混合儲(chǔ)能模式將成為儲(chǔ)能領(lǐng)域新風(fēng)向

　　——訪中國(guó)電建北京院黨委書(shū)記、董事長(zhǎng)朱國(guó)金

　　隨著新能源產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展與新型電力系統(tǒng)構(gòu)建進(jìn)程提速，儲(chǔ)能作為關(guān)鍵調(diào)節(jié)性電源迎來(lái)重大發(fā)展機(jī)遇。面對(duì)不同類型的儲(chǔ)能形式與技術(shù)，如何發(fā)揮其最佳性能?我國(guó)抽水蓄能未來(lái)發(fā)展方向如何，在國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中面臨哪些機(jī)遇和壁壘?對(duì)此，中能傳媒記者對(duì)中國(guó)電建北京院黨委書(shū)記、董事長(zhǎng)朱國(guó)金進(jìn)行了專訪。

　　中能傳媒：在新型電力系統(tǒng)構(gòu)建中，您認(rèn)為抽水蓄能如何與電化學(xué)儲(chǔ)能、氫儲(chǔ)能等技術(shù)形成互補(bǔ)?未來(lái)是否可能通過(guò)混合儲(chǔ)能模式突破單一技術(shù)的局限?

　　朱國(guó)金：“十四五”期間，新型儲(chǔ)能技術(shù)百花齊放，進(jìn)入了多元化的高速發(fā)展時(shí)期。技術(shù)路線上覆蓋功率型、能量型、短時(shí)、長(zhǎng)時(shí)等多種技術(shù)品類。我國(guó)抽水蓄能技術(shù)的發(fā)展可以追溯到20世紀(jì)60年代，從1968年我國(guó)第一座抽水蓄能電站——崗南抽水蓄能電站建設(shè)開(kāi)始，經(jīng)歷了幾十年的工程實(shí)踐與技術(shù)沉淀，目前仍然是儲(chǔ)能技術(shù)中規(guī)模最大、技術(shù)最成熟、運(yùn)行最穩(wěn)定的儲(chǔ)能方式，它可以有效平抑風(fēng)光發(fā)電的日級(jí)波動(dòng)，具備為電力系統(tǒng)提供調(diào)峰填谷、事故備用等核心功能，是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)調(diào)節(jié)電源。

　　當(dāng)然，抽水蓄能技術(shù)也存在選址局限性、建設(shè)周期相對(duì)較長(zhǎng)、秒級(jí)調(diào)節(jié)能力不足的問(wèn)題。所以，結(jié)合區(qū)域電網(wǎng)需求，按需配套建設(shè)部分新型儲(chǔ)能，以抽水蓄能電站為基礎(chǔ)，充分利用共享抽水蓄能電站的資源條件，由抽水蓄能承擔(dān)基荷調(diào)節(jié)，新型儲(chǔ)能補(bǔ)充部分中、短時(shí)的負(fù)荷調(diào)節(jié)，從資源共享和功能互補(bǔ)兩方面有效結(jié)合，這樣才能更好地適應(yīng)電力市場(chǎng)化發(fā)展新要求。

　　未來(lái)通過(guò)混合儲(chǔ)能模式突破單一的技術(shù)局限性可以從三個(gè)方面入手：一是集約化發(fā)展。在規(guī)劃階段統(tǒng)籌優(yōu)化，考慮儲(chǔ)能技術(shù)在新型電力系統(tǒng)中的功能定位和建設(shè)時(shí)序，充分利用抽水蓄能電站的在送出線路、土地利用、電氣連接、協(xié)同控制等方面資源優(yōu)勢(shì)，形成抽水蓄能一體化的集約模式。二是加快抽水蓄能融合新型儲(chǔ)能模式在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、控制策略等方面的技術(shù)創(chuàng)新與示范應(yīng)用，充分挖掘聚合性協(xié)同效應(yīng)。三是在抽水蓄能電站市場(chǎng)化改革進(jìn)程中，設(shè)置基于兩部制電價(jià)向全面市場(chǎng)化的過(guò)渡性價(jià)格機(jī)制，通過(guò)階段性政策保障行業(yè)收益預(yù)期，實(shí)現(xiàn)與電力市場(chǎng)機(jī)制的漸進(jìn)式銜接，為抽水蓄能行業(yè)可持續(xù)參與新型電力系統(tǒng)建設(shè)提供動(dòng)力。

　　中能傳媒：未來(lái)5到10年，中國(guó)抽水蓄能行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)如何?裝機(jī)容量、技術(shù)方向、市場(chǎng)格局會(huì)有哪些變化?

