​“十四五”亟待发掘我国水电的储能潜力

即将开局的“十四五”将是我国能源电力行业发生巨变的五年。根据习主席在联合国大会上的新承诺，我国要在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。并承诺我国2030年的风电和太阳能发电（下称：风、光）装机将达到12亿kW以上。

我国当前的风、光装机总共才4亿多kW。然而，为满足这4亿多风、光装机的入网，我国现有除风、光外的16亿装机（11亿煤电）几乎都要为风电光伏的入网，提供调峰服务保障。接下来十年，风、光的装机要增加近两倍，然而，相应其它各类电源都不可能再增加同样的规模。此外，根据研究预测，如我国要如期实现碳中和，2050年我国的风、光装机，必须要超过50亿kW。因此，满足如此大规模的风、光装机的入网需要，我们必须要从现在起就大力发展，专门作为储能用的抽水蓄能和化学储能电源。

然而，到目前为止，我们的储能资源，远不能满足如此巨大的需求。据了解，我国抽水蓄能的资源总量有限，化学储能的安全性、经济性都还难以满足大规模应用的需要。不过，未来我国的常规水电除了可以发挥好当前的电源作用之外，还可以在为风、光的入网提供保障方面，发掘出巨大的储能潜力。

1、增加常规水电站的蓄能功能

常规的水电站增加了水泵的抽水功能之后（同时适当的扩机），就变成了既可以作为正常发电的水电站，也可以作为蓄能电站使用的混合电站。目前我国现有的大多数水电站，尤其是梯级开发的几乎都可以通过适当的改造，成为水电加抽水蓄能的混合电站。特别是我国还有大量的分布在全国各地的小水电。如果对其中有条件的，也进行加装抽蓄功能的改造，将非常有助于未来我国分布式可再生能源的发展。尤其是枯水的冬季，很多水电站由于水量太少，几乎失去了发电功能。但如果进行了抽水蓄能改造，即使是在枯水的季节，仍可以发挥蓄能电站的作用。

2、开发水电站电解水制氢技术

目前大规模的化学储能主要有成本和安全两方面的问题。相比较而言，更有前景的似乎是氢能储能，因为氢能目前的问题只是成本。然而，水电在制氢方面具有很大的优势。根据现有技术，水电制氢的成本还是相对较低的，大约与天然气制氢处于同一水平，（仅略高于煤气化制氢，但煤制氢的碳排放量非常巨大）。此外，根据业内预测，未来十年电解水制氢的成本，还将有约40%的下降空间。因此，如常规水电站能在汛期采用弃水电量制氢，其经济、合理性将是勿容置疑的。此外，若常规水电站能实现其丰水期制氢的储能方式，则可以与其在枯水期的抽水蓄储能作用，形成很好的互补关系。全天候的为电网的稳定运行提供保障。

3、构建水、风、光、储互补发电系统

国内外大量的实践已经证明，水、风、光互补发电的优势非常巨大。不仅水、风、光三种资源的发电峰值自然分布互补性比较好，而且水库周边也往往具有较大的空间，可供风、光装机。如果再加上水电站的蓄能改造和水电制氢储能，形成以水电资源为中心的水、风、光、储四位一体的可再生能源发电系统，将大幅度的提高我国可再生能源发电的规模和利用水平。不仅我国的一些大型的水电基地，可支撑起大电网的用电负荷。甚至围绕一些小水电站，也能形成可靠的分布式可再生能源发电子系统，满足周围区域的用电需求。

总之，“十四五”期间，我国水电行业亟需突破和发掘与水电有关的储能技术。要知道，正因为自然界中有了水电这种特殊性的可再生能源的存在，目前国内外众多的能源研究机构才敢断言说：各国在2050年实现100%由可再生能源供电，无论是在技术上、还是经济上，都是可行的。

来源：中国水力发电工程学会

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