中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：習(xí)近平總書記在二十屆中央政治局第十二次集體學(xué)習(xí)時(shí)強(qiáng)調(diào)，積極發(fā)展清潔能源，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)綠色低碳轉(zhuǎn)型，已經(jīng)成為國(guó)際社會(huì)應(yīng)對(duì)全球氣候變化的普遍共識(shí)。要順勢(shì)而為、乘勢(shì)而上，以更大力度推動(dòng)我國(guó)新能源高質(zhì)量發(fā)展，為中國(guó)式現(xiàn)代化建設(shè)提供安全可靠的能源保障，為共建清潔美麗的世界作出更大貢獻(xiàn)。
隨著我國(guó)能源綠色低碳轉(zhuǎn)型和新型電力系統(tǒng)建設(shè)進(jìn)程加速推進(jìn)，風(fēng)能、太陽能等新能源在電力系統(tǒng)中的占比不斷提高，其間歇性和波動(dòng)性給電力供應(yīng)的穩(wěn)定性帶來了挑戰(zhàn)，這就迫切需要調(diào)節(jié)電源快速響應(yīng)及時(shí)彌補(bǔ)新能源發(fā)電的波動(dòng)，確保電力輸出平穩(wěn)可靠。新型電力系統(tǒng)中，清潔能源代替?zhèn)鹘y(tǒng)的化石能源，而清潔能源中新能源占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，因此，沒有新能源就沒有新型電力系統(tǒng)，沒有技術(shù)創(chuàng)新就沒有新型電力系統(tǒng)的發(fā)展。新型電力系統(tǒng)關(guān)系到能源“不可能三角”的破解，關(guān)系到電力系統(tǒng)“供得上供不上、供得好不好、供得綠不綠”的問題。相較傳統(tǒng)電力系統(tǒng)，新型電力系統(tǒng)的電網(wǎng)調(diào)控從“源隨荷動(dòng)”向“源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同互動(dòng)”轉(zhuǎn)變，調(diào)節(jié)任務(wù)也由單一電源來完成演變?yōu)橛啥嘀黧w電源來完成，這其中儲(chǔ)能最為關(guān)鍵。從儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展到今天來看，抽水蓄能作為技術(shù)最成熟、經(jīng)濟(jì)最優(yōu)、最具大規(guī)模開發(fā)條件、生命周期最長(zhǎng)的綠色低碳靈活調(diào)節(jié)電源，以其與新能源適配性強(qiáng)、聯(lián)合運(yùn)行效果好的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，在現(xiàn)代能源領(lǐng)域中扮演著不可或缺的角色，為新能源的高效合理利用和電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
我國(guó)抽水蓄能的發(fā)展歷程始于20世紀(jì)60年代，當(dāng)時(shí)對(duì)抽水蓄能技術(shù)的認(rèn)知極為有限，面對(duì)的是一片幾乎空白的技術(shù)領(lǐng)域。1968年，我國(guó)首次在河北崗南水庫安裝了1臺(tái)從日本引進(jìn)的容量為11兆瓦的抽水蓄能機(jī)組，1972年在北京密云水庫安裝了2臺(tái)單機(jī)容量為12兆瓦的國(guó)產(chǎn)抽水蓄能機(jī)組。但由于調(diào)度和機(jī)組質(zhì)量問題，加之水頭低、容量小，這些機(jī)組并未受到電網(wǎng)的重視。20世紀(jì)80年代，國(guó)家實(shí)施“引灤入津”計(jì)劃，潘家口水利樞紐工程緊急啟動(dòng)。1984年開工、1992年投產(chǎn)的潘家口抽水蓄能電站，安裝了3臺(tái)單機(jī)容量為90兆瓦的可變速抽水蓄能機(jī)組，在電網(wǎng)中發(fā)揮了重要作用，抽水蓄能電站首次得到電網(wǎng)的認(rèn)可和重視。隨著改革開放和經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展，我國(guó)電力系統(tǒng)需求不斷擴(kuò)大，開始發(fā)展核電，廣東大亞灣核電站的建設(shè)催生了廣州抽水蓄能電站，抽水蓄能電站建設(shè)迎來了第一個(gè)高潮。