能源安全对国家繁荣发展、人民生活改善和社会长治久安至关重要。在“双碳目标”驱动下，电源侧的清洁化和用户侧的电气化正在加速演进，电力系统发展面临新的机遇和挑战。抽水蓄能电站是促进新能源开发利用和构建以新能源为主体的新型电力系统的关键支撑，对电网运行的稳定性安全性具有重要作用。
在这一背景下，2021年9月，国家能源局发布《抽水蓄能中长期发展规划（2021-2035年）》，描述了未来十五年雄心勃勃的发展前景，规划到2035年，形成满足新能源高比例大规模发展需求的，技术先进、管理优质、国际竞争力强的抽水蓄能现代化产业，培育形成一批抽水蓄能大型骨干企业。
1、储能产业的基石—抽水蓄能
何谓抽水蓄能？
虽然抽水蓄能对大多数人来说都是陌生的领域，但它并不是什么新鲜的技术。抽水蓄能作为最早的大容量储能技术，从20世纪中期开始就被大量运用，逐渐成为 全世界应用最为广泛的储能技术 。
据国际水电协会 （IHA） 发布的2021全球水电报告，截至2020年底，全球抽水蓄能装机规模为1.59亿千瓦，占储能总规模的94%。在我国，抽水蓄能在储能领域同样是主导者。
抽水蓄能，按字面意思理解，即利用水作为储能介质，通过电能与水的势能相互转化，实现电能的储存和释放。通常一座抽水蓄能电站由两座海拔高度不同的水库、水轮机、水泵以及配套的输水系统等组成。
2、设抽水蓄能的必要性
鉴于风电、光伏资源的特殊性，风电、光伏装机容量在负荷高峰时存在不能充分利用的可能性。 故而建设抽水蓄能电站的必要性格外凸显：它可以同等程度替代煤电装机容量，并发挥调峰、填谷等特殊功能，能够显著减轻电网调峰压力。
具体来说，建设抽水蓄能电站，可以有效改善电网系统运行条件，降低系统煤耗量，提高水电、风电资源的利用程度，保证核电机组安全平稳运行，提高核电运行效益，从而促进能源结构的优化调整和清洁能源、可再生能源的发展。
3、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。
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。
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”。
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。
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 。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。
4、抽水蓄能产业链
通过一批大型抽水蓄能电站建设实践，已经基本形成了涵盖标准制定、规划设计、工程建设、装备制造、运营维护的较为完备的全产业链发展体系和专业化发展模式。
从抽水蓄能装机规模的区域格局来看，目前我国已投产抽水蓄能电站主要分布在华东、华北、华中和广东;在建抽水蓄能电站总规模约60%分布在华东和华北。
在2020年12月国家启动的新一轮抽水蓄能中长期规划资源站点普查中，综合考虑各个方面因素，共普查筛选出资源站点1500余个，总装机规模可达到16亿千瓦，分布较广。
成本端，抽水蓄能电站主要运营成本为购电费用，其次为折旧与人工费用。
收入端，在两部制电价模式下，抽水蓄能电站的主要收入由两部分构成：
➢一是年度交易中的固定收入，来源于抽水蓄能电站在系统中提供的电网辅助服务（包括调峰、调频、调相、储能、系统备用和黑启动六大功能服务）的补偿，以及机组参与调峰填谷时保障基荷机组平稳运行、提高基荷机组经济效益得到的补偿
➢二是竞价交易中的电量销售收入。该收入由抽水蓄能电站参与电力平衡市场交易获得，随着不同时段和报价而变动，由市场需求决定
我国已建抽水蓄能电站目前运行管理模式上主要有电网统一运行、独立运行两种管理模式。
电网企业统一运行管理模式抽水蓄能电站作为电网企业的分公司或一个生产车间, 由电网企业独资建设, 资产的所有权和经营权都归电网企业。在这种管理模式下, 抽水蓄能电站不是独立法人, 其经营风险与责任也完全由电网企业承担。在这种模式下, 抽水蓄能电站的投资费用和运行费用也由电网企业承担。
独立运行管理模式按照国家《公司法》的要求, 成立独立的抽水蓄能电站有限责任公司, 由出资各方组建董事会, 出资各方按照出资金额的比例, 分享权利与义务。抽水蓄能电站公司为项目法人, 负责建设和经营抽水蓄能电站。抽水蓄能电站通过上网电价模式或租赁模式从电网公司获得收入。
5、抽水蓄能千亿新篇章开启
众所周知，我国水能资源非常丰富，水电装机早已是全世界第一，正好很多梯级开发的水电站都可以通过加泵和扩机变成抽水蓄能电站。另外，国内很多小水电可以改造成小型混合抽水蓄能，夏季水量大时充当水电站发电，枯水期发挥抽水蓄能作用。更关键的是，抽水蓄能改造周期比较快，并且改造成本比新建低很多。
另外，以往国内建设的都是大型抽水蓄能，却较少有小型项目。一是因为大的设计院更倾向于做大型抽水蓄能项目，也对抽水蓄能改造项目不感兴趣，毕竟大项目能赚取更高的设计费；二是小型抽水蓄能赚钱更难。
值得重申的是，《规划》已经提出在浙江、湖北、江西、广东等资源较好的地区，结合当地电力发展和新能源发展需求，因地制宜规划建设中小型抽水蓄能电站。
总之，随着可再生能源的发展和顶层规划的发布，这部分的空间也将会逐步释放。
那这个空间具体有多大？按照测算，到2030年我国抽水蓄能装机规模达到1.2亿千瓦，2021-2030年抽水蓄能电站投资总金额将达到惊人的4973亿元。
结语
在“双碳战略目标”驱动下，我国抽水蓄能电站产业迎来了前所未有的发展高峰。衷心希望，我国抽水蓄能产业“又好又快”、“健康有序”发展，所有参与企业，共同维护良好的产业链生态环境，坚持“全面规划，统筹开发，协调发展；坚持因地制宜，讲求效益，防范风险”。
投资开发企业，电网企业、尤其是勘察设计企业，肩负有促进抽水蓄能高质量发展的重要使命与首要责任，要牢记使命、兴利为民，精心组织、精心设计，精心管理，为中国电力事业的发展，为中国社会迈向“碳中和”的未来做出应有的贡献。
