國內(nèi)外抽水蓄能電站建設(shè)與運(yùn)營模式分析
邱麗靜
（能源情報(bào)研究中心）
抽水蓄能電站是技術(shù)成熟、運(yùn)行可靠且較為經(jīng)濟(jì)的調(diào)節(jié)電源和儲(chǔ)能電源，可有效促進(jìn)大規(guī)模風(fēng)電和太陽能發(fā)電入網(wǎng)消納，保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，是構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的重要組成部分。近年來，我國抽水蓄能電站在運(yùn)營和電價(jià)機(jī)制上問題不斷凸顯，電站電價(jià)政策尚待完善。從全球看，由于各國電力體制與電力市場進(jìn)展程度不一，對抽水蓄能電站運(yùn)營電價(jià)核定采用了不同的模式。本文總結(jié)國內(nèi)外抽水蓄能電站發(fā)展現(xiàn)狀，對比分析了中國、日本、英國、美國的不同運(yùn)營模式和電價(jià)機(jī)制，最后提出抽水蓄能電站在我國電力市場環(huán)境下的發(fā)展建議。
一、國內(nèi)外抽水蓄能電站發(fā)展現(xiàn)狀
（一）概況
抽水蓄能電站具備調(diào)峰填谷、調(diào)頻調(diào)相、事故備用和黑啟動(dòng)等多種功能，在電網(wǎng)負(fù)荷低谷時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為水的勢能儲(chǔ)存起來，負(fù)荷高峰時(shí)再將水能轉(zhuǎn)化為電能，是一項(xiàng)經(jīng)過不斷發(fā)展的成熟技術(shù)，能夠適應(yīng)不斷變化的電力系統(tǒng)的需求。抽水蓄能電站在國外已有一百多年的歷史，世界上首座抽水蓄能電站是1882年在瑞士建成的奈特拉電站。
抽水蓄能技術(shù)能夠與風(fēng)電、光伏技術(shù)有效結(jié)合，但由于缺乏政策支持及資金投入、初始成本高昂、建造時(shí)間長以及選址困難等因素，近年來全球抽水蓄能裝機(jī)增長十分緩慢。除中國外，自2014年以來，全球抽蓄裝機(jī)容量的同比增長率一直很低（見圖1）。2019年，中國抽水蓄能裝機(jī)增加了300兆瓦，同時(shí)也暫停了一些新的抽水蓄能項(xiàng)目。
數(shù)據(jù)來源：International Hydropower Association
圖1 2014～2019年各地區(qū)抽水蓄能裝機(jī)增長情況
國際水電協(xié)會(huì)（IHA）數(shù)據(jù)顯示，截至2019年底，全球抽水蓄能總裝機(jī)容量接近160吉瓦，占全球儲(chǔ)能裝機(jī)容量的94%以上，占電網(wǎng)級(jí)儲(chǔ)能的96%以上。大部分抽水蓄能設(shè)施在歐洲和亞洲運(yùn)營。其中，中國抽水蓄能裝機(jī)規(guī)模占世界總量的19%，居世界第一，其次是日本和美國（見圖2）。
數(shù)據(jù)來源：International Hydropower Association
圖2 2019年底全球抽水蓄能裝機(jī)情況
抽水蓄能是最具吸引力的靈活性方案之一，與其他形式的能源存儲(chǔ)相比，抽水蓄能具有較長的資產(chǎn)使用壽命、較低的使用壽命期總成本和不受原材料供應(yīng)影響等幾個(gè)明顯的優(yōu)勢。隨著越來越多的風(fēng)力和太陽能發(fā)電并網(wǎng)消納，抽水蓄能發(fā)電的作用更為突出。根據(jù)IHA發(fā)布的調(diào)查報(bào)告，到2025年，預(yù)計(jì)全球運(yùn)營357個(gè)抽水蓄能設(shè)施，總裝機(jī)容量達(dá)到164吉瓦，另有124個(gè)抽水蓄能設(shè)施處于建設(shè)中（正在建設(shè)、計(jì)劃中或宣布中）。到2030年，預(yù)計(jì)抽水蓄能設(shè)施裝機(jī)容量將增加50%，達(dá)到240吉瓦，其中中國有65個(gè)新項(xiàng)目，美國有19個(gè)，澳大利亞和印度尼西亞各有10個(gè)。