廣蓄電站一期4臺(tái)30萬千瓦機(jī)組于1994年3月全部建成并網(wǎng)，并網(wǎng)后的廣蓄電站較大地提升了大亞灣核電站的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，也標(biāo)志著“核電+抽水蓄能”發(fā)展模式的開啟。幾乎同時(shí)，在華北、華東兩個(gè)用電規(guī)模最大的區(qū)域電網(wǎng)，城市負(fù)荷中心峰谷差逐年上升，電力系統(tǒng)低谷調(diào)峰壓力越來越大，先后興建了北京十三陵、浙江天荒坪等大型抽水蓄能電站，逐步形成了抽水蓄能可以解決電網(wǎng)調(diào)峰問題的共識(shí)。但由于缺乏成熟的抽水蓄能電站建設(shè)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)體系，當(dāng)時(shí)電站主機(jī)設(shè)備全靠進(jìn)口，土建工程技術(shù)以學(xué)習(xí)借鑒國(guó)外工程為主，設(shè)計(jì)單位為此也交了一些學(xué)費(fèi)，技術(shù)方面也留有一些遺憾。總體上看，隨著廣州抽水蓄能一期、北京十三陵、浙江天荒坪三個(gè)電站的相繼建成，我國(guó)進(jìn)入了開發(fā)大型抽水蓄能電站的時(shí)代，抽水蓄能電站的穩(wěn)定運(yùn)行也為區(qū)域電力系統(tǒng)負(fù)荷中心的調(diào)控發(fā)揮了重要作用。
20世紀(jì)90年代以后，我國(guó)在抽水蓄能功能定位的技術(shù)認(rèn)同上走了一段不平坦的路，因此抽水蓄能的發(fā)展也沉寂了一段時(shí)期。當(dāng)時(shí)雖然電力系統(tǒng)對(duì)抽水蓄能有一定調(diào)節(jié)需求，但社會(huì)上以及能源領(lǐng)域?qū)Τ樗钅墚a(chǎn)生了不同看法，認(rèn)為抽水蓄能的運(yùn)行是“四度電換三度電”，轉(zhuǎn)換效率低，屬于耗能項(xiàng)目，而且抽水蓄能的技術(shù)不掌握在我們手上，建設(shè)造價(jià)和運(yùn)營(yíng)成本整體偏高，建成后“躺在”已出臺(tái)的電價(jià)上，調(diào)運(yùn)上更加“惜用”等，這些看法嚴(yán)重影響了抽水蓄能的技術(shù)發(fā)展和功能作用的發(fā)揮。現(xiàn)在回頭去看，當(dāng)時(shí)把抽水蓄能技術(shù)看簡(jiǎn)單了，甚至看負(fù)面了。進(jìn)入21世紀(jì)后，隨著國(guó)家電力體制改革的推進(jìn)，立足電網(wǎng)結(jié)構(gòu)發(fā)展，國(guó)家電網(wǎng)公司超前謀劃，在當(dāng)時(shí)國(guó)家沒有啟動(dòng)研究抽水蓄能規(guī)劃的條件下，率先啟動(dòng)了浙江桐柏、山東泰山、安徽瑯琊山、江蘇宜興、河北張河灣、山西西龍池等一批大型抽水蓄能電站建設(shè)，推動(dòng)我國(guó)抽水蓄能的發(fā)展進(jìn)入了第二個(gè)高潮，也為下一步抽水蓄能的大規(guī)模使用打下了一定基礎(chǔ)。
隨著大量抽水蓄能電站的上馬，國(guó)家對(duì)抽水蓄能的重視程度和理論認(rèn)識(shí)明顯提高，國(guó)家發(fā)展改革委主持啟動(dòng)了我國(guó)抽水蓄能技術(shù)的國(guó)產(chǎn)化發(fā)展。2003年，國(guó)家發(fā)展改革委通過統(tǒng)一招標(biāo)和技貿(mào)結(jié)合的方式，以廣東惠州、河南寶泉、湖北白蓮河電站為依托，全面引進(jìn)抽水蓄能機(jī)組設(shè)備設(shè)計(jì)和制造技術(shù)。2005年，國(guó)家發(fā)展改革委依托遼寧蒲石河、湖南黑麋峰、呼和浩特蓄能電站，堅(jiān)持“國(guó)內(nèi)負(fù)責(zé)、必要時(shí)國(guó)外支持”原則，以中方作為主承保方、法國(guó)阿爾斯通作為技術(shù)合作方的形式，使我國(guó)擁有了獨(dú)立成套研制大型抽水蓄能機(jī)組的技術(shù)能力。2007年，為了促進(jìn)引進(jìn)技術(shù)的消化吸收、鞏固提高，國(guó)家發(fā)展改革委組織了第三批抽水蓄能電站，如安徽響水澗、福建仙游、江蘇溧陽等，通過議標(biāo)方式確定國(guó)內(nèi)制造廠家（哈電電機(jī)、東方電機(jī)），獨(dú)立進(jìn)行抽水蓄能主機(jī)和相關(guān)輔機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造和成套設(shè)備研制。