2024抽水蓄能深度发展报告.docx

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1、抽水蓄能深度发展报告2023一、 抽水蓄原理及发展3二、 抽水蓄能长期担任电力系统网节的主体4三、 中长期规划、两部制电价、投资主体放开等推进抽水蓄能发展6四、 抽水蓄能电站步入快速发展新阶段8五、 从产业链看抽水苗能电站10图表目录图1：抽水潜能工作原理3图2：抽水蓄能调节用电图3图3：2021年全球电力系统以活性资源构成3图4：储能在电力系统中的应用场景5图5：适合典型应用场班的储能技术类型5图6：我国储能结构6图7：抽水蓄能电价对比6图8：我国抽水常能增K情况万千瓦7图9：抽水蓄能两部制电价7图10：我国历年抽水布能新增装机情况（MW）9图II：抽水蓄能新墙装机情况-万千瓦IO图12：抽

2、水器能在新增水电结构中的占比IO图13：抽水蓄能产业链IO表1：电网中各科电站的运行特性比较4表2：各类储能成本前比5表3：两方区域电力辅助服务管理实施细则中抽潜补偿机制7表4：2021年底在运、在建抽水蓄能项日清单9表5：抽水蓄能电站造价各部分投资占比I1.表6：水电工程主要设备及装置性材料造价指标I1.一、抽水原理及发展抽水而能是目前应用以为广泛的大规模、大容依的储能技术，主要解决发电、输电、用电不匹配向8S将过副的电能以水的位能的形式储存起来在用电的尖峰时间再用来发电，是一种特殊的水力发电技术.抽水都能主要南下水库、电动抽水泵/水轮发电机组和上水库三个主要部分组成.最老式的抽水蓄能电钻机

3、组为四机式（抽水泵-水轮机-发电机电动机），后来发展为三机式机组（抽水泵水轮机发电电动机）和二机式可逆机组（水泵水轮机发电电动机。在用电低峰期时，可逆式水泵水轮机作为水泵，利用低价值电能将水从下水库抽至上水库，作为水的势能储存；用电离峰期时则将可逆式水泵水轮机作为水轮机，在上水库开闸放水，将水的势能转换为高价伯电能.图I：抽水蓄能工作原理图2：抽水蓄能调节用电图S拄。、能转电量“电gWVB,软娓来源：英大证券研究垢数格来源：公开资料，英大证券研究所20世纪50年代以来，全球电力系统迅速扩大和发展，电力负荷波动幅度不断增加，推动承担调峥和调频功能的抽水箱能电站的发展，从70年代开始，协希核电进入

4、快速发展期，为确保核电安全平梗出力，抽水蓄能电站迅速发展。进入90年代，一方面适合建设抽水符能电站地理条件的M少，方面更具技术和经济优势的惚气轮机成为调节高峰负荷的有效手段，抽水蓄能电站发展放缓。近几年，新能源的大规模并网推动抽水蓄能电站步入新的发展期，目前水电、气电、现电是电力系统灵活性调节资源主力,根据国际能源署报告,2021年,全球电力系统灵活性资源中，水电、煤电、气电占比分别为29%、28%、27%.图3：2021年全球电力系统灵活性资源构成数据来源IIEA1英大证券图究所在电力系统调节中,抽水蓄能具有更加广泛的应用场块.其次是单循环燃气轮机.目前欧美国家建设了大量以抽水蓄能和燃气电站

5、为主体的灵活、而效、清洁的调节电源,其中美国、德国、法国、日本、意大利等B1.家抽水箭能和幡气电站在电力系统中的比例超过10%。我国油气资源票状相对贫乏，燃气调峰电站发展不足.同燃气机组热电联产联合撕坏居多,两节性能不高，目前两节性电源以煤电为主.1：电网中各种电站的运行特性比较F项目抽水蓄能电单循环燃气联合循环燃气常短水电燃煤火电I站轮机轮机降负荷启停所承担负荷位置峰荷峰荷峰荷、基荷煤荷、基荷峰荷、基荷峰荷奴大调峥能力N2001008510050100开启fifR启动.X特点静止-满我95s3min69min2min填谷XXXXX国频,X调相.X旋转备用.X快速增荷.Xaa自动,XXXX效据

6、来源：储能技术及应用.中国化工学会储能工程专业委员会英大证券研究所整理二、抽水能长期担任电力系及调节的主体1 .新他（规模化发及下，储能在发电例、电网儡、用电儡具有广泛应用.在全球碳中和目标下，济活能源将逐步侨代化石能源，风电、光伏发电将成为清沽能源的绝对主力，装机收持续新增。但是，新能源发电具有不稳定性、随机性、间歇性的问遨，对电网频率控制提出了更高的要求，着新能源发电占比的的提高，整个电力系统的电力电信平衡模式也需要重构,根据国际能源詈报告,当电力系统新能源浅透率超过15%时，需要系统构建电力系统灵活性运行.新型电力系统中,谛能将成为至关重要的一环,是新能源消纳以及电网安全保障必要保障.在

7、发电侧、电网例、用电侧都会得到广泛的应用.从储能在电网中的应用分布来看：D发电侧功能主要包括：快速调频、抑制低版振荡、自动发电控制（AGC）、平滑新能源出力波动、新能源出力计划跟踪、新能源出力爬坡捽制、微网黑启动、提供冷、热备用等：2）输配电网功能主要包括：优化新能源并网、廷援赣无电线路班塞、延缓设备升级、优化潮流分布等：3）负荷IW功能主要包括：改善电能质收、提供分布式能源供应、参与市场调节、电动汽车接入等.2 .多种储能形式相互补充，均是新型电力系就要灵活性资春各类储能均具有独特属性，氮储能更适宜季节性调峰：抽水蓄能、压缩空气储能、燃料电池、电化学储能等更适合小时级调峥：超段电容等则更适合

