大规模调节能源的首选储能方式,抽水蓄能已形成较为完善产业链

能源放大镜 2022-11-14
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十四五期间,各省拟建设的抽水蓄能电站项目共有110个,总装机容量 136.48GW,总投资6474.31亿元,计算得出单位容量的投资额为51.26 亿元/GW(仅计算已公布投资额的项目)。 2025年之前预计建成的项目共有18个,总装机容量27.3GW,总投资 1583.09亿元,计算得出单位容量的投资额为57.99亿元/GW。全部项目 如期建成的情况下,2025年国内抽水蓄能装机量将达到64.87GW,将 超额完成政策文件指引62GW的装机量目标。

根据《抽水蓄能产业发展报告(2021年度)》,至2022年底,抽水蓄能电站总核准规模将超过5000万千瓦。按此规划,在今年最后两个月,抽水蓄能新核准装机规模将近1900万千瓦,核准量也将超过9月和10月这两个月。

抽水蓄能是当前累计装机规模最大的电力储能方案。根据中国能源研究会储能专委会的全球储能项目库不完全统计,截至2021年底,中国已投运电力储能项目累计装机规模中,抽水蓄能的累计装机规模占比达 86.3%,占据主导地位。

中信证券孙明新在8月11日发布的研报中表示,“碳中和”背景下,以风、光发电为代表的新能源装机规模快速扩容,大幅提升电力系统对储能技术应用的需求,而抽水蓄能凭借技术成熟等多项优势,将继续作为主流储能技术。我国当前抽水蓄能装机规模远低于未来潜在需求,根据国家能源局规划及电建集团董事长在人民日报发文,预计近10年间抽蓄建设将大幅提速。

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抽水蓄能:大规模调节能源的首选储能方式

抽水蓄能电站主要利用高低水位势能差实现电网负荷的调节。抽水蓄能电站主要由处于高、低海拔位置的上、下水库,以及发电装置和厂房、控制中心组成,是利用电力负荷低谷时的电能自下水库抽水至上水库,在电力负荷高峰期再放水至下水库发电的水电站。抽水蓄能电站可将电网负荷低时的多余电能,转变为电网高峰时期的高价值电能,是技术成熟、使用经济、运行环保的大规模优质储能装置。

抽水蓄能技术较为成熟,是大规模调节能源的首选储能方式。抽水蓄能具有技术成熟、反应快速灵活、单机容量大、经济性较好等优点,是缓解系统调峰压力的最有效手段之一,可以快速稳定系统频率,可以调相运行,可以稳定系统电压,是电力系统事故备用电源,能作为电网黑启动电源,是大规模调节能源的首选。

国内抽水蓄能发展较为成熟,已形成较为完善的产业链。我国抽水蓄能电站的发展始于20世纪60年代后期,目前已积累了丰富的的抽水蓄能电站建设经验,掌握了较先进的机组制造技术,抽水蓄能机组设备的国产化进程正在加快,设备安装水平也在继续提高。通过一批大型抽水蓄能电站建设实践,基本形成涵盖标准制定、规划设计、工程建设、装备制造、运营维护的全产业链发展体系和专业化发展模式。

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抽水蓄能技术成熟,已形成较完善的产业链

国内抽水蓄能发展较为成熟,已形成较为完善的产业链。我国抽水蓄能电站的发展始于20世纪60年代后期,目前已积累 了丰富的的抽水蓄能电站建设经验,掌握了较先进的机组制造技术,抽水蓄能机组设备的国产化进程正在加快,设备安 装水平也在继续提高。通过一批大型抽水蓄能电站建设实践,基本形成涵盖标准制定、规划设计、工程建设、装备制造、 运营维护的全产业链发展体系和专业化发展模式。

1)上游——机电设备:主要包括水轮机、发电机、水泵、变压器以及监控系统、调速系统等,其中核心设备为水轮发电 机组,国内主要生产企业为哈尔滨电气、东方电气,两家市占率合计达95%以上。

