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      電聯新媒:智庫 | 中國工程院院士張宗亮:中國抽水蓄能電站有了“新定位”

      信息來源:  發布時間:2023-09-14

        本網訊 張宗亮,我國水工結構工程專家,中國工程院院士,全國工程勘察設計大師。在水利水電工程(含抽水蓄能)、新能源工程和數字工程等方面做出創新性貢獻,獲國家科技進步二等獎6項,省部級科技進步特等獎4項,一等獎7項。獲光華工程科技獎、何梁何利科學與技術創新獎、杰出工程師獎和云南省杰出貢獻獎,高壩研發團隊獲中央企業優秀創新團隊;主持和組織設計建成糯扎渡、小灣、天生橋一級、紅石巖、觀音巖、黃登等25座大型水利水電工程;主持國家和省部級重點研發計劃6項;主編行業標準5項;發明專利18項;軟著31項;論文110篇;專著15部。

        “抽水蓄能與新能源融合發展是實現‘雙碳’目標的重要途徑。新時代、新定位、新使命,挑戰與機遇并存,抽水蓄能行至新的戰略起點?!痹谠颇鲜∧茉淳?、南方電網云南電網公司8月初啟動的2023年新型電力系統發展論壇上,中國工程院院士張宗亮指出。

        與常規水電站不同,抽水蓄能電站既是電源又是負荷,是一個系統服務工程。抽蓄電站是電力系統中的“巨型電池”,在用電低谷時從電網“充電”,在用電高峰時向電網“放電”,具有調峰、調頻、調相、儲能、系統備用、黑啟動六大功能,是電力系統的“穩定器”“調節器”“平衡器”,能夠保障大電網安全穩定運行。

        張宗亮指出,“雙碳”目標下,在現代能源體系中,抽水蓄能有了新定位?!俺樗钅苁欠招履茉撮_發的大容量儲能‘倉庫’、服務電力系統的‘靈活調節電源’和新型電力系統的‘最后一根火柴’,起到穩電、調電、保電的作用?!?/p>

        “質量”實現飛躍發展

        抽水蓄能在世界上已有上百年的發展歷史,從全球電力系統儲能市場發展來看,抽水蓄能裝機規模占據絕對主導地位。據張宗亮統計,截至2022年底,全球已投運電力儲能項目累計裝機規模2.37億千瓦,其中抽水蓄能1.88億千瓦,規模占比79.5%。截至2020年底,我國在運、在建抽水蓄能規模均居世界第一。

        我國地域遼闊,建設抽水蓄能電站的站點資源比較豐富。張宗亮指出,中國抽水蓄能資源站點1500余座,總裝機規模達16億千瓦,南方、西北、華中、華東等區域分布相對較多。截至2022年底,已納入《抽水蓄能中長期發展規劃》的站點資源總量約8.23億千瓦,重點實施項目4.21億千瓦,規劃儲備項目3.03億千瓦。

        “截至2022年底,中國已建抽水蓄能總裝機4579萬千瓦,占全球總裝機的24.4%;在建抽水蓄能總裝機為1.21億千瓦;新投產抽水蓄能裝機規模880萬千瓦,核準總裝機規模6890萬千瓦?!睆堊诹琳f。

        援引自國家能源局消息,2022年全國新核準抽水蓄能項目48個,裝機6890萬千瓦,超過“十三五”時期全部的核準規模,全年新投產880萬千瓦,創歷史新高。近日發布的《抽水蓄能產業發展報告2022》顯示,目前我國已納入規劃的抽水蓄能站點資源總量約8.23億千瓦,已建、核準在建裝機規模達到1.7億千瓦。

        同時,我國抽水蓄能關鍵技術實現突破,“質量”雙雙飛躍。張宗亮表示,我國抽水蓄能機組裝備制造核心技術發展實現了從“跟跑”“并跑”到“領跑”的跨越式發展,基本形成涵蓋全產業鏈的發展體系和專業化發展模式。

        張宗亮進一步指出,我國創新研發了抽水蓄能智慧化規劃成套技術,實現科學高效布局,切實發揮規劃引領作用;針對水庫地形不整齊、巖體風化深厚、巖性復雜、陡斜坡河谷等復雜地形地質條件,研發了精細定制化筑壩成庫成套關鍵技術;針對上庫位于高山之巔、地下水位低、巖體透水性強等地形地質特點,庫盆防滲問題突出,研發了庫盆防滲成套關鍵技術;針對破碎、軟弱、巖溶等復雜地質條件,研發了大型地下廠房洞室群成套關鍵建設技術;針對雙向水流、水力過渡過程復雜、壓力管道水頭高和圍巖軟弱破碎等難點,研發了高壓輸水管道設計及制造成套關鍵技術;針對電站地下洞室數量多等難題,研發了了快速施工成套關鍵技術;歷經依賴進口、技術引進、消化吸收、自主創新四個階段,研發了涵蓋40萬千瓦超大容量抽水蓄能機組,800米級超高水頭、高轉速、大容量機組和交流勵磁變速機組的設計、制造、安裝和調試成套關鍵技術。

        云南省水利資源豐富,擁有發展抽水蓄能得天獨厚的地理條件。張宗亮表示,“十四五”時期,云南省重點實施項目包括富民、瀘西、祿豐、宣威、西疇5座常規抽蓄電站和梨園阿?;旌鲜匠樾铍娬?,共800萬千瓦,正在開展可研設計。其中,富民、瀘西、祿豐抽蓄電站計劃于2023年底核準開工?!笆逦濉焙汀笆濉逼陂g重點實施項目11個,共計1270萬千瓦。