8、杪级调领需求各类储能技术中，除抽水而能外，储热技术己处于规模化应用阶段，目前我国火电灵活性改造大部分采取储热技术.其次是锂离子电池,处于规模化应用前期,其余的大部分均处于示范阶段和商业化初期.目前佛能在电网中的应用主要集中在工频有功调节，尤其是快速调频、削峥填谷以及新能源并网运行等方面。图4：储能在电力系统中的应用场景图5：适合典型应用场景的储能技术类型*8;据来源：高电压技术，2021.47(08),英大证券恸究所敬据来浜：高电压技术，202147(08),英大证券研究所3 .抽水能具有技术优、成本低、寿命长、容丝大、效率高等突出优点.抽水都能单机容量一般在3()万千瓦左右,电站一般容量上百

9、万千瓦.由于抽水益能电站年行模式是都能墙在电能和水的势能之间转换,其储能容崎主要取决于上卜水库的制度差和水库容量，由于水的蒸发海潮现象导致的损失几乎可以忽略不计，抽水蓄能的储能周期得以无限延长，可适应各种陆能冏期需求，系统循环效率可达70%-80%.与此同时，建设完成后的抽水荒能电站坝体可使用100年左右,电机设备等Bi计使用年限在20年左右并可进行更换.保守册0.在初始投资成本60W,年均循环次数4)次.储能循环效率75%,谛能系统寿命为30年的假设下,抽水甭能储能度电成本约为031.EkWh.低于其他储能类型.表2：各类储能成本对比抽水詈修I(X)OMW11IO小时子电池Mtt100MW/

10、10小时ImR电池储ft100MW40小时同液渡电油100MWUO小时压空气储能100oMW”0小时Mittt1.MW.,10小时单位功率投资成木(SzkW)2202356535583994108931172020单位电城投资成木(S1.Wh)220356356399109312年年均固定运堆成本(WKwZycar)308.8212.0411.38.7428.5净资本性支出(SAW)2910105701172016170311089020单位功率投资成木22022471305031871089161230(SW)年单位电量投资成本(St-IWh)20247305319109161年均固定运维成

11、本307.239.879.268.7428.5部资本性支出(SAW)29108130905()945031104600数？B来源：PUnPedStorageHydropoiverCapabiIitiesandCosts,IHA,英大迂券研究所整理抽水蒂能受限于地理位置、建设周期以及收益水平较低等因素影响,随薪新型陆能技术快速发展以及成本快速卜降,抽水蓄能在储能中的占比逐年下降，由2017年的98.6%卜降为2021年的86.3%,卜降了12.3个百分点,但由于抽水蓄能电站优势突出、更造宜规模化建设,特别是的希电价机制的逐步落实，抽水蓄能电站在“十四五”十五五”将迎来快速发展，预计在储能结构中将

12、长期处于主力地位.图6：我国储能结构图7：抽水蓄能电价对比100%80%60%40%200%2017年2018年2019年2020年2021年,抬水It能，新型仍能KttS数据来逸：中关村惭能联盟,英大证券研究所京君来源：英大证券胡究所覆第三、中长期短划、两部制电价、投费主体放开等推进抽水蓄能发展在规划发展方面，2021年9月，国冢能源局下发力抽水蓄能中长期发展规划(2021-2035年八明确，到2025年，抽水需能投产总规模较“十三五”翻一番，达到6200万F瓦以上：到2030年，抽水费能投产总规IK较“十四五”再翻一番.达到1.2亿千瓦2022年3月国家发改委、能源局印发的，十四五现代能源

13、体系规划明确,要加快推进抽水制旎电站建设,推动已纳入规划、条件成熟的大型抽水而能电站开工建设，完善抽水蓄能价格形成机制,推进抽水需能电站投资主体多元化，要吸引更多的社会资本参与到抽水蓄能电站建设。在电价机制方面，2021年5国家发展改革委下发关于进一步完善抽水而能价格形成机制的意完3,进一步明确抽水蓄能两部制电价，电量电价方面主要盟靛运行成本，容僦电价主要救而投资成本，井确保一定的收益率.一是在电豉电价方面，时于存在现货市场的地方,抽水舒能电站抽水价格、上网电价按照现货市场价格及规则结豫，不执行输配电价、不承担政府性施金及冏加，对于不存在现货市场的地方，抽水蓄能抽水电价按煤炭发电基准价的75%

14、执行，抽水电盘由电河提供.级励委托电网企业通过竞争件招标方式采购,上网电价按燃发发电基准价执行，上网电量由电网企业收购：二是在容量电价方面，容量电价体现抽水蓄能电站提供调领、调压、系统备用和黑启动等辅助服务的价值，抽水蓄能电站通过容量电价回收抽发运行成本外的其他成本并获得合理收益，容V电价纳入输配电价回收。图8:我国抽水蓄能增长情况（万千瓦）图9：抽水蓄靠两部制电价XjWSMttt.rt1.M*光a.MHM*HftE”价.M数据来退：发改委，英大迂券研究所S1.Ig来该：发改委，英大证券斫究所在辅助服务方面，辅助服务市场机制及价格补偿机制不断健全。2021年国宓能源局发布新的电力并网运行管理规定34电力辅助IM务管理办法.扩大电力辅助服务新主体.丰富电力辅助极务新品种,完善用户分担共享新机制.深化电力辅助服务市场机制建设.根据南方区域电力辅助眼务管理实施细则中抽苻补信机制B,电力调度机构应根据系统需要优先调用抽水荒能机组提供辅助服务，能力用尽方可调用其他辅助服务资源，抽水苻能机如当年抽发