“双碳目标”和“新型电力系统建设”的东风，抽水蓄能热的不得了，各个主体、各路资本争相跑步进场，抽水蓄能开始密集上马。按照2030年碳达峰的目标，我国风光新能源装机将达到12亿千瓦，而要实现碳中和，风光新能源装机规模需要达到50亿千瓦。据此测算，2030年以前，风光装机年均增长约1.2亿千瓦；2030年到2040年，年均新增装机1.3亿千瓦；2040年到2060年，大概每年新增装机0.9亿千瓦。但是新能源有其与生俱来的尴尬——极热无风、晚峰无光，尖峰负荷时难出力。新能源上网越多，给电网带来的峰谷波动冲击就越大，供电安全风险就越大。
未来10年，抽水蓄能市场新增投资将超万亿元。毫无疑问，抽水蓄能产业将成为各电网电源企业、电建类企业、勘测设计企业、装备制造企业乃至地方政府竞相追逐的一条新热门赛道。
要跟上新能源发展的步伐，抽水蓄能面临以下几个问题
1) 总体发展较快，但建设进度落后于规划、装机占比较低
如之前的资料所述，我国抽水蓄能行业近20年来发展突飞猛进，但实际上装机总量并未达到规划预期。截至2020年底，我国抽水蓄能装机刚刚超过3000万千瓦，到了2021年底，抽水蓄能装机为3600万千瓦，仍低于《电力发展“十三五”规划》提出的4000万千瓦目标，而我国目前已经进入到了下一个五年计划阶段。过去十年，我国抽水蓄能规划装机目标先后两次下调，却依然未完成目标。
“十四五”期间，电力系统对储能设施的需求将更强烈，抽水蓄能电站规模化储能的优势也将有更大的发挥空间，同时肩负的任务也仍然比较重。近年来可再生能源发电量持续增长，但国内抽水蓄能的资源总量有限，在能源结构中占比还较低。
根据有关部门研究表明，在火电机组电网中配置9%~16%、在核电机组电网中配置38%~45%抽水蓄能电站较为适宜。根据这一配置比例、抽水蓄能在装机容量中的占比，并结合未来我国能源结构、负荷特性的变化趋势，将可以指导后续抽水蓄能电站的规模体量及有序开发建设。除了技术应用推进及开发建设管理层面，国家政策显然能更大地进行进程调控、合理推进抽水行业的建设和发展，这在“十四五规划”和“两会”中均有明确的利好导向政策发布。
2) 价格机制不完善，投资成本回收困难，发电主体负担重，社会投资意愿低
首先，抽水蓄能这种储能方式选址困难，需建造水库、厂房和水坝，前期工程费用巨大，总造价也较高；而且，抽蓄站的选址因受到地形的限制，建设难度大、建设周期长，甚至还会对周围生态环境造成破坏而引发一系列问题；另外，再加上当前电力市场机制问题，单独的抽水蓄能投资很难保证其未来的收益与预期效益。
因此，随着电力市场化改革的推进，很有必要建立健全市场机制，让储能既要“有效”，也要“有利”，为储能投资主体提供可持续的投资回报机制，形成以市场起决定性作用的抽水蓄能电站运营机制，这是大势所趋。这一方面需要规划引领，严格项目审批，保持合理开发建设节奏；同时，需要完善电价机制，形成成本分摊和疏导机制，缓解建设运营压力，并保障电站获得合理收益，在抽水蓄能电站大规模建设、多方投资参与发展态势下，投资收益将逐步成为关注的焦点。
此外，按照“鼓励正常投资行为、抑制投机投资行为和市场公平”为基础、遵循“谁受益、谁负担”的原则，也应该合理吸引各方投资，完善抽水蓄能发展新阶段产业政策和措施，促进抽蓄行业投资发展，更好地为电力系统安全和清洁能源发展服务。
3) 抽水蓄能开发利用关键技术及国产化水平尚有提升空间
从机组国产化方面来讲，2003年以前，我国15万千瓦以上大型抽蓄机组关键技术处于空白，设备全部需要引进，价格高昂。总体来讲，核心技术的掌握是艰辛的过程，我们抽水蓄能电站技术研究水平及装备国产化，还仅是在近些年内才取得重大成绩，还存在更多有待完善的地方。
