【头豹研究院】2022年中国抽水蓄能行业概览
2021年,发改委明确了抽水蓄能坚持以两部制电价政策为主体,按照国家能源局规划,到2025年,抽水蓄能投产总规模 将达到6,200万千瓦以上,2030年达到1.2亿千瓦左右随着双碳目标的要求及两部制电价的商业模式的确立,中国抽水蓄能 行业市场规模不断扩大,2021年达到263亿元,预计2026年将达到499.8亿元。
• 市场现状:抽水蓄能是目前中国及全球装机规模占比最大的储能技术,超过86%,2021年开始,中国制定政策明确了抽 水蓄能电站的成本疏导机制,使得企业建设积极性提高,未来装机规模增速提高;中国抽水蓄能建设地区分布不均衡, 华东地区抽水蓄能已建及在建项目规模分别占全国比重的36.3%、30.4%,随着风光大基地项目的逐步开展,未来抽水蓄 能电站将成为西北、西南地区重要的储能手段。
• 产业链:抽水蓄能行业上游为机电设备,其中水泵水轮机机组成本占比50%;中游行业集中度高,龙头企业为中国电建、 国家电网;下游电网系统应用场景中,调峰功能应用最为频繁。
• 发展趋势:与传统抽水蓄能电站相比,混合式抽蓄电站具有建设周期短、投资成本低的优势,同时,混合式抽蓄电站 可以在已有水电站基础上进行改造建设,节省站点资源,成为未来抽水蓄能电站发展的重要形式。可变速电机能扩大 水泵水轮机运行水头与扬程比范围,并获得最佳性能指标,目前中国已安装可变速机组投入使用的抽水蓄能电站有四 川春厂坝抽水蓄能电站、肇庆浪江抽水蓄能电站等。
• 竞争格局:中国抽水蓄能行业企业中,国家电网是拥有绝对实力的龙头企业,未来将形成以国家电网为中心,多企业 竞争发展的局面,站点资源方面,南方地区站点资源最为丰富,西南地区最为匮乏。
第一部分:行业综述
主要观点:
抽水蓄能是指在电力负荷低谷期将水从下水库抽到上水库,将电能转化成水的势能储存起来,在电力负荷高峰期,释放上水库中的水 发电的过程,具有储存容量大、使用寿命长、循环次数多的优势
抽水蓄能可以按照电站机组数量和上水库是否有天然径流进行分类,其中可逆式(两机式)抽水蓄能电站是目前的主要机组形式,纯 抽水蓄能电站因地理条件限制更少、技术要求更低而建设更多
1882年瑞士建立世界上第一座抽水蓄能电站,抽水蓄能开始在欧洲发达国家迅速发展,1990年代开始,亚洲成为抽水蓄能建设重心, 2021年中国抽水蓄能装机规模达到36.4GW,位居世界第一
抽水蓄能是目前中国及全球装机规模占比最大的储能技术,超过86%,2021年开始,中国制定政策明确了抽水蓄能电站的成本疏导机制, 使得企业建设积极性提高,未来装机规模增速提高;中国抽水蓄能建设地区分布不均衡,华东地区抽水蓄能已建及在建项目规模分别 占全国比重的36.3%、30.4%,随着风光大基地项目的逐步开展,未来抽水蓄能电站将成为西北、西南地区重要的储能手段
随着双碳目标的要求及两部制电价的商业模式的确立,中国抽水蓄能行业市场规模不断扩大,2021年达到263亿元,预计2026年将达 到499.8亿元
2021年,发改委明确了抽水蓄能坚持以两部制电价政策为主体,按照国家能源局规划,到2025年,抽水蓄能投产总规模将达到6,200万 千瓦以上,2030年达到1.2亿千瓦左右
抽水蓄能行业综述——定义与性能
抽水蓄能是指在电力负荷低谷期将水从下水库抽到上水库,将电能转化成水的势能储存起来,在电力负
荷高峰期,释放上水库中的水发电的过程,具有储存容量大、使用寿命长、循环次数多的优势
抽水蓄能技术是指在电力负荷低谷期将水从下水库抽到上水库,将电能转化 成水的势能储存起来,在电力负荷高峰期,释放上水库中的水发电。抽水蓄 能电站由上下水库、引水系统(高压部分和低压部分)、电站厂房和机组等 构成。从理论上看,水量和落差越大,储能就越多。
