【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0．62－0．82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。

图5：使用100％可再生能源电力的抽水蓄能成本模型，资料来源：澳洲国立大学研究团队

3） 储电能力大

抽水蓄能电站额定功率一般在100－2000MW之间，是目前唯一达到GW级且能大规模使用的储能技术。

那么抽水蓄能具体有多大能耐呢？举个例子，今年3月17日，国家电网浙江泰顺、江西奉新两座抽水蓄能电站工程同时开工建设，这两座电站装机容量都达到了120万千瓦，预计2030年竣工投产后，年发电量可达24亿度。这相当于一个可以储存24亿度电的“巨型充电宝”。

还有更大的巨无霸，世界上最大抽水蓄能电站——河北丰宁抽水蓄能电站，总装机容量360万千瓦。电站全部投产后每年可消纳过剩电能87亿千瓦时，年发电量62．88亿千瓦时，可以满足260万户家庭一年的用电。丰宁抽水蓄能电站也因此成为京津冀能源电力转型的关键项目。

4） 响应快

有人会问，抽水蓄能体型大，是典型的机械储能，真到紧急调节的时候，反应速度跟得上吗？与煤电、气电等相比，抽水蓄能电站的优势就是“更灵活”，后者启停速度更快，从停机状态到满负荷运行仅需几十秒至数分钟。而且，抽水蓄能也一样具备黑启动能力。

往远一点看，抽水储能凭借快速响应和大容量存储能力可以填补煤炭和天然气发电站退役后的空白。

5） 待开发资源丰富

由于当前大部分抽水储能电站都与水电项目有关或者沿河而建，大家会以为建一个少一个。实际上，在远离河流的广阔地区，潜在的抽水蓄能站点极其丰富，也被业内称为离河抽水储能。

所谓离河抽水储能，通常只需满足一对人工水库（每个面积为几平方公里），彼此靠近（相隔几公里），但海拔不同（200－1200米的高度差）即可。水在两个水库之间通过管道无限循环，偶尔通过雨水、人工等方式来以弥补水分蒸发。而且离河抽水储能还有个优势就是建设防洪设施的成本更低。

那么抽水储能的整体规模究竟有多大呢？此前澳大利亚的研究团队曾做过相应研究，其在全球发现了约61．6万个潜在可行的站点（含现有水库），储能容量约2300万GWh。其中，东亚地区有12．4万个，储能容量约为400万GWh，相当于每百万人口有2400GWh的潜在抽水储能容量（按照16．7亿人口计算）。

根据上述团队的估算，支撑100％可再生能源电力系统（90％为风电和光伏，10％为水电和生物质能等）所需储能约为每百万人20GWh，那么抽水储能的潜在储能容量将达到所需储能的120倍。即使将来全社会用电量大幅提升，也足够满足。

换言之，未来以风电、光伏为主要电力来源，配合抽水蓄能、特高压、智能电网，就能用较为经济的成本支撑起以可再生能源为主的新型电力系统。

图6：东亚地区拥有每百万人2400GWh的潜在储能容量，资料来源：澳大利亚国立大学研究团队

到这里想必有人会疑问，依靠人工水库的抽水储能得多耗费水资源？基于澳大利亚电力系统的建模表明，假设抽水蓄能电站在20年的过渡期内分阶段进行填充水库，平均下来就是每人每天多花3升水，这相当于2020年广东省人均日均用水量的1．27％。

 6） 安全性高

抽水蓄能利用水作为储能介质，安全性是毋庸置疑的。反观电化学储能却因安全事件时常引发行业内外高度关注。就在去年4月16日，北京市就发生一起储能电站起火爆炸事故。而韩国自2017年以来已经发生30余起储能火灾事故。

需要引起重视的是，锂离子电池起火后难以被快速扑灭，极易造成重大事故，因此电化学储能系统安全相关技术问题也警醒着正在高速发展的储能产业，亟待终极解决方案。

顺便说一句，在很多人的观念中，磷酸铁锂电池是非常安全的电池。但是储能电池是非常复杂的系统，一个储能模块，往往是集装箱一样的大小，相当于把数百辆电动汽车的电池放在同一个空间管理，这个难度可想而知。而且未来电化学储能的回收也是一大难点，如何避免重金属污染的问题。这些都是电化学储能需要克服的。

最后，抽水储能有助于更好地利用现有输电线路。举例来说，假如光伏电站位于难以建造更多输电线路的地区，通过确保抽水蓄能电站大部分时间（包括夜间）都在负载条件下运行，可以使输电线路的工作强度进一步提高。

当然，除此上述优势，抽蓄储能电站还具备储能周期长，安全运营周期长，稳定性好等优势，限于篇幅这里不作赘述。

最后总结一下，如果把储能比作电力系统的“充电宝”，那么抽水蓄能相当于便宜、环保又安全的巨型“充电宝”。

图7：不同储能的优缺点，资料来源：锦缎研究院根据公开资料整理