양수발전소(PHS) 시장 규모, 점유율 및 산업 분석, 유형별(개방 루프 및 폐쇄 루프), 용량별(500MW 미만, 500~1000MW, 1000MW 이상) 및 지역 예측(2024~2032년)

2023년 전 세계 PHS(Pumped Hydro Storage) 시장 규모는 459억 5천만 달러로 평가되었습니다. 시장은 2024년 483억 3천만 달러에서 2032년까지 1,290억 1천만 달러로 성장하여 예측 기간 동안 CAGR 13.06%를 기록할 것으로 예상됩니다. 기간.

PHS(양수 저장 장치) 또는 PSH(양수 저장 장치) 발전소는 전력 및 전기 가격이 낮을 때 상부 저수지로 물을 펌핑하고 부하가 높고 전기 가격이 높을 때 터빈을 통해 물을 하부 저수지로 다시 방출합니다. 더 높습니다. PHS는 그리드 시스템의 수요와 공급 균형을 맞추는 데 기여하고 풍력, 태양광 등 다양한 재생 에너지원을 통합하는 데 도움이 되는 유연한 형태의 에너지 저장 기술입니다.

COVID-19 대유행이 발전 및 배전과 관련된 모든 산업을 방해했기 때문에 시장에 미치는 영향은 보통이었습니다. 전염병으로 인한 노동력 및 원자재 부족으로 인해 건설 일정이 지연되어 프로젝트가 지연되고 비용이 초과되었습니다. 경기 침체는 양수 저장 프로젝트에 대한 투자에 영향을 미쳤고 수요 역학의 변화는 이러한 프로젝트의 비즈니스에 영향을 미쳐 잠재적으로 프로젝트 실행 가능성에 대한 재평가로 이어졌습니다. 따라서 코로나19는 글로벌 PHS 시장에 부정적인 영향을 미쳤습니다.

양수발전소(PHS) 시장 동향

효율성 향상을 위한 기존 PHS 플랜트의 현대화가 현재 시장 추세입니다

세계 시장의 현재 추세에는 수력 인프라 현대화, 기존 시설에 숨겨진 수력 에너지 저장 잠재력 활용, 기후 변화에 대한 유연성과 회복력 향상, 디지털 및 완화 조치 구현이 포함됩니다. 양수 저장 장치는 물 관리를 강화하기 위해 기존 저수지와 호수의 운영을 보완하기 위해 활용되고 있습니다. 수소 생성, 수력 저장소의 부유형 태양광 발전, 배터리와의 하이브리드화, 폐열 회수 등 다른 에너지 기술을 수력 발전소에 통합하기 위한 새로운 방법이 연구되고 있습니다. 해양(조력 및 파도) 발전소는 수력 발전 부문에서 개조된 터빈을 사용합니다.

또한 새로운 개발은 양수 수력 발전 과정을 최적화하는 데 도움이 되고 있으며 투자와 환경 허가는 새로운 프로젝트를 시작하는 데 도움이 되고 있습니다. 2023년 2월, Hitachi Energy는 양수식 수력 저장 애플리케이션에 모듈식 다단계 기술을 사용하는 세계 최초의 정적 주파수 변환기 솔루션을 완성했습니다. 새로 개발된 이 기술은 오스트리아 발전기 Verbund에 넘겨졌으며, 이를 통해 45년 된 PHS 공장은 두 개의 펌프-터빈 장치를 기존의 고정 속도에서 가변 속도 작동으로 전환할 수 있었습니다. 이 펌프 터빈은 전력망 상태와 저수지 수위에 따라 속도를 자동으로 조정하여 PHS 프로세스의 효율성을 높이고 오스트리아 전력망의 균형을 맞추는 데 도움이 됩니다.