2011年10月，我國(guó)第一座實(shí)現(xiàn)機(jī)組設(shè)備完全自主化的抽水蓄能電站——安徽響水澗抽水蓄能電站建成，標(biāo)志著我國(guó)成功掌握了抽水蓄能機(jī)組成套設(shè)備研制的核心技術(shù)。2013年4月，國(guó)產(chǎn)自主福建仙游抽水蓄能電站正式投產(chǎn)，該工程填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)高水頭國(guó)產(chǎn)化抽水蓄能機(jī)組的空白。至此，哈電電機(jī)和東方電機(jī)兩廠均已實(shí)現(xiàn)抽水蓄能裝備制造國(guó)產(chǎn)自主可控，完全攻克了發(fā)電電動(dòng)機(jī)、水泵水輪機(jī)設(shè)計(jì)制造技術(shù)。同時(shí)依托抽水蓄能實(shí)踐，我國(guó)系統(tǒng)集成廠商也同步實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控、勵(lì)磁、發(fā)變組保護(hù)以及變頻器系統(tǒng)國(guó)產(chǎn)化。通過實(shí)施國(guó)產(chǎn)化，抽水蓄能電站設(shè)備安裝調(diào)試水平大幅提升，設(shè)備運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性水平大幅提升，電站投產(chǎn)效率和投產(chǎn)速度大幅提升。目前在運(yùn)的浙江長(zhǎng)龍山抽水蓄能電站和在建的浙江天臺(tái)抽水蓄能電站，機(jī)組額定水頭、額定轉(zhuǎn)速、單機(jī)容量分別達(dá)710米、600轉(zhuǎn)/分、35萬千瓦和724米、500轉(zhuǎn)/分、42.5萬千瓦，標(biāo)志著抽水蓄能行業(yè)進(jìn)入高轉(zhuǎn)速、高水頭、大容量的時(shí)代。20年間，中國(guó)抽水蓄能歷經(jīng)技術(shù)引進(jìn)、消化吸收和自主創(chuàng)新三個(gè)階段，無論在抽水蓄能機(jī)組及成套設(shè)備，還是關(guān)鍵技術(shù)和工程應(yīng)用方面，均已達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，已然為“走出去”打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
抽水蓄能電站的發(fā)展，最初為解決負(fù)荷中心峰谷差的問題，那時(shí)普遍認(rèn)為一個(gè)區(qū)域或者省級(jí)電網(wǎng)內(nèi)，抽水蓄能的裝機(jī)容量要占到負(fù)荷中心地區(qū)裝機(jī)容量的7%～10%。到“十一五”期間，隨著新能源裝機(jī)規(guī)模增長(zhǎng)，電力系統(tǒng)的調(diào)節(jié)不僅要面臨峰谷差問題，還要面臨新能源消納利用問題。電網(wǎng)一線運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)，在新能源發(fā)電富余期間，如果把抽水蓄能機(jī)組啟用為抽水狀態(tài)，就可以很好地把風(fēng)、光的電能儲(chǔ)存起來。已投運(yùn)抽水蓄能電站的抽發(fā)電量、啟動(dòng)次數(shù)、調(diào)頻臺(tái)次、旋轉(zhuǎn)備用臺(tái)次、短時(shí)運(yùn)行次數(shù)均明顯增加，如抽水蓄能電站年利用小時(shí)數(shù)不低于2700小時(shí)，如“一發(fā)一抽”改為“兩發(fā)兩抽”甚至“多發(fā)多抽”，在凌晨負(fù)荷低谷和午間光伏大發(fā)時(shí)段抽水、在早晚高峰發(fā)電，有效保證電力安全可靠供應(yīng)，發(fā)揮電力保供生力軍作用。經(jīng)過一系列運(yùn)行實(shí)踐，已投運(yùn)的抽水蓄能電站在新能源消納方面發(fā)揮了重要作用，特別是在“十三五”期間，國(guó)家電網(wǎng)公司經(jīng)營(yíng)區(qū)域內(nèi)新能源利用率從“十二五”末的84.6%提高到97.1%，這其中抽水蓄能發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。