（二）主要國家抽蓄電站發(fā)展現(xiàn)狀
總體來看，目前國外在運(yùn)的抽水蓄能電站中，歐美80%以上是在上世紀(jì)60到90年代之間投產(chǎn)的，主要功能是配合核電運(yùn)行。本世紀(jì)以來，歐洲抽水蓄能的發(fā)展略有增長，主要為應(yīng)對上世紀(jì)90年代和本世紀(jì)初能源需求的增加，以及風(fēng)電、光伏等波動(dòng)性電源的高速發(fā)展。
●日本
日本作為一個(gè)島國，幾乎沒有與國際互聯(lián)的電網(wǎng)，而且其電力體制改革的步伐和進(jìn)度晚于歐美國家。在日本，電網(wǎng)充分利用抽水蓄能機(jī)組實(shí)現(xiàn)削峰填谷，抽水蓄能電站的調(diào)峰、調(diào)頻、填谷、緊急事故備用以及經(jīng)濟(jì)性蓄水等性能都得到了較好的發(fā)揮。截至2019年底，日本抽水蓄能裝機(jī)規(guī)模為27.6吉瓦，位居世界第二。目前，日本抽水蓄能電站裝機(jī)容量占其國內(nèi)發(fā)電總裝機(jī)容量的8%以上。
●英國
在英國的能源結(jié)構(gòu)中，抽水蓄能發(fā)電已有一百多年歷史，其技術(shù)成熟、經(jīng)濟(jì)且發(fā)電量大，是目前英國普遍應(yīng)用的儲(chǔ)能技術(shù)。英國燃?xì)怆娬救萘看?，是電網(wǎng)的主力調(diào)峰手段。抽水蓄能電站相對于燃?xì)怆娬救萘枯^小，主要承擔(dān)尖峰負(fù)荷、容量備用等任務(wù)。目前英國已經(jīng)形成發(fā)、售電市場全面競爭體制，已建成較為成熟的電力交易市場，因此其抽水蓄能電站無需被動(dòng)接受電網(wǎng)公司調(diào)度指令，可以自由參與市場交易競爭。
蘇格蘭的地形條件十分適合開發(fā)抽水蓄能項(xiàng)目，且負(fù)面影響很小，所以英國水電主要集中在蘇格蘭地區(qū)，但容量有限。隨著對可再生能源依賴性的日益增強(qiáng)，為確保電力供應(yīng)安全，英國對大容量儲(chǔ)能技術(shù)的需求也愈加迫切。
●美國
水電是美國最古老的可再生能源發(fā)電方式，水電發(fā)電占美國總發(fā)電量的6%以上。直到2019年，水電依然是美國年度可再生能源發(fā)電量的最大來源。美國大部分抽水蓄能電站建設(shè)于1960～1990年之間，仍在運(yùn)行的抽水蓄能電站中近一半建于上世紀(jì)70年代。截至2019年，全美43座抽水蓄能電站總裝機(jī)容量超過20吉瓦，儲(chǔ)能容量為553吉瓦時(shí)，占公用事業(yè)規(guī)模儲(chǔ)能容量的93%，占電能儲(chǔ)存的99%以上。
近幾年間，美國對抽水蓄能建設(shè)的興趣顯著增長。2020年1月，美國為3個(gè)2吉瓦的新抽水蓄能項(xiàng)目發(fā)放了許可證，另有22吉瓦的項(xiàng)目獲得了初步許可。如今，美國多個(gè)州正在關(guān)注發(fā)展抽水蓄能的可能性，2026年前加州將新增約1吉瓦的抽水蓄能或類似的長期儲(chǔ)能資源。此外，美國抽水蓄能電站的地域范圍也在不斷擴(kuò)大，賓夕法尼亞州、弗吉尼亞州、懷俄明州、俄克拉荷馬州、俄亥俄州、紐約州都在探索新項(xiàng)目。美國能源部一項(xiàng)研究顯示，根據(jù)可再生能源發(fā)電增長趨勢，到本世紀(jì)中葉，美國水電裝機(jī)容量有望從2015年的101吉瓦增長到近150吉瓦，其中新增抽水蓄能容量為36吉瓦。美國抽水蓄能需求不斷增加的同時(shí)，也面臨一些問題，如新建抽蓄電站如何獲得長期貸款，以支付高昂的前期投資等。
●中國
與歐美、日本等發(fā)達(dá)地區(qū)和國家相比，中國抽水蓄能發(fā)展起步較晚，國內(nèi)第一臺(tái)抽水蓄能電站河北崗南水電站于1968年建成投產(chǎn)。經(jīng)歷50多年的發(fā)展，基于大型水電建設(shè)所積累的技術(shù)和工程經(jīng)驗(yàn)，中國已經(jīng)積累了豐富的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)也掌握了先進(jìn)的機(jī)組制造技術(shù)。目前，中國已經(jīng)建成潘家口、十三陵、天荒坪、泰安、宜興等一批大型抽水蓄能電站。這些大型抽水蓄能電站采用的高水頭、高轉(zhuǎn)速、大容量可逆式機(jī)組，達(dá)到世界先進(jìn)水平。
