文|每日財(cái)報(bào) 蘇鋒
可再生能源發(fā)電具有波動(dòng)性，提高了電力系統(tǒng)對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用的需求，儲(chǔ)能可緩解或解決電能供需在時(shí)間和強(qiáng)度上不匹配的問(wèn)題。
各種儲(chǔ)能方式中，抽水蓄能，是目前火熱的儲(chǔ)能賽道中技術(shù)最成熟、經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)、最具大規(guī)模開發(fā)條件的儲(chǔ)能方式。
“抽水蓄能電站是太陽(yáng)能和風(fēng)力發(fā)電的最佳補(bǔ)充。”近日，德國(guó)知名跨國(guó)企業(yè)——福伊特水電亞太區(qū)總裁兼CEO龍杰文（Stephen Lewis）在2022世界清潔能源裝備大會(huì)上如此表示。
抽水儲(chǔ)能PK化學(xué)儲(chǔ)能
為緩解風(fēng)光發(fā)電與用電負(fù)荷的不匹配問(wèn)題，降低棄風(fēng)棄光率、提高風(fēng)光發(fā)電利用效率，近年來(lái)多省份在風(fēng)電、光伏發(fā)電項(xiàng)目開發(fā)建設(shè)申報(bào)方案中要求“配套建設(shè)一定比例的儲(chǔ)能設(shè)施或提供響應(yīng)的調(diào)峰能力”。
根據(jù)中國(guó)能源研究會(huì)儲(chǔ)能專委會(huì)的全球儲(chǔ)能項(xiàng)目庫(kù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至 2021 年底，中國(guó)已投運(yùn)電力儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模中，抽水蓄能的累計(jì)裝機(jī)規(guī)模占比達(dá)86.3%，占據(jù)主導(dǎo)地位；新型儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模占比12.5%，包括電池（鋰離子、鉛蓄、液流等）、壓縮空氣、超級(jí)電容、飛輪等。根據(jù)電化學(xué)儲(chǔ)能和其他儲(chǔ)能占比增速測(cè)算，預(yù)計(jì)2030年抽水蓄能占比為64%。
另外，《每日財(cái)報(bào)》注意到，在儲(chǔ)能的細(xì)分賽道中，電化學(xué)儲(chǔ)能也是市場(chǎng)上關(guān)注度比較高的儲(chǔ)能技術(shù)。當(dāng)前，以電化學(xué)儲(chǔ)能為代表的新型儲(chǔ)能正在上演新一輪投資熱潮，而動(dòng)力電池企業(yè)是其中的主要玩家之一。而在抽水蓄能與新型儲(chǔ)能的比拼中，成本將是關(guān)鍵變量之一。
從現(xiàn)有的方案來(lái)看，抽水蓄能電站度電成本（即儲(chǔ)能電站總投資/儲(chǔ)能電站總處理電量）遠(yuǎn)低于其他儲(chǔ)能方案。
根據(jù)國(guó)家能源局披露抽水蓄能在建項(xiàng)目數(shù)據(jù)，抽蓄電站平均單位裝機(jī)投資金額為6136元/千瓦，初始投資確實(shí)較大，但抽水蓄能電站建成之后穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)期超過(guò)50年，甚至長(zhǎng)達(dá)100年，長(zhǎng)期保值攤薄了各項(xiàng)費(fèi)用。這就跟水力發(fā)電一樣，雖然建造成本高昂，但綜合下來(lái)反倒是最經(jīng)濟(jì)的電力來(lái)源。
反觀電化學(xué)儲(chǔ)能雖然裝機(jī)成本低，但其壽命跟抽水蓄能相比實(shí)在太短。當(dāng)前成本較低的磷酸鐵鋰電池，循環(huán)壽命往往只有5000次左右，導(dǎo)致其度電成本高達(dá)0.62-0.82元/kWh。顯然，抽水蓄能是現(xiàn)成的較為經(jīng)濟(jì)的儲(chǔ)能技術(shù)。
更重要的是，抽水蓄能電站額定功率一般在100-2000MW之間，是目前唯一達(dá)到GW級(jí)且能大規(guī)模使用的儲(chǔ)能技術(shù)。
還有最關(guān)鍵的一點(diǎn)是安全性高。抽水蓄能利用水作為儲(chǔ)能介質(zhì)，安全性是毋庸置疑的。反觀電化學(xué)儲(chǔ)能卻因安全事件時(shí)常引發(fā)行業(yè)內(nèi)外高度關(guān)注。
