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抽水蓄能预计新增消纳新能源5000亿度以上,在储能应用中占据主导地位

2021-06-28 15:57
前瞻网
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抽水蓄能技术历史悠久,存储效率较高,为在电力系统中得到最为广泛应用的一种储能技术。国家发改委提出在“十四五”时期实施雅鲁藏布江下游水电开发等工程。抽水蓄能规模将随着新能源的发展不断扩大,预计至2030年,抽水蓄能累计装机达到100-120GW,新增消纳新能源5000亿度以上。

抽水蓄能主要上市公司:申能股份(600642)、浙富控股(002266)、黔源电力(002039)等。

本文核心数据:新能源装机规模、抽水蓄能装机规模

抽水蓄能在储能应用中占据主导地位

近年来,我国抽水蓄能电站的建设步伐呈现加快趋势。我国已先后建成潘家口、广州、十三陵、天荒坪、山东泰山、江苏宜兴、河南宝泉等一批大型抽水蓄能电站。

2020年,我国抽水蓄能累计装机规模达到31.79GW,同比增长5.02%,占全国储能装机总规模的89.3%。因抽水蓄能相对其他储能方式成本较低,短期看来,其在储能应用中的主导地位不会被动摇。根据2021年4月数据,我国抽水蓄能电站在建装机52.43GW,是全球抽水蓄能电站规模最大的国家。

图表1:2015-2020年中国抽水蓄能项目累计装机规模及增速(单位:GW,%)

高存储效率促进抽水蓄能得到广泛应用

抽水蓄能是世界上最重要的储能技术之一,2020年全球抽水蓄能累计装机容量达172.5GW。该技术自20世纪初开始使用,已有100年的历史。我国在上世纪60年代后期也开始了抽水蓄能电站的开发。

抽水蓄能电站由两个相互连接且位于不同高度的水库组成。管道将上部和下部水库连接。在充电过程中,电动机将电能转换成机械能。通过将水从下部水库通过管道输送到上部水库,泵将它们转化为势能。

在低电时,存储在上部水库中的水可以通过涡轮机返回到下部水库,由此从势能产生机械能,并且在发电机的帮助下再次产生电能。储存的能量与水的总质量和上下两蓄水池之间的高度差的乘积成比例。

图表2:抽水蓄能电站机构及组成部分示意图

抽水蓄能电站作为一项100年历史的技术,比起其他储能技术,已经发展的十分成熟。除此之外,抽水蓄能电站还有着长达80年甚至100年的使用寿命。现在的抽水蓄能电站还拥有极高的存储效率,可实现高达80%的整体效率。

图表3:抽水蓄能电站技术优缺点

作为在电力系统中得到最为广泛应用的一种储能技术,抽水储能主要应用领域包括能量管理、频率控制以及提供系统的备用容量,可为电网提供调峰、填谷、调频、事故备用等服务,其良好的调节性能和快速负荷变化响应能力,对于有效减少新能源发电输入电网时引起的不稳定具有重大意义。

预计抽水蓄能新增消纳新能源5000亿度以上

截至2020年底,我国新能源装机已达530GW,占全球新能源装机总量的比例已超过1/3,其中,抽水蓄能累计装机规模约占新能源累计装机的6%。预计2030年,我国新能源装机达到1200GW以上,新能源的高效利用将面临较大挑战。

2020年11月,国家发改委提出在“十四五”时期实施包括雅鲁藏布江下游在内的一系列重大工程。我国水能资源蕴藏量在6.76亿千瓦以上,其中雅鲁藏布江下游大拐弯地区汇集了近7000万千瓦的技术可开发资源,规模相当于3个多三峡电站(装机容量2250万千瓦)。

2021年3月,国家电网有限公司宣布,“十四五”期间,我国新增开工2000万千瓦以上装机、1000亿元以上投资规模的抽水蓄能电站,这一装机量已接近世界最大水电站——三峡水电站的总装机规模。

图表4:我国抽水蓄能建设目标汇总

抽水蓄能规模将随着新能源的发展不断扩大。根据国家能源局发布的《水电发展“十三五”规划》,到2025年底,我国抽水蓄能的累计装机规模达到90GW。预计2030年,我国抽水蓄能装机将达到1-1.2亿千瓦(100-120GW),抽水蓄能可新增消纳新能源5000亿度以上。

图表5:2021-2030年中国抽水储能总装机规模及预测(单位:GW)

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来源:前瞻产业研究院

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