2020年全國(guó)風(fēng)光新能源裝機(jī)容量為5.4億千瓦，2023年達(dá)到10.5億千瓦，預(yù)計(jì)2025年將達(dá)到16億千瓦。面對(duì)新能源如此快的增速，2021年，國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局先后發(fā)布抽水蓄能電價(jià)政策和《抽水蓄能中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃（2021—2035年）》，提出到2025年，抽水蓄能投產(chǎn)總規(guī)模較“十三五”翻一番，超過6200萬千瓦；到2030年，抽水蓄能投產(chǎn)總規(guī)模較“十四五”再翻一番，達(dá)到1.2億千瓦左右。《規(guī)劃》有力推動(dòng)我國(guó)抽水蓄能發(fā)展進(jìn)入到第三個(gè)高潮，社會(huì)各界就抽水蓄能在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)中的重要作用和進(jìn)一步加快開發(fā)抽水蓄能形成廣泛共識(shí)，對(duì)抽水蓄能的關(guān)注和參與也呈現(xiàn)出前所未有的新局面。抽水蓄能因此迎來更加廣闊的發(fā)展前景。
回顧我國(guó)抽水蓄能發(fā)展之路，建設(shè)起步雖晚，但基于大型水電建設(shè)所積累的技術(shù)和工程經(jīng)驗(yàn)，加上引進(jìn)和消化吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，及一批大型抽水蓄能電站的建設(shè)實(shí)踐，我國(guó)累積了豐富的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，掌握了較先進(jìn)的機(jī)組制造技術(shù)，形成了較為完備的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行管理體系，電站的整體設(shè)計(jì)、制造和安裝技術(shù)更是達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。從早期的技術(shù)認(rèn)知有限到實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)自主，從發(fā)展滯后到全面開花，從電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)的“奢侈品”發(fā)展成為保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行、促進(jìn)新能源消納、提升能源利用效率的常規(guī)配置，抽水蓄能成為了新能源開發(fā)的“儲(chǔ)能倉庫”。作為保障電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的“最后一根火柴”，抽水蓄能在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)、推動(dòng)能源綠色低碳轉(zhuǎn)型中發(fā)揮著不可或缺的重要作用。
展望未來，要把世界能源發(fā)展大勢(shì)和國(guó)情緊密結(jié)合起來看。隨著新型能源體系、新型電力系統(tǒng)和新型電網(wǎng)的加速推進(jìn)，發(fā)展抽水蓄能成為我國(guó)構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的長(zhǎng)期戰(zhàn)略和重要舉措。我們要充分挖掘抽水蓄能的功能作用，透徹地研究新型電力系統(tǒng)，尤其要清楚認(rèn)識(shí)抽水蓄能在新型電力系統(tǒng)中的功能定位，這樣才能在新型能源體系和新型電力系統(tǒng)建設(shè)上化被動(dòng)為主動(dòng)。
為更好推動(dòng)抽水蓄能高質(zhì)量發(fā)展，國(guó)家電網(wǎng)公司聯(lián)合中國(guó)電建集團(tuán)和哈電集團(tuán)、東方電氣集團(tuán)等單位，系統(tǒng)研究了我國(guó)在抽水蓄能發(fā)展戰(zhàn)略、規(guī)劃設(shè)計(jì)、關(guān)鍵技術(shù)等方面取得的原創(chuàng)性科技成果，針對(duì)抽水蓄能電站全生命周期管理存在的焦點(diǎn)問題，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)措施，提出系列觀點(diǎn)，作出分析研判，相信這本抽水蓄能專業(yè)著作，將為行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供寶貴的參考和指導(dǎo)。