另外，在施工建造、运维管理等方面也都存在着需要不断提升的地方。例如，以斜井作为抽水蓄能电站输引水系统的施工，之前的技术经验并不充足，近期有建设施工单位通过引入煤科总院研发的斜导孔专用钻机，采用定向钻具组合、高精度轨迹控制技术及钻孔护壁技术，才积累的少量经验。
持续进行研究发展、在应用中继续提升，是一条需要长期坚持的技术之路。对于机组国产化方面的研究，已经突破关键技术瓶颈的企业、科研单位，需要致力于增强设备稳定性、降低成本，提高抽水蓄能电站的经济效益；国内抽蓄技术推广交流方面，需要吸收、借鉴龙头企业的样板工程模式及先进技术，促进行业整体发展。例如，深圳抽水蓄能电站是南方电网首座全面国产化的抽水蓄能电站，通过总结深圳抽水蓄能电站机组设计、制造、安装、调试等关键技术及工程应用情况，包括双面加工整圆厚板热套磁轭结构设计、高可靠性转子引线结构设计、双列叶栅结构设计优化、单波纹弹性油箱双向推力轴承结构设计、高精度转轮静平衡技术和国产化计算机监控系统优化设计等，将技术研究成果更多地推广应用于国内其他抽水蓄能电站项目，将有力促进了我国抽水蓄能产业的技术升级。
4) 储蓄电站工程建设相关生态环保问题需关注
近年来，随着经济快速发展，人居生活质量大幅度提升，环保措施公众重视度和环保意识日益增强，电站工程建设过程中所产生的环境问题也日益成为公众的专注热点，引发的环保投诉呈上升趋势；另一方面，我国已经开始兴建的一些位于城市区域内的抽水蓄能电站（如深圳抽水蓄能电站就是我国首座在超大型城市内建设的大型抽水蓄能电站），电站周边有着高度城市化的区域，工程建设过程中，对生态环境、旅游景点、饮用水源地的保护，以及城市环境下抽水蓄能电站交通道路布局和优化设计等，也成为新的问题。
抽水蓄能电站工程建设的社会效益和环境效益明显，不利影响除工程长久占地造成土地不可逆损失外，一般均可通过采取相应的对策保护措施及环境管理进行降低。在工程建设过程中，应注重采取适宜的环境保护措施，如优化设计减少山体边坡开挖、分区治理减少水土流失、厂房采用清污分离设计、生产生活废水达标排放、及时进行生态恢复等；在防范和处理工程建设过程中的环保投诉方面，应从建设单位、设计单位、环境监理单位、工程监理单位、施工建设单位入手，压实管理责任，全力构建融合地方文化、结合地方生态环境特点的和谐山、水、林、坝关系；另外，还需根据具体情况，从与村委及地方各有关行政部门配合协调入手，妥善化处理环保矛盾，合理化解决环保冲突，立足在建设中保护、在保护中建设，最大限度促进抽水蓄能电站工程建设与生态环境建设紧密结合、同步实施、协调发展。
而对于在城市区域内兴建的抽水蓄能电站相关新问题，应该主要从布局研究、优化设计等方向着手，如：场内交通道路的布局和线路选择不仅需要满足工程建设期和运行期自身需要，还需重点研究如何合理利用当地现有交通条件，符合城市规划要求并适应城市快速发展带来的变化，场内交通道路设计应充分重视城市环境因素带来的影响，将生态环保的理念和技术创新相结合，力求与城市社会经济发展相协调，与城市绿色生态相融合；抽水蓄能电站规划及建设中，对土地开发的限制、饮用水源地保护和生态保护要求均应该非常严格，既有其特殊性，也具有前瞻性。
5) 海水抽水蓄能电站发展尚在起步阶段，前进之路充满挑战
海水抽水蓄能电站虽具有很多优点，但海水抽水蓄能电站运行工况复杂，海洋环境复杂多变、十分特殊，海水抽水蓄能电站同时也面临着海水腐蚀、生物污损、海浪侵袭等问题。海水抽水蓄能电站材料的腐蚀是影响电站稳定运行的关键问题之一，各种环境因素和材料本身的组成和结构都会对材料腐蚀造成影响，研究和解决海水抽水蓄能电站结构的腐蚀对开发海洋资源和建设海水抽水蓄能电站具有重大现实意义。
