抽水蓄能电站的发展趋势

我国首座700米级高差抽水蓄能电站建成投运，每年可节约标准煤45万吨。 近日，国内首座700米水位差抽水蓄能电站——吉林敦化抽水蓄能电站1号机组正式投运发电。

吉林省敦化抽水蓄能电站由上水库、下水库、水路系统和地下发电厂组成。 总装机容量140万千瓦，年设计发电量超过23亿千瓦时。 今年将投产两台机组。

抽水蓄能电站是在山上和山下建设两个水库。 当电力不足时，剩余的电力用于将水从山上抽到山上储存。 在用电高峰期放水发电，相当于一个大型清洁能源电池。 可作为电网的调节器和清洁能源的储存器。

吉林敦化抽水蓄能电站的投产，将进一步优化吉林乃至东北电网的供电结构，提高吉林电网吸收新能源的能力。 每年可推动风、光等清洁能源消费超过50亿度，节约标煤45万吨，减少二氧化碳排放87万吨。

抽水蓄能是以新能源为主体的新型电力系统的重要组成部分。 今年，国家电网还将陆续投运山东沂蒙、黑龙江黄沟、河北丰宁抽水蓄能电站。

据了解，该项目自开工以来，每年平均增加地方财政收入约1.7亿元，提供各类就业岗位约2000个，改善了交通等基础设施条件，更好地促进了地方经济社会发展。  2022年电站4台机组全面投运后，可有效缓解东北地区电网调节能力不足的问题，充分发挥供电调峰填谷作用， 推动风能、光能等清洁能源年消耗量超过50亿千瓦时。

 抽水蓄能电站是电力系统中最可靠、最经济、寿命周期长、容量大、技术最成熟的储能装置。 是新能源发展的重要组成部分。 新能源和可再生能源的研发，以及寻求提高能源效率的先进方法，已成为世界各国共同关注的首要问题。

我个人认为电是不能存储起来的，而且现在的条件来说，储存是不经济的。当然还是有储存的，但是大量储存是没有的。题主所说的“发电机发出的多余电能是如何存储的”，即在对电能需求较小时将其储存起来，待对电能需求较大时再将其送入电网。

目前抽水蓄能电站是电力系统用于快速加荷和卸荷，解决日负荷调度和峰谷差的最佳途径。

1、抽水蓄能电站原理 

在抽水蓄能电站中，水泵水轮机在非峰荷时期将水抽到高位储水池，从而在夜晚储存白天所需的载荷。抽水所用的能量来自于核电站、燃气电站和可再生能源电站等其它能源来源，但这些电站其输出功率无法随载荷的波动进行调节。储存的水可用于发电，以满足临时用电高峰的调节负荷需求。

2、主要功能

• 高效储存巨大能量的唯一解决方案

• 对峰值负荷电力供应做出快速反应

• 提供辅助功能（电网调频与调压、储备容量、黑启动能力和无功发电等） 主要优势

• 提高电站所有者在急剧波动的电力现货市场中的盈利性

• 支持电站与电网基础设施全球运营的优化

• 与其它大规模电力存储解决方案相比，具有更高的全球循环效率（约高80%）

• 提高了可再生能源的利用率，对环境有积极影响

3、总结

综合以上，大家对电的存储有新的认识了吧，现代科技发展很快，很多发明都是由人类想出来的，发电厂(站)发出的多余电能也是有办法存储的哦。

豫能控股称河南林州弓上抽水蓄能电站项目获核准，会给公司发展带来一些助力，可以发现这也是项目迈出第一步的关键之处。

林州供上抽水蓄能电站项目已经获得核准，在9月30号的时候已经获得省发改委的核准批复，可以发现这个项目已经迈进了一步，从勘测设计以及到施工建设都会有新的发展。这个项目是由河南投资集团下面的能控股份有限公司，投资建设的会发现项目的总投资金额能够达到86.57亿元，而总装机容量也能够达到120万千瓦，在安装4台单机容量的时候有30万千瓦可逆的水泵，水轮发电机组，这也是能够提供动力的。