目前世界在建裝機(jī)容量最大的抽水蓄能電站為中國河北豐寧抽水蓄能電站，裝機(jī)容量360萬千瓦，對比三峽電站2250萬千瓦的裝機(jī)，豐寧電站相當(dāng)于六分之一個(gè)三峽電站。該電站首臺(tái)機(jī)組計(jì)劃于2022年投產(chǎn)發(fā)電。截至2020年底，中國抽水蓄能裝機(jī)容量約3100萬千瓦，居世界第一。
中國“十四五”規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要明確提出，要“加快抽水蓄能電站建設(shè)和新型儲(chǔ)能技術(shù)規(guī)模化應(yīng)用”；中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第九次會(huì)議強(qiáng)調(diào)要“構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)”，更是為抽蓄如何服務(wù)碳達(dá)峰、碳中和錨定了全新發(fā)展方位；2021年能源工作指導(dǎo)意見明確提出，開展全國新一輪抽水蓄能中長期規(guī)劃，穩(wěn)步有序推進(jìn)儲(chǔ)能項(xiàng)目試驗(yàn)示范......未來在碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的引領(lǐng)下，中國抽水蓄能建設(shè)步伐還將進(jìn)一步加快，發(fā)展前景十分廣闊。特別是國家發(fā)展改革委發(fā)布的《關(guān)于進(jìn)一步完善抽水蓄能價(jià)格形成機(jī)制的意見》（發(fā)改價(jià)格〔2021〕633號(hào)）（簡稱“633號(hào)文”），在承接過往對抽水蓄能電站發(fā)展的相關(guān)政策基礎(chǔ)上，解決了長久以來影響抽水蓄能行業(yè)發(fā)展的容量電費(fèi)疏導(dǎo)問題，進(jìn)一步理順了抽水蓄能電價(jià)形成和疏導(dǎo)機(jī)制，提出建立與電力市場建設(shè)發(fā)展相銜接的機(jī)制。同時(shí)，國內(nèi)兩大電網(wǎng)積極推進(jìn)抽水蓄能項(xiàng)目建設(shè)。國家電網(wǎng)“十四五”期間將新增超1000億元抽水蓄能電站投資以及新增開工2000萬千瓦以上抽水蓄能電站。從河北易縣項(xiàng)目到山西垣曲項(xiàng)目，國家電網(wǎng)抽水蓄能項(xiàng)目正在加速重啟。南方電網(wǎng)也宣布將持續(xù)大力發(fā)展中、小型抽水蓄能及儲(chǔ)能建設(shè)，全面布局、梯次推進(jìn)，確保抽水蓄能及儲(chǔ)能呈梯隊(duì)發(fā)展。
二、國內(nèi)外抽水蓄能電站電價(jià)機(jī)制及效益
全球抽水蓄能電站中約85%的電站采用內(nèi)部核算制（電網(wǎng)統(tǒng)一經(jīng)營）或租賃制形式解決投資回報(bào)問題，采用內(nèi)部核算制的主要有法國、日本以及美國的一些州，其沒有獨(dú)立的抽水蓄能電價(jià)。租賃制形式是由第三方投資，由電網(wǎng)來租賃，相關(guān)費(fèi)用納入電網(wǎng)統(tǒng)一核算，再通過銷售電價(jià)一并疏導(dǎo)。采用租賃制的電站大部分是電力體制改革之前建成的，由于歷史慣性，仍然沿用以前的方式來解決收益問題。日本有兩種情況，有的抽蓄電站由電網(wǎng)公司建設(shè)，也有一些由發(fā)電公司建設(shè)，采用租賃制，租給當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)公司，租賃費(fèi)作為電網(wǎng)公司成本的一部分，在銷售電價(jià)中疏導(dǎo)。其余15%的情況是抽蓄電站參與市場競爭，典型代表是英國和美國一些地區(qū)，但這些電站通過市場競爭來參與電能量和輔助服務(wù)市場獲得的收入僅占到收益的20%～30%，其他絕大部分還是通過補(bǔ)償?shù)姆绞将@取。