未来，对海水抽水蓄能电站材料腐蚀和选材的研究应注重建立可以模拟海水抽水蓄能电站真实运行工况的试验装置，综合考虑各种环境因素；研究材料在海水抽水蓄能运行工况下，特别是在长期服役期间的腐蚀行为和腐蚀机理，明确各种环境因素的综合作用；对材料的力学性能、耐蚀性能、价格、维护等方面进行综合性评价，制定海水抽水蓄能电站结构的选材原则和方法；发展适用于金属材料在海水抽水蓄能电站运行工况下的防腐技术等。
6) 抽水蓄能电站综合评价水平有待完善提升
当前一些研究文献指出，抽水蓄能电站评价研究主要是对某方面进行评价分析，涵盖范围小、不充分，研究方法与指标体系也不完善，没有形成系统的研究体系和理论框架。
目前，抽水蓄能行业面临着巨大的发展机遇，对其进行综合评价研究也具有重要的现实意义，应该对不同综合评价方法进行对比分析，根据主、客观权重分别选择合适的评价方法，并注意对评价结果的对比；应该综合抽水蓄能各方面的因素，广泛收集电站数据，构建较为合适的综合评估模型；并结合抽水蓄能电站的预可研报告进行对比，对电站的建设、运行提出建设性意见。
相关战略思考和措施建议
作为电力系统安全稳定经济运行的重要调节器和稳定器，抽水蓄能对优化电网电源结构、缓解电网调节压力、提高各地“风光”新能源消纳具有重要作用。当前和未来较长时期，随着新型电力系统构建和高比例新能源快速发展，抽水蓄能具有广阔的发展空间。针对抽水蓄能项目快速发展进程中存在的上述诸多问题和挑战，现提出相关战略思考和相关措施建议。
进一步创新生态环保评估工作
据悉目前社会资本推进的部分抽水蓄能项目不同程度涉及生态环保、文物和压覆矿等限制因素，有的甚至因生态红线等因素难以开发，相关县市人民政府也积极地将本地生态保护调整规划报告通过本省国土局上报国土资源主管部门，但因种种原因大多数难以批复。
鉴于抽水蓄能占地面积较小、库容较常规水电小得多、大坝高度一般均低于100米、没有环境污染等特点，只要不影响当地绿色低碳高质量发展，建议及时批复地方政府上报的生态保护调整规划报告，积极推动解决抽水蓄能建设面临的用地、用海问题，适当放宽海水抽水蓄能项目环评条件，同时开发业主需多措并举，优化站点，努力规避生态环保红线等问题，否则难以满足碳达峰碳中和的发展进程。
着力提升装备制造能力以及关键技术研发应用
国家层面引领和支持相关企业加快提升抽水蓄能产业的装备制造能力，统筹考虑抽水蓄能产业链能力。建议在政策层面给予大力支持，投入一定的国有资本金，缓解哈电和东电等装备制造企业资金压力，大力支持哈电和东电等装备升级改造和提高抽水蓄能机组设备制造产能，满足当前及未来抽水蓄能大规模开工建设需要。
进一步规范抽水蓄能产业市场秩序，建议国家出台相关政策，引导实力强、业绩好、技术优的企业开展良性市场竞争。加大关键材料和配套部件自主化研制力度。支持企业加大科研攻关力度，加快突破关键技术难题，从整条产业链深度推进，加大关键核心部件国产化力度，确保项目建设整体可控。
立项开展关键技术开发与标准制定，国家层面充分利用抽水蓄能发展的良好时机，建立重大科技项目与标准化工作联动机制，增强国际标准话语权，加快制定或完善水电行业国际标准以及国内标准国际化，大力推进中外标准互认，引领抽水蓄能乃至整个水电产业发展。
加快抽水蓄能变速机组国产化的进程
在抽水蓄能总容量中需要配置一定容量的变速抽水蓄能机组，以进一步提高电力系统对风光新能源的调节适应能力。同时，变速抽水蓄能装备研制及应用是国家能源战略发展和关键技术突破的需要，采用可变速抽水蓄能机组可以实现发电运行和抽水运行两种状态的宽负荷功率调节，具有快速系统响应速度，使水轮机在任意水头和负荷时始终保持在最佳转速运行，并保持效率最优，对电力系统稳定运行起到重要作用。
