[能源基金会]：抽水蓄能促进中国风光发电电能消纳研究

抽水蓄能促进中国风光发电电能消纳研究

摘要

2020年9月，习近平主席宣布中国将在2030年前实现碳排放达峰，并努力在2060年前实现碳中和。为了实现这一目标，中国正大力推进可再生能源的开发利用，加快调整能源结构。截至2019年，中国风电及光伏发电装机规模显著提高，占全国发电装机总规模的21%，提前达到“十三五”规划的16%的目标。预计2060年前，中国可再生能源占比将达到70%以上，平均每年新增可再生能源装机不低于2亿千瓦。

风光快速发展的同时，仍面临消纳挑战。2019年，全国风光消纳问题主要集中在风光资源丰富的西北地区，其中新疆、甘肃、内蒙古、河北四省弃风电量占全国弃风电量的90%；西藏、新疆、青海、甘肃四省弃光电量占全国弃光电量的87%。因此，国家出台了一系列政策要求加速储能发展，以促进风光消纳。

抽水蓄能是目前应用最广泛、最为成熟的储能方式之一。本研究梳理了当前中国抽水蓄能发展的现状及政策，并以蒙西为例，评估了抽水蓄能促进蒙西风光消纳的潜力。研究发现，储能是确保可再生能源电力稳定运行的关键解决方案，抽水蓄能是目前应用最为成熟的储能技术，技术成本相对较低且安全性较高，可以应用于跨区域大电网中，主要解决大时间、大区域的系统调峰。

主要发现

储能技术选择
- 抽水蓄能是目前应用最为成熟的储能技术，技术成本相对较低且安全性高。
- 电化学储能整体处于示范和部署阶段，但发展迅速，反应灵活，适用于微网和分布式电网。
中国抽水蓄能现状
- 截至2019年底，中国已建成抽水蓄能装机容量3028万千瓦，开工容量5223万千瓦。
- 与“十三五”规划目标相比，发展速度低于预期，“十四五”、“十五五”期间，西北地区抽水蓄能发展将更加关键。
- 预测2035年中国抽水蓄能需求规模约为1.4-1.6亿千瓦，但实际装机规模可能仅为1.2亿千瓦，存在2千万千瓦的差距。
抽水蓄能面临的挑战
- 经济效益：缺乏共赢商业模式，商品化和市场化不足。
- 政策机制：缺乏产业机制系统性方案，缺乏配套管理规范及标准体系，激励政策不够完备。
- 生态环境：部分抽水蓄能规划站点落在生态红线区内，影响项目可行性。

案例分析：蒙西

蒙西发展概况
- 蒙西地区风能资源丰富，太阳能资源也较为丰富。
- 抽水蓄能发展面临挑战，包括蒙西尚未实施电量峰谷电价和容量电价核定不足等问题。
蒙西电网消纳风能及光伏发电电能的情景分析
- 方法学介绍及2035年蒙西电网电力平衡分析。
- 敏感性分析显示，抽水蓄能开发对消纳风能和光伏发电电能有显著效果。
蒙西风能及光伏发电电能外送的情景分析
- 方法学介绍及外送情景分析。
- 结果显示，外送方案对提升消纳能力有一定帮助。
蒙西抽水蓄能和锂电池储能全生命周期成本收益分析
- 方法学介绍及基础情景分析。
- 敏感性分析显示，抽水蓄能和锂电池储能在不同场景下的收益表现。