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PHS(양수 발전) 시장 성장 요인

간헐적 전원 공급 시스템의 전력망 안정성 및 탄력성에 대한 요구 사항 증가

전력망 내에서 발전과 소비의 균형을 유지하기 위해 전력 부문의 새로운 단계에 대한 요구 사항이 증가했습니다. 전력망 시스템을 안정적으로 유지하려면 전 세계적으로 전력 수요가 증가함에 따라 전압 및 주파수 교란의 변동성에 대응해야 합니다. 국제에너지기구(IEA)는 2040년 말까지 전 세계 전력 수요가 60% 증가할 것으로 예상했는데, 그중 개발도상국이 상당한 비중을 차지할 것으로 예상된다. 아시아 태평양 지역은 전 세계 에너지의 46%를 소비할 것으로 예상됩니다. 선진국에서는 다양한 기업의 디지털 및 데이터 기술 활용 증가로 인해 2040년까지 수요가 약 30% 증가할 것으로 예상됩니다. 발전 시장은 경제의 디지털화 증가, 전기 자동차(EV).

전력망 운영업체와 정부는 변동하는 공급량과 수요 변동의 균형을 맞추기 위해 계속해서 대안을 모색하고 있습니다. 전력 공급원과 공급의 일관되고 꾸준한 균형을 보장하려면 전력망 운영자의 새로운 개념과 개발이 필수적입니다. 양수 저장 장치는 전력망에서 수요와 공급의 균형을 맞추고 풍력 및 태양광 발전 시스템과 같은 다양한 재생 에너지원을 통합하는 데 도움이 되는 유연한 자원입니다. 높은 수준의 운영 유연성으로 인해 PHS 장치는 그리드 운영을 지원하기 위해 이러한 많은 보조 서비스를 제공합니다.

PHS의 기술 발전과 결합된 에너지 전환 정책

전 세계 재생 에너지 용량을 가속화하기 위한 중요한 조치로 각국 정부는 양수 저장 프로젝트 시운전을 신속하게 진행하기 위한 몇 가지 이니셔티브를 도입했습니다. 공동 노력을 통해 몇 가지 중요한 조치가 구현되었습니다. 예를 들어, 2022년 12월 유럽연합 집행위원회는 핀란드의 75MW/530MWh 양수에너지 저장장치(PHES) 개발을 위해 2,750만 달러 상당의 국가 지원을 승인했습니다. PHS 공장을 위한 EU의 최신 에너지 저장 시스템 지원입니다.

중국 정부는 국가의 수력 발전 용량을 확대하기 위해 오랫동안 노력해 왔습니다. 제13차 5개년 계획에서는 2020년 말까지 수력 발전 용량 380GW, 2025년까지 PHS를 포함해 수력 발전 용량 470GW를 목표로 삼았습니다. 아시아 태평양 지역에서는 최대 부하를 충족하고 태양열 및 풍력 발전을 전력망에 통합하는 기술의 잠재력으로 인해 양수 발전이 급속히 확장되고 있습니다. 2021년 미국 에너지청(NEA)은 2035년까지 양수 저장 용량을 2025년까지 62GW, 2030년까지 120GW로 두 배로 늘리는 중장기 개발 계획을 발표했습니다. 또한, 2024년에는 미국 에너지부(DOE) 수력 기술 사무소(WPTO)는 수력 발전 개발자, 시스템 운영자, 유틸리티 및 수력 하이브리드 및 PHS 개발을 위한 기타 이해관계자. DOE 국립 연구소의 이러한 기술 지원은 잠재적 프로젝트에 관한 이해관계자의 결정을 지원하는 것을 목표로 합니다.

기술 발전과 과학 출판물 측면에서 유럽은 중국에 이어 수력 발전 지식 생산 부문에서 2위를 차지하고 있습니다. EU와 미국은 각각 세계에서 가장 혁신적인 수력발전 기업의 약 28%를 보유하고 있습니다. EU는 2020년까지 전 세계적으로 모든 고부가가치 발명품의 33%를 보유했으며, 독일, 프랑스, ​​폴란드가 주요 기여국입니다. 중국이 주요 특허 선두국임에도 불구하고 유럽연합, 일본, 한국은 미국과 비슷하고 약간 더 나은 성과를 보이고 있습니다. 이러한 연구 연구와 정부 지원으로 인해 주요 업체들은 양수 저장 장치(PHS)를 주도하는 PHS에 투자하도록 촉발되고 있습니다. 시장 점유율.