（一）內(nèi)部核算制
在電網(wǎng)統(tǒng)一經(jīng)營核算模式下，抽水蓄能電站的運(yùn)行成本以及合理回報(bào)等一并計(jì)入電網(wǎng)公司銷售電價(jià)中，通過銷售電價(jià)回收成本。部分國家和地區(qū)按照綜合經(jīng)濟(jì)效益最優(yōu)原則，安排抽水蓄能電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，與其他電源形成了很好的效益互補(bǔ)，如日本、法國以及美國的一些州，在這種情況下，抽水蓄能電站作為電網(wǎng)一個(gè)組成部分，類似其他輸變電資產(chǎn)，沒有單獨(dú)的電價(jià)。
日本電力公司是發(fā)、輸、配、售一體的體系結(jié)構(gòu)，其擁有大量發(fā)電資產(chǎn)，包括抽水蓄能電站。由于已按總資產(chǎn)核定了電力公司總收入，電站作為電力公司內(nèi)部下屬單位，實(shí)行的是內(nèi)部核算模式。東京電力公司實(shí)行內(nèi)部核算制，公司擁有裝機(jī)容量超過60吉瓦的電站，其中抽水蓄能電站6.8吉瓦。經(jīng)濟(jì)價(jià)值在電力公司內(nèi)部統(tǒng)一核算，抽水蓄能電站并沒有獨(dú)立的電價(jià)。
法國抽水蓄能電站由法國電力公司統(tǒng)一建設(shè)、管理、考核和使用。法國電力工業(yè)垂直一體化，抽水蓄能沒有單獨(dú)的電價(jià)，只是作為電網(wǎng)的一個(gè)工具，完全按照電網(wǎng)的調(diào)度抽水和發(fā)電運(yùn)行，同時(shí)電力公司也負(fù)責(zé)電站的運(yùn)營成本。
美國各州電力體制和改革進(jìn)程不同，在未實(shí)行“廠、網(wǎng)分開”的地區(qū)，抽水蓄能電站仍由原發(fā)、輸、配一體化公司統(tǒng)一運(yùn)營。
中國在電力市場化改革前，抽蓄電站由電網(wǎng)統(tǒng)一運(yùn)營或租賃運(yùn)營，電網(wǎng)不區(qū)分輸送電能的服務(wù)和保障安全調(diào)節(jié)的輔助服務(wù)，抽蓄成本計(jì)入電網(wǎng)運(yùn)營成本統(tǒng)一核算，定價(jià)也未實(shí)行獨(dú)立價(jià)格機(jī)制。
（二）租賃制
在租賃制付費(fèi)模式下，抽水蓄能電站由所有權(quán)獨(dú)立的發(fā)電公司建造，電網(wǎng)公司為抽水蓄能電站支付租賃費(fèi)，包括電站總成本（不含抽水用電費(fèi)）、稅金、利潤、投資者回報(bào)、償還貸款本金等費(fèi)用，電網(wǎng)公司獲得電站使用權(quán)，并在使用期間對電站進(jìn)行考核獎(jiǎng)懲，按期支付租賃費(fèi)。
日本一些電力公司和政府合資組建國營的發(fā)電公司，只負(fù)責(zé)建設(shè)抽水蓄能電站，不負(fù)責(zé)運(yùn)行管理，所建電站租賃給當(dāng)?shù)氐碾娏?，租賃費(fèi)是按成本原則，以電站建設(shè)費(fèi)作為基價(jià)的固定電費(fèi)制度，即把營業(yè)費(fèi)加上事業(yè)報(bào)酬全部作為基本費(fèi)用，用來計(jì)算總費(fèi)用。租賃費(fèi)作為電力公司購電費(fèi)的一部分，在銷售價(jià)格中明確。
美國以Summit抽水蓄能電站為例，在電站建設(shè)前，電站投資方與俄亥俄州電力公司簽訂備忘錄，就電站的租賃容量、電力系統(tǒng)服務(wù)輔助設(shè)施以及調(diào)度控制等方面達(dá)成協(xié)議，并以此作為貸款保證。電站要保證租賃期間的設(shè)備可用率和機(jī)組啟動(dòng)成功率。而電站運(yùn)行中的維修費(fèi)用以及低谷抽水用電都由承租者提供。因此，容量租賃費(fèi)實(shí)際上只包括建設(shè)投資的償還以及投資者的利潤。