刚一发现这个电站主要是由上水库和下水库以及输水系统，还有发电厂房系统以及关键的开发站建筑物等，组成主要有500千伏等级的电压直接接入到河南电网。当这个项目建成之后，河南的电网调控能力就会有所增强，也能够优化电网的电源结构在提高电网运行灵活性方面也会有所保障，这样就能够保障电力能够安全稳定的供应，对地方经济的发展也能够注意强劲的动力，也能够促进地方经济能够高质量的发展。

大家可以发现这个项目是由安阳市以及林州市投资比较大的一个工程项目，在2021年9月份这个项目就已经被国家列入能源局，成为十四五重点实施的项目之一，用的时间仅有一年，这个项目已经通过了正常蓄水位的选择，无论是枢纽布置格局还是施工总布置，都已经审核。现在的规划报告已经完成，正在做前期工作，会提前完成预定的一些目标，这个时候就能够打造清洁能源并且成为示范标杆，还能够助力双碳目标的实现。

我国的双碳目标为在2030年前碳达峰，在2060年前实现碳中和，这个目标相对于目前世界上的几大主要经济体而言，是要求最高，时间最紧迫的。

而目前我国的能源结构中，非化石能源占比仅仅为15.9%，清洁能源（包括水电）发电量占比36%，煤炭占比52%。

为助力实现双碳目标，在能源的供给端，提高可再生能源在电力供应和终端消费中的占比，是实现双碳目标最有效的途径。

但以风电、光伏为代表的电源侧可再生能源波动性强，不能持续稳定提供电能，这就引出了下一个亟待解决的问题——储能。

2.1 储能的必要性

近年来，随着光伏组件的成本进一步下探，无补贴下光伏电站已经可以盈利，大量资本涌入光伏产业，从生产到运营，整个光伏行业规模大幅度增长，但同时也带来了一个问题，那就是光伏只能在白天发电，晚上怎么办？风机只能在有风的情况下转动，没风的时候又怎么办？

每日风速波动较大

随着可再生能源（风电光伏）的用电量占比不断提升，风电和光伏的不稳定性带来的不单单是短时的无电可用，其波动性对于电网的冲击会引起配电网潮流变化，影响电能质量（电压、频率、波形），对电网侧和用户侧都有较大的影响。

在10年前，各地电网尚未像现在这般强大时，对于风电、光伏之类的垃圾电，电网公司向来是拒绝的，这也是为何在用电量较少的省份，弃风弃光限电的情况很多。

而将短时超发（用不完）的电储存起来，在没电的时候（晚上或者无风的时候）将这部分电能持续输出上网，就可以避免出现上述情况。

2.2 储能如何盈利

储能以前一直是政治任务，因为挣不了钱啊，但目前技术已经达到了将要盈利的瓶颈，国家就开始往储能行业里加火了。

随后没过几天，又出台了提高分时电价的政策：

文件的主旨就是继续拉开平峰和高峰时期的电价，条件具备区域，分时电价差距可达到4倍。 这两份文件一明一暗，都是在鼓励发展储能行业，在技术变革的前夕，政策层层加码，相信储能行业实现全面盈利只是时间问题。

目前大型电站并网侧的储能电站，在财务测算上，已经能实现盈利，只是以目前峰谷电的差价，盈利能力大概和存定期差不多。

2.3 电网侧储能

电网侧储能的主要作用就是调峰调频，保证用户用电质量，而最常见的用来调峰调频的手段就是抽水蓄能电站。

8月6日，国家能源局综合司印发关于征求对《抽水蓄能中长期发展规划(2021-2035年)》(征求意见稿)的函，提出到2035年我国抽水蓄能装机规模将增加到3亿千瓦，相对2020年将增长10倍，远超市场预期。此前业内预期2030年我国抽水蓄能总装机达到1.13亿千瓦，到2060年底总装机达到1.8亿千瓦。这意味着，到2030年投产总规划就将远远超过此前2060年的目标。抽水蓄能迎发展窗口期。