2)中游——建设工程:分为电站规划设计+建设与电站运营两部分,中国电建在国内抽水蓄能规划设计市场的份额约占 90%,承担建设项目市场的份额约占80%,是国内抽水蓄能规划设计+建设的龙头;

3)下游——电网系统:抽水蓄能电站接入电网系统,服务于工业用电、商业用电、居民用电等部门,起到调峰、填谷、 调频、调相、储能、事故备用等关键作用。

1、上游:主要设备为水轮发电机组,国内市场集中度较高

上游:核心装置是水轮发电机组,包括水轮机和发电机两个关键装置。

水轮机是利用水流流动带动水轮转动的装置,将水流的机械能转换为叶轮的机械能,主要分为贯流式、混流式、轴流式三种结构类型。

1)轴流式:水流从径向进入,然后转为向下方向推动转轮叶片做功,推动转轮叶片的水流方向与转轮轴方向平行,通常适用水头落差为3~90米。

2)混流式:水流从径向进入,然后转为向下方向出口,水流在径向与轴向通过叶片时都做功,通常适用水头落差为40~700米。

3)贯流式;水流是沿水轮机轴线方向进入,沿水轮机轴线方向流出,通常适用水头落差为2~30米。

发电机:发电机是将水轮的机械能转换为电能的装置,大型水轮机的转速较低,通常采用多对磁极、立轴结构,主要零部件包括定子、转子、机座、电刷装置、制动器等。

抽水蓄能水轮发电机组国产化进展迅速。2011年之前,国内抽水蓄能投产的水轮发电机组基本依赖进口;而2012年之后,国产水轮发电进口替代取得了较大进展,外资逐渐退出了中国市场,2012-2021年,国内新投产的水轮发电机组18台,其中有13台为国产设备,国产化率达到72%。

国内水轮发电机组市场集中度较高,CR2超过95%。目前国内主要生产水轮发电机的厂商包括哈尔滨电气、东方电气、浙富控股这三家,以2021年水轮发电机组产量的角度来看,三家的产量分别为9.55GW、8.10GW、0.81GW,哈尔滨电气与东方电气两家占据了95%以上的市场份额,市场集中度较高。(仅统计哈尔滨电气、东方电气、浙富控股的产量)

2、中游规划建设:中国电建为抽水蓄能规划设计+建设的龙头

1)国内抽水蓄能建设主要采用EPC模式。

2)中国电建是国内规模最大、影响力最强水利水电建设企业,自成立以来承担了我国大部分抽水蓄能电站的规划、勘测设计、施工建造、设备安装、工程监理等工作,已形成全面的抽水蓄能电站规划、设计、施工技术能力。

3)中国电建在国内抽水蓄能规划设计市场的份额约占90%,承担建设项目市场的份额约占80%,是国内抽水蓄能规划设计+建设的龙头。

4)2021年,中国电建抽水蓄能业务新签合同202.40亿元,同比增长342.90%。

3、中游运营商:国家电网为国内抽水蓄能最主要的投资运营商

国网新源是是国家电网有限公司核心控股子公司,主要负责开发建设和经营管理抽水蓄能电站,承担着保障电网安全、稳定、经济、清洁运行的基本使命,是全球最大的调峰调频专业运营公司,在国内抽水蓄能开发建设及运营市场中占据领导地位。

在运抽水蓄能电站:截至2021年底,国网新源公司的在运抽水蓄能电站规模为23.51GW,在国内在运抽水蓄能电站中占比约64.6%,占据国内领导地位;南方电网在运抽水蓄能电站8.68GW,占比约24%,位居第二;其他企业在运抽水蓄能规模合计3.98GW,占比约11%。

在建抽水蓄能电站:截至2021年底,国网新源公司的在建抽水蓄能电站规模高达45.78GW,占比74%;其他公司在建16.08GW。

文章来源: 嘿嘿能源heypower,西拓能源,金融界

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