（三）兩部制電價(jià)
兩部制電價(jià)由容量電價(jià)和電量電價(jià)構(gòu)成，由國家政府價(jià)格主管部門核定。兩部制電價(jià)模式可以明確抽水蓄能電站在電網(wǎng)中的重要作用，計(jì)算出抽水蓄能電站在電網(wǎng)中的價(jià)值。
目前中國浙江天荒坪、湖北天堂、江蘇沙河抽水蓄能電站均采用兩部制電價(jià)。公開信息顯示，天荒坪是中國最早運(yùn)用兩部制電價(jià)的抽蓄電站，該電站的裝機(jī)容量1800兆瓦，設(shè)計(jì)年發(fā)電量31.6億千瓦時(shí)，服從電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)度，容量電價(jià)470元/千瓦/年，電量電價(jià)0.264元/千瓦時(shí)，抽水電價(jià)0.1829元/千瓦時(shí)。
兩部制電價(jià)能夠更好地體現(xiàn)抽水蓄能電站在電力系統(tǒng)中削峰填谷、吸納新能源的價(jià)值和作用，進(jìn)一步促進(jìn)抽水蓄能電站建設(shè)。2014年底，國家發(fā)展改革委發(fā)布的《關(guān)于完善抽水蓄能電站價(jià)格形成機(jī)制有關(guān)問題的通知》（發(fā)改價(jià)格〔2014〕1763號(hào)）（簡稱“1763號(hào)文”）指出，在電力市場形成前，抽水蓄能電站實(shí)行兩部制電價(jià)。容量電價(jià)按照彌補(bǔ)抽水蓄能電站固定成本及準(zhǔn)許收益的原則核定，電量電價(jià)體現(xiàn)其通過抽發(fā)電量實(shí)現(xiàn)調(diào)峰填谷效益，電價(jià)水平按當(dāng)?shù)厝济簷C(jī)組標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)執(zhí)行。兩部制的實(shí)施難點(diǎn)集中在容量電費(fèi)的支付上。對于電費(fèi)回收方式，1763號(hào)文提出：電力市場化前，抽水蓄能電站容量電費(fèi)和抽發(fā)損耗納入當(dāng)?shù)厥〖?jí)電網(wǎng)（或區(qū)域電網(wǎng)）運(yùn)行費(fèi)用統(tǒng)一核算，并作為銷售電價(jià)調(diào)整因素統(tǒng)籌考慮。該抽水蓄能價(jià)格形成機(jī)制較2004年有了較大進(jìn)步，但仍缺乏有效的針對性措施。這意味著如果銷售電價(jià)不調(diào)整，抽水蓄能電站運(yùn)行費(fèi)用由電網(wǎng)企業(yè)負(fù)擔(dān)，無法傳導(dǎo)給受益方。為完善和落實(shí)兩部制電價(jià)政策，633號(hào)文進(jìn)一步完善抽水蓄能價(jià)格形成機(jī)制，以競爭性方式形成電量電價(jià)，將容量電價(jià)納入輸配電價(jià)回收。
表1 中國抽水蓄能價(jià)格政策梳理
（四）參與電力市場競價(jià)
在市場成熟期，抽水蓄能電站可參與電能量市場，通過“低買高賣”獲得收益，可參與AGC、常規(guī)備用的市場競爭，提供響應(yīng)服務(wù)，獲得市場效益。另外，可將黑啟動(dòng)、緊急事故備用等服務(wù)出售給系統(tǒng)安全管理機(jī)構(gòu)，通過基于成本的費(fèi)率方式獲得費(fèi)用補(bǔ)償。全球抽水蓄能電站中約4%處于完全競爭的電力市場中，這些電站主要分布在美國區(qū)域輸電組織（RTO）和獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營商（ISO）所覆區(qū)域，以及英國、德國、瑞士等國。該模式下，抽水蓄能電站按照電力現(xiàn)貨市場規(guī)則，參與電能量市場和輔助服務(wù)市場競爭。
如瑞士抽水蓄能電站充分利用與德國、法國、意大利組成的跨國電力市場中的電能量市場差價(jià)獲利。瑞士抽水蓄能電站通常在夜晚用電低谷時(shí)儲(chǔ)存來自法國的核電，白天用電高峰時(shí)期再將電力出售給包括德國在內(nèi)的周邊國家，儲(chǔ)能電站利用電價(jià)峰谷差實(shí)現(xiàn)盈利。