同时抽水蓄能变速机组可以解决常规定速机组在水泵工况下不能调节输入功率的问题，更加灵活可控，能够适应大规模新能源接入的电力系统调节需求，能够有效促进间歇性的风电光伏发电的消纳利用。
但目前国内抽水蓄能变速机组仍处于关键技术研发试验阶段，为了落实总书记关于核心技术必须牢牢掌握在自己手中的号召，建议国家层面牵头，组织哈电、东电联合国家电网、南方电网和相关高校等联合加快变速机组关键技术研发、试验，尽快实现30万kW及以上的变速抽水蓄能机组国产化。
建议可从如下几方面着手突破研制大型可变速抽水蓄能机组的技术瓶颈：首先，提高无取向电工钢研制水平。大型可变速抽水蓄能机组设备对机组效率要求较高，随着抽水蓄能快速增长，将拉动高牌号无取向电工钢需求，需要深入研究。其次，要投入较多科研力量攻关解决转子铁心端伸出部分绕组的防护结构。再次，在大型可变速抽水蓄能机组设备这种大惯量、复杂水力条件和电气性能要求下的运行性能设计，需要集电磁、水力、电力电子、控制系统等多方面的技术来完成系统的综合设计。
同时，在大型可变速抽水蓄能机组推广应用上，建议国家出台指导意见，推进示范项目和工程，立项开展关键技术研发与标准制定，将先进适用的科技创新成果融入标准，促进国产技术落地。进一步完善相关支持政策，支持水风光蓄一体化、核蓄一体化、风光蓄多能互补基地等新业态发展，推动大型可变速抽水蓄能机组应用。
加强项目前期工作规范管理
建议国家发改委牵头制定抽水蓄能电站前期工作管理办法，规范前期工作程序，规避有的业主单位为了抢进度在预可行性研究完成后，就进行项目核准。同时，重视规划滚动调整工作，密切跟踪各省市抽水蓄能规划滚动调整进展，寻求调整规划提前实施的机会，积极争取调整开发顺序，优先安排成熟项目进入核准开发程序。
注重抽蓄项目与当地新能源和电网的协同发展
各省市抽水蓄能项目实施方案与该地区的光伏、风电发展实施方案直接相关，由于抽水蓄能电站从前期准备到建成需要6至8年，因此，在筹备阶段就需要加强抽蓄与新能源大基地一体化融合发展、与水电梯级融合创新、混合式抽蓄等方面的协调、研究和应用；在项目立项阶段就应加强抽蓄与其电网规划建设的协同，以确保抽蓄项目与其配套的电力送出工程同步规划、同步建设、同步投运。
积极寻求常规水电抽蓄改造潜力
我国水电资源丰富，利用已有的梯级水电天然的上下库和水工系统，寻求对常规梯级水电进行改建扩建，形成混合抽水蓄能电站，混合抽水蓄能电站建设周期短、投资小，适合与新能源进行互补联合发电，是未来抽水蓄能发展的重要方向之一。
除十三大水电流域外，中小水电星罗密布，分布在全国各地，建议加快探索对大中小常规水电站进行抽水蓄能改造，不仅可节省投资、提高现有输电网络利用率，而且有利于“水风光储”一体化开发利用。特别是对其中有条件的中小水电站进行抽蓄功能的改造，将有助于未来我国分布式可再生能源的发展，且可以解决枯水季无发电功能的问题。
“水风光储”一体化开发将成为推动能源转型发展的重要路径
未来大型水电开发潜力主要在西藏，伴随着新能源大规模开发，国内外大量实践已充分证明，“水风光储”互补发电的优势明显、水风光三种资源的发电峰值自然分布互补性较好，水库周边也往往具有较大空间，可布局建设“风光”项目。
同时，“水风光储”一体化开发还可以解决仅开发抽水蓄能项目容量电价矛盾难以疏导、投资回报率极低的问题。建议将流域“水风光储”一体化开发项目纳入区域和国家整体社会经济和电力发展规划，依托大电网，充分发挥“水风光储”互补优势，大渡河流域和雅砻江流域正在推进“水风光储”一体化开发正是践行这一理念。
