巴西能源礦業部下屬能源研究中心于2021年發布官方技術報告《抽水蓄能進入巴西市場的挑戰》,小馬甲上一篇介紹了該技術報告的第一章引言部分,今晚帶來該報告第二章--世界抽水蓄能發展,看巴西官方對世界抽水蓄能發展如何理解。
第二章 世界抽水蓄能發展
2.1 歷史進程
根據美國桑迪亞國家實驗室(Sandia National Laboratory)和國際水電協會IHA(2020,P13)的數據,全球抽水蓄能裝機容量已達160GW,占所有已有儲能技術總容量的95%,而抽水蓄能裝機容量的77%主要集中在10個國家。
抽水蓄能電站在全球不同市場面臨著不同的動態環境因素,包括較其他可選方案而言它的技術和經濟吸引力、電力結構不同所帶來的電網差異性需求、電力負荷情況、發電資源可用性、波動性以及電網輸電能力。因此,抽水蓄能電站在全球各市場的發展和建設也是在不同的戰略和動機之下進行。
世界上首批抽水蓄能電站建于1890年到1900年間,但大規模的增長是開始于上世紀七十年代。當時,日本、美國和法國在石油危機的推動下大力發展核電,希望以此提高電力行業在面對化石燃料及其衍生物價格變動時的適應能力。
在核電、煤電等其他非靈活性電源發展下,為了在電網負荷尖峰時增加系統供應能力,并為電網提供例如頻率控制和黑啟動等輔助服務,抽水蓄能電站在上述國家乘勢而生。
進入2000年以來,為減少溫室氣體排放,世界各國為電力結構脫碳不懈努力,形成了系列國際約定,制定了可再生能源發展政策和激勵方案。伴隨著發電成本的大大降低,推動了風能和太陽能發電在能源結構中的發展。
但新型發電的能量來源具有短期波動性和有限可預測性等特征顯著,抽水蓄能電站借此發揮了新的功能和運行方式,成為能源轉型過程中保證電能供應質量和安全的重要手段。
這也再次激發了全球對新建抽水蓄能電站和實施儲能技術的興趣。
在美國,自2005年以來,隨著頁巖氣勘探和生產技術特別是水平鉆井和水力壓裂技術的進步,天然氣產量迅速增加,產品價格下跌,促進了燃氣電站的建設,這在一定程度上降低了抽水蓄能電站作為靈活性調節來源的吸引力。盡管抽水蓄能電站新增減少,但該國許多已建抽水蓄能進行了擴容(筆者注:例巴斯康蒂抽水蓄能電站Bath County Pumped Storage Station,共6臺機組,投資40億美元,1985年建成。在2004年至2009年期間,電站進行了擴容改造,單機發電容量至500MW,總裝機容量3003MW,排名美國第十大水電站,同時也是2021年以前世界裝機容量最大抽水蓄能電站),從而增加了裝機容量并改善了運行特性。