美國加州在電力市場外設(shè)立了以競價(jià)為基礎(chǔ)的輔助服務(wù)市場。美國加利福尼亞赫爾姆斯抽水蓄能電站的輔助服務(wù)收入占其總收入的60%，峰谷套利占40%。抽水蓄能電站可在電力市場和輔助服務(wù)市場間進(jìn)行策略選擇，以獲得最大收益。美國賓夕法尼亞-新澤西-馬里蘭（PJM）電力市場中，抽水蓄能機(jī)組需要在日前確定自身抽水/發(fā)電計(jì)劃并進(jìn)行優(yōu)化。
奧地利普芬寧貝格抽水蓄能電站規(guī)劃裝機(jī)容量3×150兆瓦，項(xiàng)目預(yù)計(jì)2024年投產(chǎn)運(yùn)營。根據(jù)該項(xiàng)目的相關(guān)報(bào)告，在當(dāng)前市場價(jià)格水平下，如果機(jī)組將更多的容量參與輔助服務(wù)市場，項(xiàng)目可獲得更佳的收益。
（五）固定收入+變動(dòng)競價(jià)
由于抽水蓄能機(jī)組的技術(shù)特性和在電網(wǎng)中的特殊作用，英國電力市場中采取了抽水蓄能機(jī)組的競價(jià)模式和電價(jià)機(jī)制，明確抽水蓄能電站收入由兩部分組成，類似于我國的兩部制電價(jià)，包括年度交易中的固定收入（固定部分）與競價(jià)交易中的電量銷售收入（變動(dòng)部分）。固定收入來源于抽水蓄能電站在系統(tǒng)中提供的電網(wǎng)輔助服務(wù)（包括快速響應(yīng)、調(diào)頻調(diào)相、黑啟動(dòng)、備用作用等）的補(bǔ)償，以及機(jī)組參與調(diào)峰填谷時(shí)保障基荷機(jī)組平穩(wěn)運(yùn)行、提高基荷機(jī)組經(jīng)濟(jì)效益得到的補(bǔ)償。變動(dòng)競價(jià)收入由抽水蓄能電站參與電力平衡市場交易獲得，隨著不同時(shí)段和報(bào)價(jià)而變動(dòng)，由市場需求決定。
在英國電力市場，抽水蓄能電站年度交易中固定收入占70%～80%（其中輔助服務(wù)固定收入約占70%），由英國國家電網(wǎng)予以補(bǔ)償，并通過附加費(fèi)的方式向用戶疏導(dǎo)；通過參與電能量市場套利獲得的變動(dòng)收入只占20%～30%，這部分也覆蓋了電站的抽發(fā)損耗。再如英國迪諾威克抽水蓄能電站裝機(jī)180萬千瓦，是歐洲最大的抽水蓄能電站之一。該電站由國家投資興建，1984年投運(yùn)，現(xiàn)由Edison Mission Energy公司獨(dú)立經(jīng)營。電站參與英格蘭和威爾士電力市場競爭。電站年收入額基本維持在1億英鎊左右，年運(yùn)營收入中輔助服務(wù)收費(fèi)約占一半。
另外，英國市場電能交易以雙邊交易為主，實(shí)時(shí)平衡機(jī)制為輔，雙邊交易合同是電網(wǎng)調(diào)度的重要依據(jù)，由雙邊交易和提前1小時(shí)平衡市場組成，市場的競價(jià)結(jié)果決定發(fā)電站效益。這一市場模式中，由于雙邊交易合同量的絕對性占比，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)的傳統(tǒng)電源與用戶對未來收入/用能成本的穩(wěn)定預(yù)期。但對于以提供靈活性調(diào)節(jié)資源為主的抽水蓄能電站而言，由于平衡機(jī)制市場規(guī)模的不穩(wěn)定性以及價(jià)格波動(dòng)性，使得抽水蓄能電站難以在這一市場模式中產(chǎn)生穩(wěn)定的收益預(yù)期。
表2 國內(nèi)外抽水蓄能電站主要運(yùn)營模式比較
表3 國內(nèi)外抽水蓄能電站主流電價(jià)機(jī)制比較
三、結(jié)論與建議
