中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：3.2.6 抽水蓄能設(shè)施成本現(xiàn)狀和降低成本的未來(lái)前景
圖3.2和3.3顯示了抽水蓄能設(shè)施在裝機(jī)容量（kW）和儲(chǔ)能容量（kWh）的建設(shè)成本。1995年以來(lái)，世界主要國(guó)家和地區(qū)總體部署趨勢(shì)平穩(wěn)。而不同項(xiàng)目和不同國(guó)家的成本差異很大。
圖3.2 世界主要國(guó)家和地區(qū)建設(shè)抽水蓄能設(shè)施的的投資成本（裝機(jī)容量，單位為kW）
圖3.3 世界主要國(guó)家和地區(qū)建設(shè)抽水蓄能設(shè)施的投資成本（儲(chǔ)能容量，單位為kWh）
大多數(shù)抽水蓄能設(shè)施的建設(shè)成本按裝機(jī)容量計(jì)算，通常在600美元/kW至2,500美元/kW之間。按儲(chǔ)能容量計(jì)算，在30美元/kWh～300美元/kWh之間。
中國(guó)擁有管理抽水蓄能設(shè)施成本的最低記錄，其項(xiàng)目成本都較低，并且運(yùn)維(O&M)成本也非常低，具有固定的運(yùn)維成本約每年16美元/kW。
土建工程（例如水壩、水庫(kù)、壓力管隧道、廠房洞穴）和土地征用費(fèi)用通常占新建抽水蓄能設(shè)施總建設(shè)成本的 60%～70%。土建工程是一種勞動(dòng)密集型的工作。勞動(dòng)力成本因國(guó)家而異，并且隨著時(shí)間的推移而趨于增加。中國(guó)的幾個(gè)抽水蓄能項(xiàng)目已經(jīng)采用了由人工智能支持的無(wú)人駕駛工程卡車(chē)和壓路機(jī)。除了降低勞動(dòng)力成本外，無(wú)人駕駛車(chē)輛還可以通過(guò)減少人為錯(cuò)誤來(lái)提高效率和施工質(zhì)量。然而，這項(xiàng)技術(shù)仍處于早期發(fā)展階段，并且現(xiàn)在判斷無(wú)人駕駛設(shè)備是否最終會(huì)降低勞動(dòng)力和土建成本還為時(shí)過(guò)早?？傮w而言，大多數(shù)與抽水蓄能設(shè)施相關(guān)的土木工程的技術(shù)創(chuàng)新似乎更側(cè)重于縮短施工時(shí)間和提高質(zhì)量，而不是降低成本。土建工程的建設(shè)成本具有高度的場(chǎng)地特定性。例如，一些地方提供現(xiàn)有的盆地或山谷，可以減少水庫(kù)路堤所需的規(guī)模。而在某些地點(diǎn)，例如廢棄的采石場(chǎng)、礦山或洞穴能夠以非常低的成本作為水庫(kù)。原則上，可以期望開(kāi)發(fā)商在考慮不太有利的位置之前開(kāi)發(fā)成本最低的地塊。這意味著未來(lái)抽水蓄能設(shè)施的成本可能會(huì)隨著時(shí)間的推移而增加。
渦輪發(fā)電機(jī)技術(shù)已經(jīng)經(jīng)歷了幾次重大革命。在上世紀(jì)50年代之前，抽水蓄能設(shè)施通常配備單獨(dú)的水泵和渦輪發(fā)電機(jī)。而可逆泵發(fā)電機(jī)的出現(xiàn)減少了所需壓力水管隧道的數(shù)量和對(duì)其他設(shè)備的需求，同時(shí)還減小了建設(shè)發(fā)電廠洞室所需的規(guī)模。從上世紀(jì)90年代開(kāi)始，日本率先使用變速泵渦輪機(jī)，提高了抽水蓄能設(shè)施的運(yùn)營(yíng)效率和靈活性。自從本世紀(jì)初以來(lái)，歐洲的許多抽水蓄能設(shè)施已經(jīng)改造或采用變速泵渦輪機(jī)。簡(jiǎn)而言之，抽水蓄能設(shè)施機(jī)電設(shè)備的可靠性和效率隨著時(shí)間的推移而提高，但這些設(shè)施的成本并未下降。在未來(lái)可能會(huì)進(jìn)一步提高可靠性和效率，但似乎不太可能大幅降低成本。