寻求与设计单位联合开发
在抽蓄项目竞配或者开发过程中，第三方设计院的作用非常大，其设计院因为前期参与编制各省抽蓄规划方案（甚至是招标文件），充分了解各项目基本情况以及全省经济、电力发展情况，对项目建设时序和政府决策机制也有一定认知，其作用仅仅是技术支持、项目勘察和可行性研究等方面，在资源获取阶段就应成为重要合作伙伴，为项目顺利取得开发权奠定基础。
寻找地理地质条件好、经济发达、对电价敏感度低的区域优先开发
地理地质条件是决定抽水蓄能技术经济指标的关键，如发电水头、距高比、综合效率等。由于抽水蓄能的买单对象最终仍是通过省级输配电价传导到市场用户来承担，会推高省内用能成本，所以在项目择优开发中，需要在系统调峰能力建设和经济用能成本之间寻找平衡，优先寻找经济发达、用电量大、对电价敏感度低的用户区域将是一个方向。
进一步提升抽水蓄能项目综合评价水平
鉴于抽水蓄能行业面临着巨大的发展机遇，对其进行综合评价研究具有重要的现实意义，应该对不同综合评价方法进行对比分析，根据主、客观权重分别选择合适的评价方法，注意对评价结果的对比；应该综合抽水蓄能各方面的因素，广泛收集电站数据，构建较为合适的综合评估模型；并结合抽水蓄能电站的预可研报告进行对比，对电站的建设、运行提出建设性意见。
同时，中小型抽水蓄能电站建设周期短、运行灵活、启动速度快、更容易在负荷中心布局的特点，大、中、小型抽蓄电站具有不同的作用和定位，抽水蓄能电站综合评价研究中，除了围绕大中型水电站进行评估之外，也应该要更多地关注中小型抽水蓄能电站的评估，促进中小型抽水蓄能的规划、建设和运营。
积极开展协同运行技术和运行方式策略的研究
加大“双碳”目标下电网水、风、光、储多源互补特性和协同运行技术研究，在保障电网安全前提下最大限度消纳清洁能源。在注重抽水蓄能建设的同时，同步开展其运行方式策略的研究与应用，充分发挥抽水蓄能在保障电网安全、灵活性的调节和清洁能源消纳方面的作用。
加快海水抽水蓄能电站的研发和应用
海水抽水蓄能电站与传统淡水抽水蓄能电站相比，具有选址方便、不需建设下库、水量充足、水位变化幅度小、有利于水泵水轮机稳定运行等优势；同时海水抽水蓄能可以建在火电、核电、海上风电等大型电源点附近或电力需求相对较大的沿海负荷中心附近，降低了输电成本；也可以建在远离能源基地、淡水资源匮乏的沿海地区和岛屿上，有利于电力系统灵活调峰和储能，对于能源结构的优化调整和实现双碳目标具有重要意义。
我国拥有广阔的海岸线（海岸线总长度3.26万公里，其中大陆海岸线1.84万公里，岛屿海岸线1.42万公里），海水资源丰富，开发海水抽水蓄能项目具有战略意义和较好的市场需求。
建议国家组织哈尔滨电气、东方电气联合国家电网、南方电网、国家能源集团和三峡集团等加快海水抽水蓄能机组国产化的进程，特别是其过流部件所需关键材料和防海水腐蚀技术、大型海水水泵水轮机的国产化进程。
建议对海水抽水蓄能电站材料腐蚀和选材的研究应注重建立可以模拟海水抽水蓄能电站真实运行工况的试验装置，综合考虑各种环境因素；研究材料在海水抽水蓄能运行工况下，特别是在长期服役期间的腐蚀行为和腐蚀机理，明确各种环境因素的综合作用；对材料的力学性能、耐蚀性能、价格、维护等方面进行综合性评价，制定海水抽水蓄能结构的选材原则和方法；发展适用于金属材料在海水抽水蓄能运行工况下的防腐技术等。
当前，抽水蓄能正站在新的战略起点上，未来，在其新的征途中，需要打破各种桎枯，避免穿新鞋、走老路。唯其如此，抽水蓄能才能站到有序、快速、健康发展的轨道上来。