從國內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)來看，抽水蓄能電站在電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行中發(fā)揮著不可替代的作用，建立符合我國行業(yè)發(fā)展實(shí)際的抽水蓄能電站運(yùn)營體系，確保抽水蓄能電站充分發(fā)揮作用，非常必要且迫切。同時(shí)，關(guān)于抽水蓄能電站在新型電力系統(tǒng)構(gòu)建中發(fā)揮的作用，有待重新認(rèn)識(shí)。要進(jìn)一步完善抽水蓄能電站價(jià)格形成機(jī)制，積極推動(dòng)抽水蓄能電站參與電能量、輔助服務(wù)等競爭性電力市場，推動(dòng)抽水蓄能電站通過市場回收成本、獲得收益。
（一）進(jìn)一步完善價(jià)格機(jī)制，逐步推動(dòng)抽水蓄能電站進(jìn)入市場
科學(xué)的價(jià)格機(jī)制要能夠合理彌補(bǔ)成本，同時(shí)也應(yīng)具備有效的信號(hào)引導(dǎo)作用。全球來看，抽水蓄能電站市場化電量并不高，僅有約4%的抽水蓄能電站進(jìn)入了自由競爭的電力市場。原因主要有兩個(gè)方面：一是收益難以確定。抽水蓄能電站提供的緊急事故備用、黑啟動(dòng)等輔助服務(wù)對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行作用巨大，但效益難以定量確定，因此也難以確定補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)。比如英國部分電站，仍需要與調(diào)度簽訂專屬中長期輔助服務(wù)協(xié)議。二是競爭性的電力批發(fā)市場將引導(dǎo)市場價(jià)格逼近短期邊際成本。這對于抽水蓄能電站這種高資本成本、低運(yùn)營成本（不含抽發(fā)損耗）的設(shè)施非常不利，僅通過電能量市場難以回收成本。
近幾年我國抽水蓄能電站逐漸作為市場主體參與現(xiàn)貨電力市場。但現(xiàn)階段我國電力市場的建設(shè)還不夠完善，僅有部分試點(diǎn)省份建立了現(xiàn)貨市場并啟動(dòng)了連續(xù)模擬試運(yùn)行，電力輔助服務(wù)市場仍處于初級(jí)發(fā)展階段，產(chǎn)品種類不完善、補(bǔ)償費(fèi)用長期偏低等情況客觀存在，尚不具備將抽水蓄能電站完全推向市場的條件。633號(hào)文明確抽水蓄能電站執(zhí)行兩部制電價(jià)，還提出以競爭性方式形成電量電價(jià)，以激勵(lì)性監(jiān)管的方式核定容量電價(jià)。下一步落實(shí)這一政策，還需要在具體實(shí)踐中進(jìn)一步細(xì)化、在電力體制改革的進(jìn)程進(jìn)一步深化。例如，如何采取更加市場化的方式確定電量電價(jià)，除了電網(wǎng)企業(yè)競爭性招標(biāo)的辦法，也可以讓具有調(diào)節(jié)能力的主體比如新型儲(chǔ)能、靈活性改造的火電機(jī)組等一起競爭，更好地發(fā)現(xiàn)調(diào)峰服務(wù)的價(jià)格。
（二）加快抽水蓄能電站建設(shè)，設(shè)定合理發(fā)展目標(biāo)
從國際經(jīng)驗(yàn)看，建設(shè)一定規(guī)模的抽水蓄能電站是十分必要的。特別是日本，優(yōu)先選擇抽水蓄能機(jī)組作為調(diào)峰填谷、調(diào)頻調(diào)相、事故備用等主要手段，較快地發(fā)展了抽水蓄能電站，抽水蓄能電站容量占日本總裝機(jī)容量的8%以上。我國抽水蓄能電站總裝機(jī)規(guī)模僅占電源總裝機(jī)的1.5%左右，占比偏低，無法滿足新能源快速發(fā)展的需求。
截至2020年底，我國抽水蓄能裝機(jī)容量在3100萬千瓦左右，與“十三五”規(guī)劃目標(biāo)有一定差距。過去十年，我國抽水蓄能規(guī)劃裝機(jī)目標(biāo)已先后兩次下調(diào)，進(jìn)展不盡人意?！笆奈濉逼陂g，電力系統(tǒng)對儲(chǔ)能設(shè)施的需求將更強(qiáng)烈，抽水蓄能電站規(guī)?；瘍?chǔ)能的優(yōu)勢也將有更大的發(fā)揮空間。“十四五”期間，我國應(yīng)大力推動(dòng)在建抽水蓄能電站按期投產(chǎn)，加快已納入規(guī)劃、條件成熟的電站開工，加快已納入中長期發(fā)展規(guī)劃項(xiàng)目的前期工作。