❑ 上、下水库是电站中蓄水的工程设施,电网负荷低谷时段将下水库抽上来的 水储存在上水库,负荷高峰时段由上水库放至下水库发电。输水系统起到连 接上下水库的作用,组成部分众多,核心部件包括水泵、电动发电机。厂房 是放置蓄能机组和电气设备等重要机电设备的场所,也是电厂生产的中心。 由于需要进行两次能量转换,因此抽水蓄能电站运行效率通常为75%。
抽水蓄能行业综述——分类介绍
抽水蓄能可以按照电站机组数量和上水库是否有天然径流进行分类,其中可逆式(两机式)抽水蓄能电
站是目前的主要机组形式,纯抽水蓄能电站因地理条件限制更少、技术要求更低而建设更多 抽水蓄能按机组数量分类,可分为分置式(四机式)抽水蓄能电站、串联式(三机式)抽水蓄能电站、可逆式(两机式)抽水蓄能电站,目前应用最多的是可逆式抽 水蓄能电站。按上水库是否有天然径流分为纯抽水蓄能电站和混合式抽水蓄能电站,其中纯抽水蓄能电站因地理条件限制更少、技术要求更低而建设更多。
抽水蓄能行业综述——发展历程
1882年瑞士建立世界上第一座抽水蓄能电站,抽水蓄能开始在欧洲发达国家迅速发展,1990年代开始, 亚洲成为抽水蓄能建设重心,2021年中国抽水蓄能装机规模达到36.4GW,位居世界第一
1882年,瑞士建立世界上第一座抽水蓄能电站——苏黎世奈特拉电站,抽水蓄能开始在欧洲缓慢发展。1950年代开始,抽水蓄能在发达国家中迅速发展,60年代后期美国 成为抽水蓄能装机量最大的国家。中国1984年开工的潘家口抽水蓄能电站,为抽水蓄能在中国电网赢得了重视。1990年代以后,西方国家经济增速放缓,亚洲成为抽水蓄 能建设的中心,日本取代美国成为抽水蓄能电站装机容量最大的国家。2021年,中国抽水蓄能装机规模达到36.4GW,位居世界第一。
第三部分:驱动因素、发展趋势
主要观点:
目前已投入使用的各类储能技术中,抽水蓄能度电成本最低,平准化全寿命度电成本为0.31元/千瓦时,因此考虑成本因素,发展技术 成熟的抽水蓄能电站是目前最为经济的方案
预计到2025年,中国光伏、风电累计装机规模将达到1,200GW左右,截至2021年底中国已有20省市明确风电、光伏配储要求,比例基 本不低于10%,新能源的发展进一步促进抽水蓄能电站的发展
与传统抽水蓄能电站相比,混合式抽蓄电站具有建设周期短、投资成本低的优势,同时,混合式抽蓄电站可以在已有水电站基础上进 行改造建设,节省站点资源,成为未来抽水蓄能电站发展的重要形式
可变速电机能扩大水泵水轮机运行水头与扬程比范围,并获得最佳性能指标,目前中国已安装可变速机组投入使用的抽水蓄能电站有 四川春厂坝抽水蓄能电站、肇庆浪江抽水蓄能电站等
抽水蓄能行业驱动因素——度电成本低
目前已投入使用的各类储能技术中,抽水蓄能度电成本最低,平准化全寿命度电成本为0.31元/千瓦时, 因此考虑成本因素,发展技术成熟的抽水蓄能电站是目前最为经济的方案
各储能技术度电成本对比 头豹洞察
❑平准化度电成本(Levelized Cost of Energy, LCOE),是对项目生命周期内的成本和发电量先进行平准化,再通过计算得到的发电成本, ❑度电成本是电力成本核
是进行储能技术度电成本测量的通用方式。通常情况下,LCOE由投资成本、运维成本、充电成本三者之和除以投资期间总放电量得出, 但因中国不同区域之间电价差异大、难以对比,因此本方案不考虑充电成本。
❑ 投资成本=随容量变化的装机成本+随功率变化的装机成本;运维成本=经过折现的第n年的运维费用;总放电量通过储能系统的使用寿 命、年循环次数、以及循环效率统计得出。