以2017年為例，水電裝機(jī)僅增長(zhǎng)2.7%，而風(fēng)電和光伏增長(zhǎng)率分別達(dá)到10.5%和68.7%。”

“2017年全球新能源裝機(jī)累積總?cè)萘窟_(dá)到1078.97gw，風(fēng)電是539gw。”中國(guó)電建集團(tuán)國(guó)際工程有限公司新能源部總經(jīng)理李斯勝指出。

“初步判斷，抽水蓄能是目前技術(shù)可靠，經(jīng)濟(jì)合理的蓄能儲(chǔ)存電站。在未來新能源發(fā)展以及能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型中，將會(huì)發(fā)揮很大作用。”李斯勝表示。

據(jù)了解，中國(guó)電建曾做過抽水蓄能與新能源的配合比研究，初步研究結(jié)論顯示：風(fēng)電、光伏等可再生能源的發(fā)展需要抽水蓄能的配合。一般情況下，新能源與儲(chǔ)能聯(lián)合運(yùn)行的比例為1：0.2-0.3。

李斯勝介紹，根據(jù)iea的預(yù)測(cè)，到2023年，全球平均每年新增新能源裝（風(fēng)電和光伏）機(jī)約140gw-180gw，若根據(jù)0.2—0.3的比例配合比保守計(jì)算，每年需新增儲(chǔ)能電站28gw-36gw；抽水蓄能電站是當(dāng)前具備大規(guī)模開發(fā)的技術(shù)成熟、有經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力的儲(chǔ)能電站，占全球儲(chǔ)能總?cè)萘康?0%。

相關(guān)資料顯示，2012年，美國(guó)能源部資助阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)導(dǎo)項(xiàng)目小組對(duì)抽水蓄能領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)及其應(yīng)用價(jià)值進(jìn)行了專題研究。研究結(jié)果同樣表明，更強(qiáng)的調(diào)節(jié)能力、更快的響應(yīng)速度和更高的靈活性將是抽水蓄能技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)和方向。

高效又靈活保電網(wǎng)安全

業(yè)內(nèi)專家指出，新興可再生能源具有間歇性、不可預(yù)測(cè)、不易調(diào)節(jié)的固有特點(diǎn)，是典型的“優(yōu)質(zhì)能源劣質(zhì)電”。由于其高度的不穩(wěn)定性，這類間歇性能源大規(guī)模直接接入電網(wǎng)，會(huì)對(duì)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性帶來沖擊。

“風(fēng)電和光伏發(fā)電等清潔能源必須借助大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)的消納和協(xié)同，才能大規(guī)模接入電網(wǎng)，并發(fā)揮其優(yōu)質(zhì)能源的綠色優(yōu)勢(shì)。”王計(jì)表示，“目前已經(jīng)有的儲(chǔ)能技術(shù)當(dāng)中，抽水儲(chǔ)能技術(shù)的儲(chǔ)量最大，技術(shù)相對(duì)成熟，相比其他形式的儲(chǔ)能技術(shù)具有突出優(yōu)點(diǎn)。”

王計(jì)介紹，目前，全國(guó)99%的能量存儲(chǔ)都通過抽水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。截至2017年，全球抽水系統(tǒng)裝機(jī)容量已超150gw，國(guó)內(nèi)裝機(jī)總?cè)萘恳呀咏?0gw。

此外，抽水蓄能轉(zhuǎn)換效率高。新一代抽蓄系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率普遍達(dá)到80%，國(guó)內(nèi)近期裝機(jī)的抽蓄電站已超84%。同時(shí)，抽水蓄能發(fā)電負(fù)荷響應(yīng)快、運(yùn)行靈活性高、工況轉(zhuǎn)換迅速，幾乎可以實(shí)時(shí)跟蹤電網(wǎng)的負(fù)荷變化。