　　朱國(guó)金：未來(lái)5到10年，中國(guó)抽水蓄能行業(yè)可能將迎來(lái)規(guī)模化、智能化和市場(chǎng)化發(fā)展的關(guān)鍵階段。

　　在“雙碳”目標(biāo)和新型電力系統(tǒng)建設(shè)推動(dòng)下，裝機(jī)容量將保持年均15%以上的高速增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)到2030年將突破1.2億千瓦。技術(shù)迭代將聚焦大容量機(jī)組、超高水頭、變速機(jī)組、智能化運(yùn)維體系構(gòu)建，數(shù)字孿生、AI調(diào)度算法等技術(shù)應(yīng)用，將提升電站綜合效率至80%以上。機(jī)組設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率可能從當(dāng)前90%提升至100%，徹底突破核心控制系統(tǒng)“卡脖子”環(huán)節(jié)。

　　隨著新能源產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展和新型電力系統(tǒng)構(gòu)建進(jìn)程加速，儲(chǔ)能作為關(guān)鍵調(diào)節(jié)性電源迎來(lái)重大發(fā)展機(jī)遇。所以，“抽水蓄能+新型儲(chǔ)能”協(xié)同發(fā)展模式將成為行業(yè)前進(jìn)的重要方向，這種模式可以通過(guò)深度挖掘兩類儲(chǔ)能技術(shù)體系的互補(bǔ)特性，系統(tǒng)性提升多能互補(bǔ)協(xié)同效能，為構(gòu)建清潔低碳、安全可控、高效互動(dòng)的新型能源體系提供戰(zhàn)略性支撐。

　　中能傳媒：抽水蓄能行業(yè)是否具備“走出去”潛力?國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中有哪些機(jī)遇和壁壘?

　　朱國(guó)金：在全球能源結(jié)構(gòu)加速向可再生能源轉(zhuǎn)型的背景下，風(fēng)電、光伏裝機(jī)規(guī)模持續(xù)上升，2023年全球可再生能源新增裝機(jī)占比達(dá)到86%。國(guó)際能源署預(yù)測(cè)，到2025年抽水蓄能等儲(chǔ)能技術(shù)將承擔(dān)全球35%的電網(wǎng)調(diào)節(jié)需求，市場(chǎng)規(guī)模突破4800億元，而2050年儲(chǔ)能需求將激增至當(dāng)前數(shù)十倍。數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)作為全球最大抽水蓄能市場(chǎng)，截至2024年底裝機(jī)容量達(dá)5869萬(wàn)千瓦，占全球總量的30%以上，連續(xù)8年穩(wěn)居世界第一。國(guó)內(nèi)規(guī)劃到2030年裝機(jī)達(dá)1.2億千瓦，年均增速15%，遠(yuǎn)超全球3.7%的平均水平。

　　抽水蓄能憑借80%以上的能量轉(zhuǎn)化效率、50年以上超長(zhǎng)使用年限，以及單站百萬(wàn)千瓦級(jí)的調(diào)節(jié)能力，仍然是當(dāng)前最經(jīng)濟(jì)的大規(guī)模儲(chǔ)能方案。它的度電成本僅是電化學(xué)儲(chǔ)能的1/3至1/2，而且，抽水蓄能電站能提供調(diào)頻調(diào)相、事故備用及黑啟動(dòng)等輔助服務(wù)功能。目前，中國(guó)已掌握700米級(jí)超高水頭機(jī)組國(guó)產(chǎn)化技術(shù)，并已實(shí)現(xiàn)400兆瓦級(jí)變速抽水蓄能機(jī)組技術(shù)攻關(guān)。包括常規(guī)水電、抽水蓄能、新型儲(chǔ)能在內(nèi)的電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)資源和儲(chǔ)能設(shè)施，都將迎來(lái)良好的發(fā)展機(jī)遇和廣闊的增長(zhǎng)空間。