大规模的抽水蓄能电站投运，将大大增强现有电网的调峰能力，增加电网对可再生能源的消纳能力，最终提高我国电网用电中的清洁能源占比。

抽水蓄能是当前最成熟、装机最多的主流储能技术，在各种储能技术中度电成本最低，如上图所示，抽水蓄能电站由2个高度不同的水库组成，连接上下两个水库的是输水系统和发电机组。

在电网负荷低谷时段，电站利用廉价的谷电，将下水库里的水抽到上水库中储存起来，也就是将电能转化为重力势能。而等到电网负荷的高峰时段，电站再放出上水库的蓄水发电，这样就能以高价卖电。

抽水蓄能电站的缺点也显而易见，受地形影响较大，在地形复杂的情况下，建设成本会大幅上升，工期大约持续5-8年，而且电站建成后，由于长距离的管道输送和多个水轮机配合，机械能量损失较高，能量储存效率约70%。

目前国内做抽水蓄能电站的主要是各大地方电网公司，电站建设过程中所需的设计、施工或者总包方，几乎由一家央企垄断——中国电建。

中国电建公司囊括了中国几乎所有的头部水电系设计院，其中最为著名的是位于杭州的华东勘测设计研究院，其一年的营收就在百亿往上，超过了大部分上市公司。

其抽水蓄能市场占有率在国内达到了80%，全球达到了50%，可以说是当之无愧的 中国水电建设 第一股。

抽水蓄能电站的主设备为水轮机，在这方面，传统的汽轮机厂都有较为实力沉淀，比如东方电气和哈尔滨电气，但水轮机作为成熟的发电设备，技术已经较为成熟，在价格上少有溢价。

2.3 电源侧储能

2.3.1 其他储能形式

抽水蓄能电站属于机械储能的一种，其他较为成熟的机械储能方式还有：飞轮储能、压缩空气储能等等。

而根据储能介质不同，储能还可以分为电化学储能、化学储能、热储能及电磁储能等，但截至目前，机械储能依旧是其中最成熟，成本最低的储能方式。

电化学储能 的应用目前最为广泛也最有前景，新能源车产业链的核心部件，动力电池就是电化学储能应用的一种，按照介质不同，可分为锂离子电池、铅酸电池、钠离子电池等。

化学储能 概念简单，但操作过程异常复杂。顾名思义就是将电能转换为化学能储存起来，最常见的就是电解水制氢。

热储能 ，典型的应用就是光热电站，将阳光聚集后，把作为介质的熔盐融化，吸收大量热量，熔盐再继续加热水，形成水蒸气，推动汽轮机发电。太阳下山后，电站可以继续利用融化的熔盐所储存的热量来发电， 光热电站是为数不多的可以稳定供能的新能源电站。

某50MW光热电站效果图

电磁储能 ，主要有超导储能、电容储能、超级电容器储能等，其储能效率高，但距离实际应用还相当遥远。

目前电源侧的储能主要以电化学储能和化学储能为主，分别对应了并网型电站和分布式电站两种电站形式。

2.3.2 电化学储能

目前各地新上的集中式（并网型）新能源电站都要求适配储能，这部分储能主要是为在新能源电站波动较大时储能使用，由于集中式电站的上网电价均是固定的，其不存在利用峰谷电价差价盈利的情况，主要是增加电站上网电量，提高电站营收。

同时，在电网侧，也有大量的储能电站上马，其作用和抽水蓄能相同，调峰调频，其盈利模式就是对电能的低买高卖。

图片摘自某券商研报

这部分储能主要以电化学储能为主，而电化学储能中较为有前景的是：锂离子电池和钠离子电池。

以锂离子电池为代表，简单讲一下电化学储能的优劣：

1、成本下降迅速

在政策利好的推动下，这几年锂电的度电成本下降飞快，目前已经有成熟的锂电储能电站应用，在特定电价条件下，储能电站的内部收益率（IRR）可以达到8%，已经够着了大部分国企央企投项目的最低标准。

