作者｜海星

来源｜锦缎（jinduan006）为实现碳达峰碳中和战略目标，可再生能源发电的规模快速提升，也推动了储能行业的发展。近日，国家发改委、国家能源局印发了《“十四五”新型储能发展实施方案》，为储能赛道再添了一把火。本次实施方案提出的新型储能，主要针对的是以锂电池为代表的电化学储能。锂电池储能的风口处自然热闹非凡，国内动力电池企业大多都在开辟储能业务，作为极为重要的第二增长曲线。然而事实上，储能技术是多种多样的，常见的是电化学储能和机械储能两大类。电化学储能作为增长最快的细分领域吸粉最多，而默默担当大任的机械储能却已悄然迎来了发展的拐点，值得投资者及各界人士深入追踪。本文将尝试分析大家并不熟悉却前景同样广阔的——抽水蓄能：为什么说它既是储能产业的基石，又是风电、光伏及核电等整个新型电力系统的压舱石？图1：储能技术分类，资料来源：派能科技招股说明书储能产业的基石—抽水蓄能【1】何谓抽水蓄能？虽然抽水蓄能对大多数人来说都是陌生的领域，但它并不是什么新鲜的技术。抽水蓄能作为最早的大容量储能技术，从20世纪中期开始就被大量运用，逐渐成为全世界应用最为广泛的储能技术。据国际水电协会（IHA）发布的2021全球水电报告，截至2020年底，全球抽水蓄能装机规模为1.59亿千瓦，占储能总规模的94%。在我国，抽水蓄能在储能领域同样是主导者。 图2：截至2020年末中国抽水蓄能占比，资料来源：CNESA抽水蓄能，按字面意思理解，即利用水作为储能介质，通过电能与水的势能相互转化，实现电能的储存和释放。通常一座抽水蓄能电站由两座海拔高度不同的水库、水轮机、水泵以及配套的输水系统等组成。【2】工作原理我们都熟悉，水力发电的原理是把水的势能转化为电能。抽水蓄能技术和水力发电技术是一脉相承的，底层技术都是势能和电能的相互转换。在抽水蓄能电站运行过程中，当用电处在低谷时，先用电网中富余的电将水抽到上水库储存，这个过程是把电能转化为水的势能；等到用电高峰来的时候，再将上水库的水放出来，水流顺势而下推动水轮机发电，电就“送回去”了。抽水蓄能有两种方式，一种是纯抽水蓄能，国内建的大部分都是这类，比如广州抽水蓄能电站、河北丰宁抽水蓄能电站；另一种是混合式抽水蓄能，是在纯抽水蓄能的基础上安装有普通水轮发电机组，可以利用上河道的水流发电。后者既有储能的作用，又拥有常规水电站的功能。图3：抽水蓄能电站示意图，资料来源：鹏芃科艺【3】建设抽水蓄能的必要性鉴于风电、光伏资源的特殊性，风电、光伏装机容量在负荷高峰时存在不能充分利用的可能性。故而建设抽水蓄能电站的必要性格外凸显：它可以同等程度替代煤电装机容量，并发挥调峰、填谷等特殊功能，能够显著减轻电网调峰压力。具体来说，建设抽水蓄能电站，可以有效改善电网系统运行条件，降低系统煤耗量，提高水电、风电资源的利用程度，保证核电机组安全平稳运行，提高核电运行效益，从而促进能源结构的优化调整和清洁能源、可再生能源的发展。【4】抽水蓄能的优点1) 技术成熟在我国，抽水蓄能早在20世纪60年代就实现了商业化应用。经过半个世纪的发展，我国的抽水储能技术已经处于世界一流水平。图4：中国抽水蓄能电站发展历程，资料来源：中国改革报《能源发展》周刊，华创证券2) 运行成本低看到运行成本低，相信很多人会疑问，抽水蓄能电站是个大工程，成本能低到哪里去？实际上，抽水蓄能电站度电成本（即储能电站总投资/储能电站总处理电量）远低于其他储能方案。具体来说，根据国家能源局披露抽水蓄能在建项目数据，抽蓄电站平均单位装机投资金额为6136元/千瓦，初始投资确实较大，但抽水蓄能电站建成之后稳定运营期超过50年，甚至长达100年，长期保值摊薄了各项费用。这就跟水力发电一样，虽然建造成本高昂，但综合下来反倒是最经济的电力来源。根据澳洲国立大学研究团队的成本模型数据：使用100%可再生能源电力系统发电成本约$30/MWh，平衡成本约$20/MWh（含抽水蓄能、高压直流输电和光伏/风电溢漏成本），总度电成本约为$50/MWh（约合人民币0.32元/KWh）。反观电化学储能虽然装机成本低，但其寿命跟抽水蓄能相比实在太短。当前成本较低的磷酸铁锂电池，循环寿命往往只有5000次左右，导致其度电成本高达元/kWh。显然，抽水蓄能是现成的较为经济的储能技术，有抽水储能在，我们不必过于依赖锂电池或其他储能方式在未来能够大幅降本。

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