제약 요인

저수지의 높은 설치 비용과 제한된 토지 가용성은 시장을 방해하고 있습니다

양수 저장 장치의 개발은 각 프로젝트에 맞게 특별히 맞춤화되는 까다롭고 복잡한 프로세스입니다. PHS 시설을 유지하는 것은 장기적으로 상대적으로 비용 효과적인 반면, 양수 저장 프로젝트는 설치 비용이 높습니다. 다른 대규모 저탄소 인프라와 마찬가지로 PHS의 수명 비용 중 상당 부분은 높은 초기 자본을 사용하여 건설하는 동안 발생합니다. 이로 인해 투자자들은 기술이 매우 비용 효율적이고 지속 가능하더라도 투자를 꺼립니다. 정부는 장기적인 수익과 에너지 생성을 위해 초기 PHS 플랜트, 사업 또는 수직적으로 통합된 유틸리티를 개발했습니다. 그러나 이제 투자자들은 PHS 자산의 긴 수명 동안 어떤 수익원을 이용할 수 있는지 고려하기가 어렵습니다. 라이센스 기간의 불확실성이나 긴 투자 회수 기간으로 인해 이러한 장기 프로젝트에 자금을 조달하는 데 동의하는 조직이나 개인 투자자는 거의 없습니다.

게다가 충분히 크고 저수지, 시설 및 기타 모든 요구 사항에 적합한 지형을 갖춘 적합한 토지는 대규모 전력 수요를 충족하는 데 어려움을 겪을 수 있습니다. 현재 상황에서 토지 취득과 함께 광범위한 침수는 토지 집약적 프로젝트 건설에 중요한 제약이 되었습니다. 모든 PHS 프로젝트에는 기본적으로 상부 저수지와 하부 저수지라는 두 개의 저수지가 필요하며, 이는 양수 프로젝트 설치 시 다양한 혁신적인 조합도 고려된다는 사실을 의미합니다. 그러나 PHS의 경우 에너지 차익거래로 인한 수익을 정확하게 예측하기가 어려워지고, 제공되는 많은 보조 서비스가 여전히 많은 시장에서 적절하게 상환되지 않습니다. 이는 개발자가 추가 수익원을 확보하는 능력을 제한할 수 있습니다. 이러한 요인들은 예측 기간 동안 양수발전소(PHS) 시장 성장을 방해할 것으로 예상됩니다.

PHS(양수 발전) 시장 세분화 분석

type 분석 결과

저렴한 비용과 간편한 설치 프로세스로 인해 개방형 루프가 시장을 장악

type를 기준으로 글로벌 시장은 개방형 루프와 폐쇄형 루프로 구분됩니다.

선진국과 개발도상국 모두의 중요한 프로젝트가 개방형 루프이기 때문에 개방형 부문은 시장의 주요 점유율을 차지합니다. 또한 이러한 프로젝트는 비용이 저렴하고 설치 프로세스가 쉽습니다. 개방형 PHS 프로젝트에는 상부 또는 하부 저수지가 있으며 자연적으로 흐르는 물과 지속적으로 연결됩니다. 이러한 경우 펌핑 기능이 없는 저장 수력 발전 시설에서 볼 수 있듯이 펌핑 없이도 전기를 생산할 수 있습니다. 현재 개방형 루프 시스템은 포르투갈의 Vilarinho das Furnas 프로젝트와 같이 에너지 저장 측면에서 100GWh를 초과할 수도 있습니다. 중국에서 건설 중인 3,600MW 규모의 Fengning 양수 저장 프로젝트는 2025년에 완료되면 세계 최대 규모가 될 것입니다.

폐쇄형 PHS 발전소에는 강이나 호수 등 자연적으로 흐르는 물과 항상 연결되어 있지 않은 저수지가 있습니다. 폐쇄 루프 플랜트는 더 많은 부지 선정 유연성을 허용하며 폐쇄 루프 PHS의 본질적인 장점은 환경에 미치는 영향이 일반적으로 낮다는 것입니다. 수많은 폐쇄 루프 양수 수력 발전소가 계획 및 개발 중이기 때문에 예측 기간 동안 이러한 발전소의 수는 증가할 것으로 예상됩니다. 폐쇄 루프 시스템은 수요가 가장 많은 기간에 견고하고 유연한 에너지를 공급하기 전에 인근 태양광 프로젝트에서 생성된 전기를 사용하여 낮 동안 물을 위로 펌핑함으로써 이점을 얻을 수 있습니다.

