溯端竟委！探析抽水蓄能全生命周期
发布日期：2023/10/7
近几十年来，储能技术的研究和发展一直受到各国能源、交通、电力、电讯等部门的重视。
而抽水蓄能最早于19世纪90年代在意大利河瑞士得到应用，目前，全球共有超过90GW的抽水蓄能机组投入运行。
抽水蓄能的储存量非常大，其主要应用领域包括调峰填谷、调频、调相、紧急事故备用、黑启动和提供系统的备用容量，还可以提高系统中火电站和核电站的运行效率。
什么是抽水蓄能
抽水蓄能是一种储能技术，通过利用电力将水从低位抽升到高位，储存其潜在能量，当需要时再通过水轮机将水下泄，释放出储存的能量来发电。
抽水蓄能由上水池和下水池组成，两者之间通过水泵和水轮机相连。在电力供应过剩的低负荷时段，电力系统将电力利用水泵将水从下水池抽升到上水池，将电能转化为潜在能量储存。
在电力需求高峰期，通过打开水轮机，水从上水池下泄到下水池，通过水轮机将潜在能量转化为机械能，再经过发电机发电，将水能转化为电能。抽水蓄能技术具有很高的储能效率和快速调峰能力，可以在电网负荷波动较大的情况下迅速调节电力供需平衡，提供稳定可靠的电力输出。
抽水蓄能的经济效益如何体现
抽水蓄能的投资成本一般比较高，需要建设水库、水泵、水轮发电机组等，但是在各项储能技术中，抽水蓄能目前仍然是度电成本较低的一种储能方式。
综合调研数据获知，目前抽水蓄能电站的投资成本为60～64亿元/GW，抽水蓄能的系统能量成本为120～170 万元/(MW·h)
抽水蓄能的收益体现：
能源调峰收益：抽水蓄能技术能够灵活地调节电力供需平衡，通过在低峰时段利用多余电力进行抽水储能，然后在高峰时段释放水能发电，实现能源调峰。利用电力市场的差价，将低价电能购买用于抽水，然后在高价电能销售时段发电，获得收益。
高效能转换：抽水蓄能技术的能量转换效率较高，通常达到70%以上。在电力发电过程中，水能转化为电能的效率相对较高，能够有效地利用水资源和电能。
环境效益：抽水蓄能技术是一种可再生能源储能形式，与传统的燃煤发电相比，其排放减少，对环境的影响较小。通过调节电力系统的负荷平衡，提高电力系统的稳定性和可靠性。
长寿命和低维护成本：抽水蓄能系统的寿命较长，通常可达到50年以上。并且，抽水蓄能系统的运行维护成本相对较低，主要包括定期巡检、设备维护和水库管理等方面。
抽水蓄能的全生命周期
初次投资：抽水蓄能系统的全生命周期首先涉及初次投资，即土建成本，包括水电站和水库的建设、水轮机和发电设备的设计、施工和改建成本，其金额与储能系统成本比值约为3%～10%。
这些投资包括土地购置、工程建设、设备采购和安装等费用。
运营和维护：在抽水蓄能系统的运营期间，需要进行定期的设备维护、巡视和保养，以确保系统的正常运行。
储能电站的运维成本主要包括: 保障储能电站在服役期间正常运行需要投入的燃料动力费、维护保养费、零部件更换费、折旧费、人工费以及部分储能器件的重置费用。
替换和升级：随着抽水蓄能系统的使用寿命，某些设备可能需要进行替换或升级。这包括水轮机、发电设备等的更换和升级等费用。除此之外，可能还包括资产评估费、资产清理费、拆解运输费以及回收再生处理费用等。
充电成本：抽水蓄能系统在充电过程中需要消耗一定的电能。充电成本涉及到购买和消耗电能的成本，包括电能购买费用和输电损耗等。
回收成本：在抽水蓄能系统的退役阶段，需要进行设备的拆除、处理和环境恢复等工作。回收成本涉及到设备拆除、处理和环境恢复等费用。
通过对抽水蓄能系统的全生命周期成本进行分析和量化，可以评估每单位放电电量的成本效益，有助于经济性分析和决策评估。
来源：抽水蓄能与储能技术交流