王計(jì)認(rèn)為，抽水蓄能已成為新一代電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行的有利保障。“在電網(wǎng)中可用于調(diào)峰、調(diào)向、調(diào)頻、電網(wǎng)備用服務(wù)，是目前可再生能源接入電網(wǎng)的唯一可行性方案。

值得一提的是，我國(guó)目前已具備大力發(fā)展抽水蓄能并“走出去”的能力。

據(jù)了解，抽水蓄能技術(shù)運(yùn)行工況復(fù)雜、轉(zhuǎn)換頻繁，其設(shè)計(jì)制造難度遠(yuǎn)超常規(guī)水電機(jī)組，之前核心技術(shù)長(zhǎng)期被國(guó)際巨頭壟斷。雖然我國(guó)抽水蓄能電站建設(shè)起步較晚，但近十年，在國(guó)家政策和市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的引導(dǎo)和激勵(lì)下，國(guó)內(nèi)能源裝備企業(yè)在該領(lǐng)域的研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造和服務(wù)上投入巨大，技術(shù)水平和制造能力顯著提升，某些關(guān)鍵技術(shù)的領(lǐng)域已達(dá)世界領(lǐng)先水平。

王計(jì)透露，到“十三五”末，我國(guó)抽水蓄能裝機(jī)目標(biāo)為40gw，比“十二五”末增加了73.7%。到2020年，裝機(jī)會(huì)超過4000萬(wàn)kw。“目前國(guó)內(nèi)裝備制造企業(yè)的技術(shù)儲(chǔ)備和研發(fā)能力已具備向外輸出能力，尤其針對(duì)非洲、南美、東南亞等‘一帶一路’國(guó)家。”

瓶頸仍存亟待發(fā)展升級(jí)

然而，抽水蓄能與新能源的聯(lián)合發(fā)展中仍存瓶頸。

王計(jì)指出，可再生能源的接入，對(duì)抽水蓄能的機(jī)組運(yùn)行模式提出了新要求。長(zhǎng)時(shí)間的空載備用、長(zhǎng)時(shí)間負(fù)荷的工況運(yùn)行、更頻繁的負(fù)荷變化等新的運(yùn)行模式，給水泵水輪機(jī)的設(shè)計(jì)制造帶來了新的挑戰(zhàn)。

“尤其在穩(wěn)定性和安全性方面，傳統(tǒng)的抽水蓄能技術(shù)已無(wú)法滿足未來電力系統(tǒng)的需求。因此，可變轉(zhuǎn)速技術(shù)、全功率變頻技術(shù)及其他形式的抽水蓄能技術(shù)的開發(fā)和運(yùn)用亟待提升。”王計(jì)表示。

業(yè)內(nèi)專家表示，國(guó)內(nèi)抽蓄電站建設(shè)推進(jìn)緩慢，其中價(jià)格機(jī)制不健全、已建成的抽蓄電站利用率低以及電價(jià)政策不合理，都是阻礙原因。此外，煤電產(chǎn)能過剩不可避免地?cái)D壓了非化石能源的市場(chǎng)空間，包括水電在內(nèi)的清潔能源不同程度出現(xiàn)了降速發(fā)展。

對(duì)于抽水蓄能的前景，李斯勝持樂觀態(tài)度。他認(rèn)為，應(yīng)該對(duì)重點(diǎn)國(guó)家開展抽水蓄能與新能源的聯(lián)合開發(fā)規(guī)劃研究工作。“建議在中小型電網(wǎng)，尤其亞太區(qū)、南美或非洲區(qū)域開展中小型抽水蓄能的規(guī)劃選點(diǎn)工作。”

此外，由于抽水蓄能依賴于峰谷差的機(jī)制生存，同時(shí)還有電價(jià)以及電網(wǎng)的輔助作用，很多國(guó)家并未制定專門政策，開發(fā)難度較大。“如果把抽水蓄能和新能源聯(lián)合在一起，應(yīng)該是很好的方向，我建議研究適合各國(guó)的抽水蓄能和新能源聯(lián)合開發(fā)機(jī)制。”李斯勝表示。

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