용량 분석별

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더 높은 에너지 저장 용량으로 인해 1,000MW 이상의 용량이 시장을 장악

용량을 기준으로 글로벌 시장은 500MW 미만, 500~1000MW, 1000MW 이상으로 분류됩니다.

1000MW 이상의 PHS 발전소는 전 세계적으로 대규모 에너지 프로젝트에 필요한 막대한 에너지 저장 용량 요구 사항으로 인해 용량 기준으로 시장을 선도하는 부문입니다. 1,000MW 이상의 용량을 갖춘 양수 저장 플랜트는 더 높은 에너지 저장 기능을 제공하며 이를 통해 전력망 안정성을 제공하고 피크 수요 요구 사항을 충족하는 데 중요한 역할을 할 수 있습니다. 이러한 발전소는 필수적인 전력망 밸런싱 서비스와 간헐적인 재생 에너지 공급원의 통합을 제공하는 데 매우 적합합니다. , 그리드 시스템에 태양열 및 풍력과 같은. 대규모 PHS 프로젝트의 초기 자본 비용은 상당하지만 규모의 경제를 달성할 수 있어 소규모 설치에 비해 저장 에너지 단위당 비용이 더 낮습니다. 이를 통해 특히 중요한 유틸리티 규모 프로젝트의 에너지 저장 요구 사항을 충족할 때 장기적으로 비용 효율성을 높일 수 있습니다.

500MW 미만 용량 부문은 현장 가용성과 PHS 플랜트 설치 및 유지 관리의 경제적 타당성으로 인해 시장에서 두 번째로 높은 점유율을 차지합니다. 대규모 양수 저장 플랜트를 건설하려면 상당한 투자와 적절한 지리적 조건이 필요합니다. 500MW 미만의 프로젝트는 대규모 설비에 비해 개발하기에 더 경제적으로 실행 가능한 경우가 많습니다. PHS 플랜트에 적합한 부지를 식별하려면 수원에 대한 접근, 고도 차이, 토지 가용성과 같은 특정 지리적 요구 사항이 필요합니다. 이러한 기준을 충족하고 더 큰 용량을 수용할 수 있는 사이트는 제한되어 있습니다.

500~1000MW 부문은 소규모 설치에 비해 더 큰 에너지 저장 용량을 제공합니다. 전 세계적으로 에너지 수요가 증가하면서 이 부문의 성장이 촉진되고 있습니다. 발전소의 용량이 증가하면 더 많은 양의 에너지를 저장하고 방출할 수 있어 더욱 중요한 그리드 안정성과 신뢰성을 제공할 수 있습니다. 또한 이 용량 범위를 갖춘 발전소는 주파수 조정, 전압 제어 및 블랙 스타트 기능과 같은 필수 그리드 지원 서비스를 제공할 수 있습니다. 이는 결국 특히 대규모 전력 시스템에서 공급과 수요 변동의 균형을 맞추는 데 중요한 역할을 합니다.

지역적 통찰력

양수발전소(PHS) 시장은 북미, 유럽, 아시아 태평양, 라틴 아메리카, 중동 및 아프리카 등 5개 주요 지역에 걸쳐 지리적으로 연구되었습니다.

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북미 국가, 특히 미국은 PHS의 중요한 시장입니다. 이 지역에는 기존 양수 시설이 여러 개 있으며 전력망 안정성을 강화하고 재생 에너지 통합을 지원하기 위한 새로운 프로젝트에 투자하고 있습니다.

유럽은 노르웨이, 스위스, 오스트리아가 상당한 용량을 갖춘 대규모 프로젝트를 수립하는 등 양수 수력 저장에 대한 오랜 역사를 가지고 있습니다. 더욱이, 이 지역의 많은 국가에서는 재생 가능 에너지원으로의 전환을 지원하기 위해 기존 시설을 업그레이드하고 새로운 시설을 건설하는 데 투자하고 있습니다.