2、 几乎不受场地条件约束

化学储能需要较大的场地和较高的安全生产标准，而锂电储能因为能量密度相对较低，体积也较小，对场地要求较低，适合在工业园区、充电站、高端仪器设备等场所应用。

3、成本下降恐怕进入瓶颈

锂矿资源有限，可以预见，按照目前的速度发展，不远的将来，锂电将会由于上游材料价格的上涨，而进入瓶颈，锂电的度电成本不可能保持目前的趋势下降。

4、能量密度提升陷入瓶颈

虽然锂电的能量密度在过去的几年已经得到了大幅度提升，但相较于人类对能源的利用量来说，依旧太小，而锂电能量密度提升的速度并不像半导体那样成指数式增长，而是缓慢得正比例提高，锂电能量密度的提升可能跟不上人类对储能容量的需求。

钠离子电池相较于锂离子电池的优势在于成本低，且钠的储量远大于锂（已探明储量约是锂的420倍），未来有大规模应用的可能，但钠离子电池目前的可重复充放电使用的次数仍然偏低，能量密度较小，还不具备经济性。

而锂电池的优势在于，随着新能源车的普及未来电动车所装备的动力电池退役后，可以继续用作储能电池使用。

在电化学储能领域，宁德时代是当之无愧的绝对龙头，其不但在近期发布了钠离子电池，且中报显示宁德时代的储能业务相比2020年，增长超过了7倍。

从宁德时代的身上，我们足以预见，未来的电化学储能市场将极为广阔。

2.3.3 化学储能

化学储能主要以制氢储能为主，对于氢储能，比较直接的盈利模式是由化工企业投资新建分布式光伏电站，利用光伏制氢，而氢气正好是大部分化工企业的制造原材料，比如氢制乙烯。

在光照条件不错又富含水资源的区域，化工企业很容易降低制造成本，从而盈利。

此外，还有海上风电制氢应用于沿海化工厂生产的，电解水制氢制甲醇作为燃料电池燃料的，盈利能力完全取决于自然条件（风/光资源以及运输管道长度）。

关于氢能产业链的分析由于篇幅不再展开，感兴趣的可以看往期文章，在未来新能源+氢储能的分布式电站建设，一定是一个重要的发展方向：

未来尚远——氢能源产业链简析

2.4 用户侧储能

用户侧储能目前以电化学储能为主，随着应用端电动车的普及，用户侧储能的需求缺口会越来越大。

做个简单的计算题：现在很多人都用上了电动车，一台电动车如果使用快充，大概1小时就能达到其电量的75%，而充电桩的功率大约为100-200kw，也就是1小时100度到200度电，在电动车尚没有全面普及前，这点小功率对于电网洒洒水而已。

但要是当一个几十万（百万）人口的十八线小县城全面普及电动车后，几千（万）辆车同时充电的场面，瞬时功率会达到一个恐怖的数值，大部分县一级的电网都承受不住如此高功率的冲击。

因此一些分布式的充电桩运营公司就应运而生，比如宁德时代投资的主打储充检一体化运营的快卜 科技 。

将光伏、电化学储能、充电桩结合在一起，不但可以大幅度降低充电站的运营成本（不需要向电网买电），还可以缩短充电站的建设审批时间（不需要获得电网配电许可），不过新增的光伏组件和电化学储能设备也会大幅度增加充电站的建设成本。

其他用户侧的应用，比如大型设备UPS，工业园区储能电站等，还有很多，就不一一举例了。

储能形式多样，这里主要分析最具前景的电化学储能产业链。

3.1 电化学储能系统原理

其中PCS：储能变流器，连接电池系统与电网，实现直流和交流电的双向转换。

BMS：电池管理系统，用于电池的充放电管理。

BS：电池组，核心部件，主要成本就在电池上。

EMS：能量管理系统。

电化学储能系统的成本如上图所示，其中EPC指的电化学储能电站建造的总承包费用占成本的比重，可以看到整个系统中电池成本占据了一半以上，其次是PCS储能变流器，而这两项也是储能系统中技术含量最高，壁垒最厚的版块。

