巴西能源礦業(yè)部下屬能源研究中心于2021年發(fā)布官方技術(shù)報告《抽水蓄能進(jìn)入巴西市場(chǎng)的挑戰》,小馬甲上一篇介紹了該技術(shù)報告的第一章引言部分,今晚帶來(lái)該報告第二章--世界抽水蓄能發(fā)展,看巴西官方對世界抽水蓄能發(fā)展如何理解。
第二章 世界抽水蓄能發(fā)展
2.1 歷史進(jìn)程
根據美國桑迪亞國家實(shí)驗室(Sandia National Laboratory)和國際水電協(xié)會(huì )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(shù)總容量的95%,而抽水蓄能裝機容量的77%主要集中在10個(gè)國家。
抽水蓄能電站在全球不同市場(chǎng)面臨著(zhù)不同的動(dòng)態(tài)環(huán)境因素,包括較其他可選方案而言它的技術(shù)和經(jīng)濟吸引力、電力結構不同所帶來(lái)的電網(wǎng)差異性需求、電力負荷情況、發(fā)電資源可用性、波動(dòng)性以及電網(wǎng)輸電能力。因此,抽水蓄能電站在全球各市場(chǎng)的發(fā)展和建設也是在不同的戰略和動(dòng)機之下進(jìn)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(cháng)是開(kāi)始于上世紀七十年代。當時(shí),日本、美國和法國在石油危機的推動(dòng)下大力發(fā)展核電,希望以此提高電力行業(yè)在面對化石燃料及其衍生物價(jià)格變動(dòng)時(shí)的適應能力。
在核電、煤電等其他非靈活性電源發(fā)展下,為了在電網(wǎng)負荷尖峰時(shí)增加系統供應能力,并為電網(wǎng)提供例如頻率控制和黑啟動(dòng)等輔助服務(wù),抽水蓄能電站在上述國家乘勢而生。
進(jìn)入2000年以來(lái),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(fā)展政策和激勵方案。伴隨著(zhù)發(fā)電成本的大大降低,推動(dòng)了風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電在能源結構中的發(fā)展。
但新型發(fā)電的能量來(lái)源具有短期波動(dòng)性和有限可預測性等特征顯著(zhù),抽水蓄能電站借此發(fā)揮了新的功能和運行方式,成為能源轉型過(guò)程中保證電能供應質(zhì)量和安全的重要手段。
這也再次激發(fā)了全球對新建抽水蓄能電站和實(shí)施儲能技術(shù)的興趣。
在美國,自2005年以來(lái),隨著(zhù)頁(yè)巖氣勘探和生產(chǎn)技術(shù)特別是水平鉆井和水力壓裂技術(shù)的進(jìn)步,天然氣產(chǎn)量迅速增加,產(chǎn)品價(jià)格下跌,促進(jìn)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(lái)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(jìn)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(jìn)行了擴容改造,單機發(fā)電容量至500MW,總裝機容量3003MW,排名美國第十大水電站,同時(shí)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。