중국, 일본, 호주가 주도하는 아시아 태평양 지역은 시장에서 급속한 성장을 경험하고 있습니다. 특히 중국은 재생에너지 확대 계획의 일환으로 양수발전 프로젝트에 상당한 투자를 해왔습니다. 세계에서 가장 중요한 PHS 프로젝트 중 일부는 내년에 중국에 집중될 예정입니다.

라틴 아메리카에서는 브라질과 칠레도 재생 에너지를 그리드에 통합하고 에너지 안보를 강화하기 위해 양수 저장 장치를 모색하고 있습니다.

중동 및 아프리카에서 PHS 시장은 다른 시장에 비해 상대적으로 작으며 양수 기술을 활용하여 재생 에너지 배치를 지원하고 전력 접근 문제를 해결하는 데 대한 관심이 높아지고 있습니다.

주요 산업 플레이어

경쟁 환경은 대규모 회사와 인프라 기업이 지배하고 있습니다

전 세계 양수 저장 시장의 경쟁 환경은 매우 세분화되어 있으며, 대규모 및 일부 중간 규모의 지역 플레이어가 가치 사슬 전반에 걸쳐 지역 및 국가 수준에서 광범위한 제품을 제공하고 있습니다. 기업들은 플랜트 효율성을 개선하고 증가하는 에너지 수요에 대한 미래 요구 사항을 충족하기 위해 PHS 혁신을 위한 R&D를 늘리는 데 주력하고 있습니다.

상위 목록 양수발전소(PHS) 회사:

• ANDRITZ AG(오스트리아)


• Siemens AG(독일)


• Enel SpA(이탈리아)


• Duke Energy Co.(미국)


• Voith GmbH & Co. KGaA(독일)


• GE Vernova(미국)


• 중국전력건설공사(중국)


• 토렌트 파워(인도)


• ITC 홀딩스(미국)


• NextEra Energy, Inc.(미국)


• 중국에너지공정공사(중국)

주요 산업 발전:

• 2024년 4월: ANDRITZ는 스코틀랜드의 Cruachan 양수 발전소를 업그레이드할 계획을 발표했습니다. 회사는 필수 주 흡입 밸브와 함께 펌프 터빈과 모터 발전기로 구성된 두 개의 새로운 발전 장치를 공급할 예정입니다. 이 현대화 프로젝트의 목표는 전력 출력을 40MW 증가시켜 총 480MW에 달하는 것입니다.


• 2023년 4월: Ignitis Gamyba는 리투아니아의 Kruonis 양수 저장 공장을 확장하기 위해 Voith Hydro를 고용했습니다. 체결된 계약은 110MW 출력의 매우 유연한 펌프-터빈 장치 설치를 위해 1억 6,200만 달러 규모였습니다.


• 2022년 9월: Greenko MP01 IREP Private Limited는 인도 마디아프라데시에서 열리는 1,440MW 규모의 Gandhi Sagar 양수 저장 프로젝트의 전기 기계 작업을 위해 ANDRITZ를 참여시켰습니다. 이 계약에는 7개의 가역 펌프 장치(240MW 장치 5개와 120MW 장치 2개), 주 흡입 밸브 및 관련 보조 장치의 설계, 제조, 공급, 테스트 및 시운전이 포함되었습니다.


• 2022년 5월: Voith Hydro는 중국 Changlongshan 역에 상업용 운영을 위해 세계 최초의 600r/min 펌핑 저장 장치를 설치했습니다. 2.1GW 스테이션에 6개의 장치가 설치되었으며, 1~4호기의 정격 속도는 500r/min입니다.


• 2021년 7월: Voith Hydro는 남아프리카에서 두 번째로 큰 양수 저장 시설인 Drakensberg 발전소의 현대화 작업을 완료했습니다. 이 회사는 Drakensberg 양수발전소의 노후 발전기의 설계, 설치 및 시운전 주문을 받았습니다.

보고서 범위

이 보고서는 시장에 대한 자세한 분석을 제공하고 주요 주요 플레이어, 제품 type 및 제품의 주요 응용 프로그램과 같은 중요한 측면에 중점을 둡니다. 또한 시장 동향에 대한 통찰력을 제공하고 중요한 산업 발전을 강조합니다. 위에서 언급한 요소 외에도 보고서에는 최근 몇 년간 시장 성장에 기여한 여러 요소가 포함되어 있습니다.

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