3.2 各板块龙头

储能电池代表企业：宁德时代 、 派能 科技 、 比亚迪 、 亿纬锂能 。

宁德时代：无可争议的绝对龙头，中报显示储能业务同比增长7倍以上，在电池领域拥有绝对的话语权。

亿纬锂能：在5G和风光电站储能方面发展迅速，但依旧属于二线电池厂中的第一位。

比亚迪：全产业链覆盖，技术沉淀深厚，海外市场亮眼，但主业是整车，储能业务弹性可能一般。

派能 科技 ：储能业务纯正，专注用户侧储能，目前业绩释放一般。

PCS（储能逆变器）：阳光电源、固德威、锦浪 科技

阳光电源：储能逆变器和储能系统双龙头，在全球逆变器市场都处于龙头地位。

固德威：和派能 科技 类似，专注于用户侧储能逆变器市场。

锦浪 科技 ：逆变器领域的新秀，发展没几年就从阳光电源手下抢来不少国内市场，后市可期。

系统集成：盛弘股份。

EPC：永福股份，垃圾，就是个破设计院，要不是宁德时代入股，就是个渣渣。

今天文章写得有点长，产业链部分简单了些，储能截止目前是在政策扶持下，刚刚能够实现国企投资需求的水平（大概就比定期强一点的收益率），离全面爆发尚远。

如果要投资储能领域，最先爆发的必然是价值量最高的电池和逆变器，至于其他，尽量别碰。

一、能源供需原因。

受疫情影响，2020年全球能源需求曾出现一轮下降，部分能源生产企业也因疫情停工停产，但随着各国货币宽松政策和财政扩张政策快速落地，需求端呈现快速恢复的态势。

二、货币政策原因。

以美国为首的发达国家为了应对疫情对经济的冲击，采取了无限量货币宽松政策，到21年10月初，美联储资产负债表已经接近8。5万亿美元，相对于疫前的4万亿美元已经翻倍。其结果是一方面居民的实际购买力快速提升，需求端快速恢复。

三、碳减排方面的原因。

当下碳减排已逐渐成为全球共识，多个国家的能源结构已经向“风光水”等可再生能源领域倾斜。比如德国，早在2017年时，可再生能源发电占比就达到37%，到了2020年，这一比例已提升至46%。碳减排的整体方向固然没有问题，但可再生能源发电稳定性出现了问题。

解决

尽管存在诸多不确定性，从长远来看，要破解能源危局，可再生能源替代石油等基础能源是必然趋势。

即一方面短期需要注意传统能源和可再生能源过渡期的电力供应保障工作。

另一方面则需要加大储能行业发展速度，通过储能行业发展弥补可再生能源等新能源发电不稳定等先天缺陷，如加大抽水蓄能电站建设。

那么，2019年，中国的能源领域正在发生着哪些故事呢？

电力体制改革加快跨省电力交易扩大

2018年12月25日，国家电网公司召开发布会，明确下一步将着力抓好10项重点工作，不断把全面深化改革向纵深推进。

次日，国家发改委、国家能源局发布《关于请报送第四批增量配电业务改革试点项目的通知》，明确为加快向 社会 资本放开配售电业务，将继续组织开展第四批增量配电业务改革试点。

2018年12月27日，甘肃、山西电力现货市场试运行启动，由此拉开2019年我国的电力体制改革序幕。随着今年电力体制改革的推进，电力现货市场建设正进一步加快，跨省区电力交易规模正持续扩大。可以说，2019年我国电力体制改革取得标志性成果。有望取得关键突破。

油气体制改革加速管网独立取得突破

2018年，关于“油气管网独立、国家管道公司将成立”的消息频频传出。从国家对能源体制改革基本思路“管住中间，放开两头”来看，管网分离是油气体制改革的必由之路，此举有利于油气公司进一步深化混合所有制改革。要真正有效打破油气领域垄断，推动油气领域纵向产业链的市场化、专业化分工，首先要实现真正的油气与管网的分离，2019年是关键一年。

新能源车逆势上行氢能源是大势所趋

2018年经济下行压力较大，导致 汽车 销量一路走低，但新能源车却保持产销量持续高速增长。氢燃料电池 汽车 因其具有良好的环境相容性、能量转换效率高、噪音小、续航里程长、加注燃料时间短、无需充电等特点，被视为很有前景的清洁能源 汽车 。目前，国内用于示范的氢燃料电池 汽车 已达200余辆，累计运行里程10余万公里。2019年氢能源 汽车 产值将迎来高速发展期。到2030年我国氢能 汽车 产业产值有望突破万亿元大关。