抽水蓄能空間大增
公開數(shù)據(jù)顯示，國(guó)內(nèi)風(fēng)光發(fā)電裝機(jī)量與抽水蓄能裝機(jī)量均逐年上升，2015-2021 年，純抽水蓄能累計(jì)裝機(jī)量復(fù)合增速為 7.9%、 風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)量復(fù)合增速為16.6%、太陽(yáng)能發(fā)電累計(jì)裝機(jī)量復(fù)合增速為 39.2%，純抽水蓄能發(fā)展速度遠(yuǎn)低于風(fēng)光發(fā)電發(fā)展速度；純抽水蓄能裝機(jī)量與風(fēng)光發(fā)電裝機(jī)量之比從 2015年13.3%下降至2021年 5.7%，現(xiàn)有純抽水蓄能裝機(jī)量無(wú)法滿足風(fēng)光發(fā)電快速發(fā)展的需求。
根據(jù)各省市發(fā)布的風(fēng)光開發(fā)建設(shè)方案，集中式風(fēng)光發(fā)電配置儲(chǔ)能比例大多在 10%-20%之間，配儲(chǔ)要求推動(dòng)儲(chǔ)能規(guī)模擴(kuò)張。假設(shè)未來(lái)風(fēng)光發(fā)電配儲(chǔ)比例有 10%、15%、20%三種情景，《2030 年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》規(guī)劃2030年風(fēng)光發(fā)電總裝機(jī)量 12億千瓦，屆時(shí)風(fēng)光配儲(chǔ)需求將達(dá)到120GW、180GW、 240GW，按抽蓄占比 64%計(jì)，預(yù)計(jì)屆時(shí)抽蓄規(guī)模將分別達(dá)到 77GW、115GW、154GW。
另一方面，電力現(xiàn)貨市場(chǎng)峰谷價(jià)差擴(kuò)大，為抽蓄電量電價(jià)打開盈利空間。
在電力現(xiàn)貨市場(chǎng)中，抽蓄電站根據(jù)市場(chǎng)價(jià)結(jié)算抽水電價(jià)與上網(wǎng)電價(jià)，在電價(jià)低谷時(shí)抽水蓄能，在電價(jià)高峰時(shí)放水發(fā)電，利用電力市場(chǎng)價(jià)差實(shí)現(xiàn)抽放盈利。假設(shè)一座抽水蓄能電站裝機(jī)量為 1200MW，發(fā)電效率為75%，測(cè)算在不同抽水電價(jià)和發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)的情境下，該抽蓄電站電量電價(jià)的發(fā)電度電價(jià)差收益。當(dāng)現(xiàn)貨市場(chǎng)峰谷價(jià)差超過(guò) 25%時(shí)，抽蓄電站可實(shí)現(xiàn)正向價(jià)差套利。
抽蓄電站分享從抽水電價(jià)和上網(wǎng)電價(jià)形成收益的 20%。電力市場(chǎng)峰谷差價(jià)越大，抽蓄電站可利用的上網(wǎng)電價(jià)和抽水電價(jià)差值越大，度電價(jià)差收益越高，抽蓄電站可分享收益越大。
《每日財(cái)報(bào)》注意到，《規(guī)劃》已經(jīng)提出在浙江、湖北、江西、廣東等資源較好的地區(qū)，結(jié)合當(dāng)?shù)仉娏Πl(fā)展和新能源發(fā)展需求，因地制宜規(guī)劃建設(shè)中小型抽水蓄能電站。
總之，隨著可再生能源的發(fā)展和頂層規(guī)劃的發(fā)布，這部分的空間也將會(huì)逐步釋放。
那這個(gè)空間具體有多大？按照申萬(wàn)宏源證券測(cè)算，到2030年我國(guó)抽水蓄能裝機(jī)規(guī)模達(dá)到1.2億千瓦，2021-2030年抽水蓄能電站投資總金額將達(dá)到驚人的4973億元。
所以，不管從客觀現(xiàn)實(shí)需求角度出發(fā)，還是從內(nèi)生動(dòng)力層面考慮，抽水儲(chǔ)能都是未來(lái)。
掘金產(chǎn)業(yè)鏈
抽水蓄能電站項(xiàng)目單體投資規(guī)模大，根據(jù)水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院、中國(guó)水力發(fā)電工程學(xué)會(huì)發(fā)布的《抽水蓄能產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告 2021》，2021 年機(jī)電設(shè)備及安裝工程費(fèi)用占比 26.1%，居首位，建筑工程投資占比 25.4%，兩者合計(jì)過(guò)半，其他投資內(nèi)容主要為征地費(fèi)用、建設(shè)期利息等。