2020年12月，我國在氣候雄心峰會(huì)上提出，到2030年風(fēng)電、太陽能發(fā)電總裝機(jī)容量將達(dá)到12億千瓦以上。新能源的隨機(jī)性、波動(dòng)性決定了新能源并網(wǎng)規(guī)模越大，電力系統(tǒng)靈活性資源的需求越大。如果沒有相應(yīng)規(guī)模的儲(chǔ)能等可調(diào)節(jié)資源支撐，系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力存在缺額，將難以支撐高比例新能源高效利用和高占比電量替代。在“3060”目標(biāo)確立之后，能源電力系統(tǒng)清潔低碳轉(zhuǎn)型步伐加快，高比例可再生能源成為電力系統(tǒng)未來發(fā)展的一個(gè)突出特征。建設(shè)以抽水蓄能為代表的靈活性電源是支撐可再生能源高比例發(fā)展和保障電力系統(tǒng)綠色、經(jīng)濟(jì)、安全協(xié)同發(fā)展的關(guān)鍵途徑。
（三）積極推動(dòng)新一輪抽水蓄能電站選點(diǎn)規(guī)劃，科學(xué)有序開發(fā)
抽蓄電站規(guī)模巨大，通常建于山區(qū)等崇山峻嶺位置，而且開發(fā)時(shí)間可能長達(dá)10年之久。同時(shí)，抽水蓄能的發(fā)展還需要大量的開支，尤其是在修建水庫和發(fā)電廠方面，一旦開始遠(yuǎn)距離輸電，成本會(huì)大幅上升。盡管成本高昂，抽水蓄能電站仍具有發(fā)展意義。抽蓄電站使用壽命長，能夠提供幾十年的蓄水量。如果可以解決抽水蓄能建設(shè)地理位置與選址問題，將有機(jī)會(huì)建造更多的抽水蓄能電站。我國水能資源豐富，水電是提高能源發(fā)展中可再生能源比重、發(fā)電領(lǐng)域節(jié)能減排的主力電源，未來在優(yōu)化生態(tài)環(huán)境和做好移民安置的基礎(chǔ)上，要做好抽蓄中長期規(guī)劃編制，在選點(diǎn)規(guī)劃推薦站點(diǎn)內(nèi)開展前期工作，做好抽水蓄能規(guī)劃資源選取、開發(fā)需求分析和建設(shè)時(shí)序安排。與此同時(shí)，應(yīng)認(rèn)真地維護(hù)好長期形成的成熟技術(shù)管理體系，做到前期論證深入、技術(shù)先進(jìn)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，保證后期質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
[1]IHA.2020 Hydropower status report[R].2020.
[2]IRENA.Innovative operation of pumped hydropower storage[R].2020.
[3]王睿等.國外典型電力市場抽水蓄能電價(jià)機(jī)制及啟示[DB/OL].電聯(lián)新媒微信公眾號(hào),2021-05-08.
[4]尤培培,李司陶.抽水蓄能價(jià)格新規(guī)出臺(tái)有力支撐碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)[N].國家電網(wǎng)報(bào),2021-05-11(005).
[5]侯守禮.對抽水蓄能價(jià)格新機(jī)制的理解和建議[DB/OL].南方能源觀察微信公眾號(hào),2021-05-08.
[6]劉樹杰,楊娟.抽水蓄能電站運(yùn)營模式及價(jià)格形成機(jī)制的國際實(shí)踐[J].中國物價(jià),2009(5):55-57.
[7]王科,李澤文,別朝紅,周浩然,任彥哲,徐克強(qiáng),劉起興.抽水蓄能電站的電價(jià)機(jī)制及市場競價(jià)模式研究[J].智慧電力,2019,47(06):47-55.
[8]唐瑱,高蘇杰,鄭愛民.國外抽水蓄能電站的運(yùn)營模式和電價(jià)機(jī)制[J].中國電力,2007(09):15-18.