天然气供需仍处紧平衡

中国已于2017年超过韩国成为世界第二大液化天然气(LNG)进口国，超越排名首位的日本已隐约在望。

2019年，国家层面为天然气保供做足了准备。天然气产量和供应量再创新高，储气能力建设进展明显，预计全年天然气增产100多亿方、增供300多亿方，冬季取暖期供应量与去年同期相比，日均增加约1亿方。预计2019年全年，天然气供应量将继续稳步增加，但随着治理大气污染、“煤改气”的继续推进，天然气供需仍将处于“紧平衡”状态。

光伏步入平价时代光储一体渐成趋势

在经历了前两年的突飞猛进后，维持新能源装机的可再生能源基金不堪重负，补贴缺口巨大。光伏的未来取决于是否能平价上网，降成本能力成为该行业核心竞争力。

2019年已经开始“以点带面”，开启光伏平价时代。随着储能技术的快速提升和成本的不断下降，“光伏+储能”将在未来能源领域扮演重要的角色，2019年有更多企业布局这一领域。

风电产业全年回暖海上装机稳步向前

2018年风电行业加快推动海上风电和分布式风电发展步伐，在此前连续两年装机量下滑的态势下，实现了局面的扭转。海上风电曾是行业发展的短板，经过3年多的发展，无论是在可开发资源量上，还是技术政策层面上，我国海上风电目前已基本具备大规模开发条件。目前，风电企业经历两轮周期洗礼，龙头企业的竞争优势十分明显。预计2019年风电装机规模将呈现全年回暖的状态，达到30GW左右的水平。

配额制艰难出台鼓励新能源发展

2018年末，国家能源局再次下发征求《关于实行可再生能源电力配额制的通知》意见函，这是继2018年3月、9月以来，配额制第三次征求意见。可以说，艰难出台的配额制将为新能源发展增添一大驱动力，从地方政府、电网公司的角度，形成新能源发电量、输电量的考核压力，从而鼓励新能源的发展。预计，2019年度配额指标将于上半年发布。

国网混改再提速特高压迎建设高峰

2018年9月，国家能源局下发《关于加快推进一批输变电重点工程规划建设工作的通知》。通知提到，将在2018年、2019年两年间核准9个重点输变电线路，共涉及“七交五直”12条特高压线路，这是继2012年大规模规划建设特高压之后的又一个建设高峰。2018年末，国家电网公司召开新闻发布会，宣布在前期增量配电、交易机构和抽水蓄能电站等混合所有制改革 探索 的基础上，继续加大“混改”范围和力度，推出向 社会 资本首次开放特高压建设投资等一系列举措。

值得注意的是，除国内市场打开外，特高压海外市场前景也十分广阔。一般而言，特高压建设周期在2年—3年左右时间，这意味着2019年会成为交货大年，2020年设备厂商或将迎来业绩高峰。

“三弃”问题有缓解新能源高质量发展

据国家能源局数据显示，2018年前三季度，可再生能源发电消纳情况持续好转，弃电量和弃电率保持下降趋势。预计2019年，全国可再生能源发电利用率进一步提升，弃电量和弃电率保持在合理水平，到2020年基本解决弃水弃风弃光问题。

促关联产业发展

煤化工市场重回快车道

在2018年12月召开的全国能源工作会议上，有关领导强调，科学有序推进煤制油、煤制气等示范项目。在国家能源安全和油价缓慢回升的形势下，煤化工市场正在重回快车道。目前，我国煤制油、煤制天然气等现代煤化工技术尚属新行业，煤化工项目投入和产出规模大，对带动关联产业发展和促进地方经济活力影响深远。同时，由于煤化工项目涉及水资源消耗、土地占用、环境污染，以及产品质量标准、定价、市场准入等问题，我国现代煤化工产业发展面临着产业政策不完善、重视不足等问题，一些核心技术、设备也受制于人。

但作为国家支持的能源行业发展方向，预计2019年，煤制油、煤制气产业政策将逐步完善。