        新機遇下“新定位”

        當前,中國正在進行著力構建清潔低碳、安全高效的新型能源體系,風電、光伏發電等新能源大規模高比例發展。張宗亮指出,建設新型電力系統,抽水蓄能與風電、太陽能發電、核電等聯合運行效果好。

        在張宗亮看來,抽水蓄能發展將迎來發展新機遇?!皩崿F‘雙碳’目標,構建新型電力系統,是破解經濟社會發展過程中能源、資源與環境制約的關鍵舉措。為解決風電、光伏發電等新能源的間歇性、波動性和分散性問題,電力系統對調節電源的需求更加迫切。在諸多調節電源和儲能品種之中,抽水蓄能技術成熟,壽命期長,綠色環保?!?/p>

        在此背景下,抽水蓄能有了“新定位”——新能源的超級“充電寶”。

        張宗亮表示,其一,抽水蓄能由傳統“保障電網安全穩定運行”向能源電力、經濟社會多領域綜合效益發揮轉變。抽水蓄能電站是新型電力系統的關鍵支撐。抽水蓄能綜合優勢顯著,在提升常規電源開發利用效率,促進分布式發電有效并網,系統維穩控制,保證系統低碳經濟性系統平衡支撐,改善用戶側供電質量等方面將發揮重要作用。

        其二,抽水能電站是開發構建流域“水風光儲”一體化清潔能源基地和“沙戈荒”新能源基地的儲能支撐?!皣野l改委、國家能源局相關文件指出,梳理分析流域抽水蓄能潛力,作為流域水電調節能力的重要組成;大力推進以沙漠、戈壁、荒漠地區為重點的大型風電光伏基地建設,大幅增加抽水蓄能等調峰電源;鼓勵抽水蓄能電站與大型風電光伏基地聯營?!睆堊诹琳f。

        其三,抽水蓄能電站將在規?;瓌咏洕l展和促進鄉村振興等方面發揮重要作用。2022年《政府工作報告》指出,要加強抽水蓄能電站建設。抽水蓄能是清潔能源基地的重要電源支撐和能源基礎設施,符合國家投資方向。預計抽水蓄能“十四五”直接靜態投資約1.7萬億元,經濟拉動效應明顯,是當前擴大有效投資、保持經濟平穩健康增長的重要手段。張宗亮表示,電站建成后可打造旅游風景區等、帶動經濟產業結構升級,實現與地方經濟社會發展深度融合,促進鄉村振興等。

        張宗亮預測,在“雙碳”目標下,電源轉型路徑整體呈現出清潔化發展的態勢,抽水蓄能電站裝機穩步提升?!邦A計2030年總裝機達到40億千瓦,可再生能源裝機占比近60%,其中儲能2-3億kW,抽水蓄能1.15億千瓦;2060年總裝機達到71億千瓦,可再生能源裝機提升至82%,其中儲能近8億千瓦,抽水蓄能近6億千瓦?!?/p>

        推動形成多元化發展格局

        歷經五十多年的探索,中國抽水蓄能裝機規模顯著增長,技術水平顯著提高。

        自“十三五”以來,中國抽水蓄能電站單位造價水平相對平穩。2022年,開展前期工作的抽水蓄能電站單位千瓦靜態總投資的中位數為5756元/千瓦。抽水蓄能電站工程建設條件個體差異明顯,造價水平與工程建設條件和裝機規模密切相關,電站單位造價一般隨裝機規模增加而顯著降低,分區域看,西北、華北區域造價最高,南方、華東區域造價最低。抽水蓄能電站的投資占比前三位為,機電設備及安裝工程26%、建筑工程25%、建設期利息14%。

        為促進抽水蓄能電站加快發展,國家發改委、國家能源局等部委,近期陸續頒布了一系列的支撐性文件鼓勵投資主體多元化、鼓勵市場化開發,鼓勵社會資本參與電力生產、交易。為深化電力體制改革,完善抽水蓄能價格形成機制,促進抽水蓄能行業健康發展,2023年5月,國家發改委發布《關于抽水蓄能電站容量電價及有關事項的通知》(發改價格(2023]?。担常程枺?,對電價形成機制、電價疏導機制等各方關切的問題都進行了規定。

        張宗亮指出,抽水蓄能發展還有不少攻關任務。設備制造方面,現有大中型水電機組生產企業十余家,但具備大型抽水蓄能機組產能的廠家較少;工程設計方面,輸水系統襯砌、大型地下洞在復雜環境下水庫庫盆防滲、大壩安全評價、大型地下洞室穩定、廠房結構優化等方面進一步開展攻關;工程施工方面,在復雜地質條件下高水頭輸水隧洞、大斷面豎井、斜井以及大型地下洞室等方面進一步開展攻關,持續推進標準化、機械化、智能化施工;工程投資方面,針對建設過程涉及面廣,一次性投資大,建設周期長、風險因素多等挑戰在壓縮建設周期、投資風險防控和優化工程造價等方面進一步開展攻關。

        張宗亮建議,在總體布局方面,大力發展抽水蓄能電站,未來要大幅提升建設和投產規模,實現更加廣泛場景應用,推動形成多元化發展格局,建設更加完善產業體系。

        來源:電聯新媒

        作者:趙紫原

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