抽水蓄能在未來能源系統(tǒng)中的角色分析

2016年，全球抽水蓄能儲(chǔ)能電站預(yù)計(jì)裝機(jī)為6.2GW，比起688MW用于儲(chǔ)能的鋰電池容量要高出許多。由于電網(wǎng)需要處理越來越多的可再生能源，抽水蓄能成為日后電網(wǎng)平衡的解決方案之一。本研究報(bào)告探討抽水蓄能的投資趨勢，涉及對該技術(shù)成本及其在未來能源結(jié)構(gòu)中所處地位的分析。

抽水蓄能這項(xiàng)儲(chǔ)能技術(shù)存在已久。世界許多國家，包括中國、瑞士、以色列與法國都在新建抽水蓄能電站。由于開發(fā)商將目光轉(zhuǎn)向廢棄的礦井與海水以尋求抽水蓄能新機(jī)，這一領(lǐng)域?qū)?huì)涌現(xiàn)出眾多創(chuàng)新項(xiàng)目。

此類項(xiàng)目每MW的發(fā)電設(shè)施投資成本根據(jù)國家、項(xiàng)目規(guī)模不同而有極大的區(qū)別。根據(jù)最新數(shù)據(jù)顯示，2016年的項(xiàng)目每MW達(dá)到210萬美元、260萬美元，2015年的項(xiàng)目為每MW170萬美元。根據(jù)美國通用電氣公司(GE)的預(yù)測，如果一座抽水蓄能電站的壽命周期為50年，則這一周期內(nèi)歐洲的抽水蓄能電站的電價(jià)將在70美元/MWh至160美元/MWh之間不等。

由于鋰離子電池的價(jià)格將急劇下跌，即從現(xiàn)在的273美元/kWh變?yōu)橹?030年下降73%，抽水蓄能電站極有可能不會(huì)成為短期儲(chǔ)能項(xiàng)目的首選。并且目前已有不少鋰離子電池建設(shè)項(xiàng)目中標(biāo)，將為英國、歐洲與美國電網(wǎng)運(yùn)營商提供儲(chǔ)能服務(wù)。

就配電而言，鋰離子電池能提供眾多更為本地化的服務(wù)，如減輕用當(dāng)?shù)仉姼叻迤诘碾娋W(wǎng)負(fù)擔(dān)、延緩電力投資或是進(jìn)行與電表后端儲(chǔ)能有關(guān)的需量電費(fèi)管理。而由于抽水蓄能技術(shù)著眼于大規(guī)模應(yīng)用，抽水蓄能電站建成后無法更改地點(diǎn)，因此電站運(yùn)營商所無法提供上述所有的本地化服務(wù)。

抽水蓄能相較于鋰離子電池而言，建造與開發(fā)時(shí)間長得多。一個(gè)在美國投建的典型抽水蓄能電站項(xiàng)目，需經(jīng)過10-13年才能最終投入商業(yè)運(yùn)營。雖然監(jiān)管者與電力系統(tǒng)運(yùn)營商正著力解決這些問題，但當(dāng)下在加州，一個(gè)抽水蓄能電站的建設(shè)項(xiàng)目需經(jīng)過10年才能獲批投建與開發(fā)，而鋰離子電池項(xiàng)目建設(shè)周期則只需僅僅4個(gè)月。

抽水蓄能電站的優(yōu)勢在于規(guī)模較大，并且其蓄水池不會(huì)出現(xiàn)電能大量損失，因此在未來，抽水蓄能電站將在解決復(fù)雜電網(wǎng)幾小時(shí)甚至長達(dá)幾天內(nèi)供電不足問題方面發(fā)揮重大作用。

考慮到上述利弊分析，政策制定者應(yīng)當(dāng)重新審視電力市場的規(guī)劃，比如采用包含抽水蓄能項(xiàng)目的電力容量機(jī)制。但是目前，德國、奧地利與美國的許多電廠還在為盈利而苦惱。