抽蓄電站投資主體多為電網(wǎng)企業(yè)， 截至 2022 年 7 月，國(guó)網(wǎng)（含國(guó)網(wǎng)新源及國(guó)網(wǎng)地方子公司）、南網(wǎng)（南網(wǎng)雙調(diào)，資產(chǎn)重組后將整體注入文山電力）、蒙西電網(wǎng)擁有的在運(yùn)抽蓄電站裝機(jī)量占我國(guó)在運(yùn)抽蓄電站裝機(jī)量的 63.3%、22.9%、2.7%，電網(wǎng)企業(yè)市占率近九成；發(fā)電企業(yè)三峽集團(tuán)、華電集團(tuán)裝機(jī)量占比為 4.7%、2.7%；另有其他企業(yè)江蘇國(guó)信、寧波能源裝機(jī)量占比 3.6%、0.2%。《抽水蓄能中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃（2021—2035 年）》 提出鼓勵(lì)社會(huì)資本投資建設(shè)抽水蓄能。由于抽蓄電站單體投資大、建設(shè)周期長(zhǎng)，預(yù)計(jì)未來(lái)仍將保持電網(wǎng)主導(dǎo)、發(fā)電企業(yè)和其他企業(yè)參與的市場(chǎng)格局。
中國(guó)電建是中國(guó)及全球水利水電行業(yè)的領(lǐng)先者，承擔(dān)國(guó)內(nèi)大中型水電站80%以上的規(guī)劃設(shè)計(jì)任務(wù)、65%以上的建設(shè)任務(wù)，占有全球50%以上的大中型水利水電建 設(shè)市場(chǎng)，是中國(guó)水利水電、風(fēng)電、光伏（熱）建設(shè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)程規(guī)范的主要編制修訂單位。
東方電氣深耕大型水輪發(fā)電機(jī)技術(shù)，水電產(chǎn)品總體水平位居國(guó)內(nèi)前列，貫流式、混流式等水電技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，2021年公司水輪發(fā)電機(jī)銷售量為8.1GW， 市場(chǎng)占有率約為40%。
哈爾濱電氣是我國(guó)生產(chǎn)水電設(shè)備的主要廠商之一，已為國(guó)內(nèi)近200多座電站提供了300多臺(tái)機(jī)組，并為國(guó)外（美國(guó)、加拿大、日本、委內(nèi)瑞拉、泰國(guó)、菲律賓、 尼泊爾、土耳其、剛果、伊朗等國(guó)家）的26座電站提供了近80臺(tái)水電機(jī)組。2021年公司水輪發(fā)電機(jī)產(chǎn)量為9.6GW，市場(chǎng)占有率約為47%。
國(guó)電南瑞是行業(yè)內(nèi)抽水蓄能電站專業(yè)最全、技術(shù)水平國(guó)際領(lǐng)先的電力系統(tǒng)二次設(shè)備供應(yīng)商，擁有全部自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的抽蓄電站工程安全監(jiān)測(cè)、計(jì)算機(jī)監(jiān)控、繼電 保護(hù)、水輪機(jī)調(diào)速、電機(jī)勵(lì)磁和SFC、機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)等產(chǎn)品，參與了30多個(gè)抽蓄電站的建設(shè)。
金盤科技于2009年進(jìn)入抽水蓄能領(lǐng)域，供貨了近500余臺(tái)套勵(lì)磁變壓器、廠用變壓器、SFC輸入輸出變等類型產(chǎn)品，先后用于安徽績(jī)溪、福建周寧、廣州、河北 豐寧、吉林敦化、浙江仙居、呼和浩特、陽(yáng)江、梅州等抽水蓄能電站。公司的抽水蓄能SFC特種干式變壓器，用于大型同步電機(jī)的變頻啟動(dòng)，解決了合閘沖擊次 數(shù)、換流及渦流較大等問(wèn)題，受到下游客戶認(rèn)可。
隨著抽水蓄能迎來(lái)了越來(lái)越多的行業(yè)暖風(fēng)，此前一直躲在幕后的抽水蓄能，也有望走到臺(tái)前，成為市場(chǎng)關(guān)注的焦點(diǎn)。