根據(jù)最新數(shù)據(jù)顯示,截至2024年6月底,全國抽水蓄能累計裝機容量達5439萬千瓦。抽水蓄能投資增勢加快,上半年投資增速較去年同期增加30.4個百分點。報告顯示,截至2023年底,我國抽水蓄能累計已投運規(guī)模達到5094萬千瓦,約占全球抽水蓄能裝機的28.1%,位列全球首位。已建、在建及核準待建抽水蓄能電站規(guī)模約2.3億千瓦,連續(xù)8年穩(wěn)居世界第一。其中,在建規(guī)模也躍升至億千瓦級。抽水蓄能產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為我國新能源基礎設施網(wǎng)絡的重要組成部分。
抽水蓄能,一種儲能技術(shù)。即利用水作為儲能介質(zhì),通過電能與勢能相互轉(zhuǎn)化,實現(xiàn)電能的儲存和管理。利用電力負荷低谷時的電能抽水至上水庫,在電力負荷高峰期再放水至下水庫發(fā)電。可將電網(wǎng)負荷低時的多余電能,轉(zhuǎn)變?yōu)殡娋W(wǎng)高峰時期的高價值電能。適用于調(diào)頻、調(diào)相,穩(wěn)定電力系統(tǒng)的周波和電壓,還可提高系統(tǒng)中火電站和核電站的效率。抽水蓄能是技術(shù)最成熟、經(jīng)濟性最優(yōu)、最具大規(guī)模開發(fā)條件的儲能方式,是電力系統(tǒng)綠色低碳清潔靈活調(diào)節(jié)電源。
抽水蓄能電站是利用電力系統(tǒng)負荷低谷時的剩余電能從下水庫向上水庫抽水,將電能轉(zhuǎn)換為水的勢能儲存起來;當電力系統(tǒng)需要時,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,是間接儲存電能的一種方式。它利用下半夜過剩的電力驅(qū)動水泵,將水從下水庫抽到上水庫儲存起來,然后在次日白天和前半夜將水放出發(fā)電,并流入下水庫。在整個運作過程中,雖然部分能量會在轉(zhuǎn)化時流失,但相比之下,使用抽水蓄能電站仍然比增建煤電發(fā)電設備來滿足高峰用電而在低谷時壓荷、停機這種情況來得便宜,效益更佳。
抽水蓄能發(fā)電行業(yè)現(xiàn)狀及市場規(guī)模分析
抽水蓄能具有調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)相、儲能、系統(tǒng)備用和黑啟動等功能,以及容量大、工況多、速度快、可靠性高、經(jīng)濟性好等技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)勢,在保障大電網(wǎng)安全、促進新能源消納、提升全系統(tǒng)性能中發(fā)揮著基礎作用,是能源互聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分。加快發(fā)展抽水蓄能,是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的迫切要求,是保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的重要支撐,是可再生能源大規(guī)模發(fā)展的重要保障。
根據(jù)數(shù)據(jù)顯示分析,2018-2022年中國抽水蓄能發(fā)電設備市場規(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《2024-2029年中國抽水蓄能發(fā)電行業(yè)市場深度調(diào)研與發(fā)展分析報告》顯示:
截至2024年6月底,全國抽水蓄能累計裝機容量達5439萬千瓦,約占全球抽水蓄能裝機的28.1%,位列全球首位。已建、在建及核準待建抽水蓄能電站規(guī)模約2.3億千瓦,連續(xù)8年穩(wěn)居世界第一。抽水蓄能投資增勢加快,上半年投資增速較去年同期增加30.4個百分點。根據(jù)預測,“十四五”期間,2.7億千瓦抽水蓄能投資額將超過1.4萬億元,“十五五”期間投資額將達到頂峰,預計超過1.8萬億元。
隨著并網(wǎng)核電及新能源機組(風電、太陽能等)越來越多,電網(wǎng)出現(xiàn)新的穩(wěn)定問題:一是夜間定常運行發(fā)電設備增加;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)。變速抽水蓄能機組具有自動跟蹤電網(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)定運行的前提下提高新能源利用率;另一方面,機組調(diào)節(jié)速率提高,可更好地跟蹤風電等穩(wěn)定性差電源的出力過程,從而減小新能源電源對電網(wǎng)的沖擊。
此外,可變速機組還可以使水輪機在各出力下運行在高效率區(qū),提高了水輪機效率;由于可變速機組可運行水頭范圍增大,可以降低上水庫大壩高度,節(jié)省建設成本。更具優(yōu)勢的是變速機優(yōu)良的調(diào)節(jié)性能,變速機組在響應時間、調(diào)節(jié)速度方面明顯優(yōu)于定速機組。變速機組可以在0.25s內(nèi)調(diào)整水泵入力±5%,調(diào)整水輪機出力±10%。日本大河內(nèi)電站(1993年完成改造,2臺可變速機組)400MW變速機組0.2s內(nèi)可改變輸出功率32MW或輸入功率80MW?,F(xiàn)階段世界上共有34臺可變速機組在運或在建,其中日本15臺,瑞士10臺,斯洛文尼亞1臺,德國2臺(有4臺在建),葡萄牙2臺,中國在這方面尚屬空白。
由于抽水蓄能是現(xiàn)階段技術(shù)最成熟、經(jīng)濟性最優(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)仍對發(fā)展抽水蓄能產(chǎn)業(yè)持積極態(tài)度。據(jù)IHA預測,至2025年,全球抽水蓄能累計裝機規(guī)模將達208GW,至2030今年,累計裝機規(guī)模將達239GW。
綜上所述,抽水蓄能發(fā)電行業(yè)市場現(xiàn)狀呈現(xiàn)出市場規(guī)模持續(xù)增長、裝機容量與投資不斷擴大、產(chǎn)業(yè)鏈完善、政策推動明顯、技術(shù)創(chuàng)新加速以及市場競爭格局變化等特點。未來,隨著全球能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型和電力需求的持續(xù)增長,抽水蓄能發(fā)電行業(yè)將迎來更加廣闊的發(fā)展前景。
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