　　然而，抽水蓄能技術(shù)在國(guó)際化發(fā)展進(jìn)程中還是面臨很多現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)。首先，國(guó)標(biāo)與歐美標(biāo)準(zhǔn)的差異和國(guó)產(chǎn)設(shè)備國(guó)際市場(chǎng)認(rèn)可度限制，構(gòu)成了顯著的市場(chǎng)準(zhǔn)入壁壘。第二，各國(guó)不斷強(qiáng)化的本地化率要求和地緣政治動(dòng)蕩為跨國(guó)合作增添了不確定性。第三，新興市場(chǎng)抽水蓄能電價(jià)機(jī)制不健全、投資回收期較長(zhǎng)等，阻礙了抽水蓄能行業(yè)盈利模式的發(fā)展。第四，生態(tài)環(huán)境影響評(píng)估也逐漸成為項(xiàng)目推進(jìn)的關(guān)鍵制約因素。這些多維度的挑戰(zhàn)需要我們通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新、國(guó)際合作和政策協(xié)調(diào)等方式系統(tǒng)性地突破。

　　未來(lái)抽水蓄能將從“電力配角”升級(jí)為“能源轉(zhuǎn)型基石”。隨著中國(guó)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)向共建“一帶一路”國(guó)家輸出，通過(guò)中東歐調(diào)節(jié)電源缺口、東南亞新能源配套需求、非洲電網(wǎng)升級(jí)三大增量市場(chǎng)，抽水蓄能將與新型儲(chǔ)能技術(shù)協(xié)同發(fā)展，共同支撐全球綠色能源轉(zhuǎn)型。

　　中能傳媒：在復(fù)雜地質(zhì)條件地區(qū)、嚴(yán)寒地區(qū)建設(shè)抽水蓄能電站，中國(guó)電建北京院有哪些技術(shù)創(chuàng)新和經(jīng)驗(yàn)?

　　朱國(guó)金：北京院作為抽水蓄能領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)，始終加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展和沉淀，掌握了一系列關(guān)鍵技術(shù)，也積累了豐富的工程經(jīng)驗(yàn)。針對(duì)復(fù)雜地質(zhì)條件下超大地下洞室群開(kāi)挖支護(hù)問(wèn)題，我們通過(guò)多維度分析圍巖應(yīng)力演變機(jī)制、結(jié)構(gòu)失穩(wěn)特征、巖錨體系荷載傳遞規(guī)律及支護(hù)時(shí)效性，構(gòu)建了基于動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的支護(hù)參數(shù)優(yōu)化方法，形成分階段協(xié)同支護(hù)技術(shù)體系;針對(duì)嚴(yán)寒地區(qū)建設(shè)抽水蓄能電站，我們構(gòu)建了覆蓋勘測(cè)設(shè)計(jì)、施工建造、材料研發(fā)的全鏈條技術(shù)體系，成功破解了高緯度、高海拔的工程難題。

　　比如，北京院勘測(cè)設(shè)計(jì)的豐寧抽水蓄能電站，裝機(jī)3600兆瓦，是世界最大的抽水蓄能電站，被譽(yù)為世界最大的“充電寶”和抽水蓄能領(lǐng)域的“百科全書(shū)”。它的單體地下廠房規(guī)模世界第一，洞室群規(guī)模世界第一。地下洞室工程地質(zhì)條件復(fù)雜，我們通過(guò)對(duì)地下洞室群圍巖變形機(jī)理、破壞規(guī)律、巖錨梁錨桿受力特性及支護(hù)時(shí)機(jī)等進(jìn)行深入研究，提出了相應(yīng)的加固措施，系統(tǒng)性攻克了復(fù)雜地質(zhì)條件下超大型地下洞室群變形控制技術(shù)問(wèn)題。

　　另外，北京院牽頭EPC總承包建設(shè)的遼寧清源抽水蓄能電站，聚焦嚴(yán)寒地區(qū)水庫(kù)冰情防控這一世界性難題，建立了水庫(kù)冰情數(shù)學(xué)模型，揭示了嚴(yán)寒地區(qū)水庫(kù)冰情生長(zhǎng)消融演變規(guī)律，首創(chuàng)了考慮機(jī)組運(yùn)行影響的最大冰厚和冰凍庫(kù)容計(jì)算方法，提出了水庫(kù)防冰害對(duì)策措施，研發(fā)了可壓縮型止水結(jié)構(gòu)、低溫高塑性有機(jī)硅密封填料及氟改性聚氨酯防冰拔材料，構(gòu)建了適應(yīng)嚴(yán)寒地區(qū)的鋼筋混凝土面板防滲設(shè)計(jì)體系。

　　記者：馮聰聰

　　來(lái)源：中國(guó)電力報(bào)