3.2.7 抽水蓄能設(shè)施的開(kāi)發(fā)潛力
現(xiàn)有抽水蓄能設(shè)施的水力渦輪發(fā)電機(jī)的長(zhǎng)度為15米到1,400米。最長(zhǎng)可達(dá)300米到600米。而較短的水力渦輪發(fā)電導(dǎo)的往返效率較低，但更長(zhǎng)的水力渦輪發(fā)電面臨非常高的水壓，這對(duì)液壓機(jī)械的設(shè)計(jì)提出了挑戰(zhàn)。
盡管地形是一個(gè)重要的標(biāo)準(zhǔn)，但它并不像通常認(rèn)為的那樣具有限制性。一些評(píng)估表明，適合建設(shè)抽水蓄能設(shè)施的潛在地點(diǎn)有很多。澳大利亞國(guó)立大學(xué) (ANU) 發(fā)布了全球適合建設(shè)抽水蓄能設(shè)施的地圖集，該地圖集確定了全球有60多萬(wàn)個(gè)適合抽水蓄能設(shè)施開(kāi)發(fā)的地點(diǎn)。這些地點(diǎn)已確定的總儲(chǔ)能容量的潛力為 23,000TWh，其中美國(guó)約為 1,457TWh。然而重要的是，澳大利亞國(guó)立大學(xué) (ANU) 的評(píng)估沒(méi)有考慮水的可用性，這對(duì)于開(kāi)環(huán)抽水蓄能設(shè)施可能是一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題（對(duì)于閉環(huán)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)這是一個(gè)較小的考慮因素），也沒(méi)有考慮靠近輸電線路或負(fù)載中心。此外，許多地點(diǎn)可能會(huì)引起環(huán)境保護(hù)問(wèn)題，或者由于與社會(huì)或景觀影響相關(guān)的各種原因，可能會(huì)面臨當(dāng)?shù)孛癖姷姆磳?duì)。盡管如此，即使是在已確定地點(diǎn)的一小部分開(kāi)發(fā)抽水蓄能設(shè)施也可以提供大量的儲(chǔ)能容量。
選址、許可和許可程序因國(guó)家而異，對(duì)消費(fèi)當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)影響也不同。在美國(guó)，選址和許可成本通常占抽水蓄能設(shè)施總成本的不到1%。選址和許可所需的時(shí)間長(zhǎng)度因項(xiàng)目而異。閉環(huán)抽水蓄能設(shè)施的選址相對(duì)簡(jiǎn)單，可能在幾年內(nèi)完成。從這個(gè)角度來(lái)看，開(kāi)發(fā)抽水蓄能設(shè)施的主要障礙不是場(chǎng)地的可用性，而是市場(chǎng)挑戰(zhàn)和融資障礙，包括需要獲得監(jiān)管承諾或長(zhǎng)期合同以支持項(xiàng)目融資。
而調(diào)查也支持這樣的結(jié)論，即抽水蓄能設(shè)施的商業(yè)化運(yùn)營(yíng)是困難的，至少在美國(guó)。與潛在的重大建設(shè)成本超支相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)只會(huì)導(dǎo)致這更加困難，并且可能比選址和許可障礙更重要。
3.2.8 美國(guó)抽水蓄能設(shè)施選址和許可活動(dòng)
在美國(guó)，美國(guó)聯(lián)邦能源管理委員會(huì) (FERC) 主要負(fù)責(zé)批準(zhǔn)水力發(fā)電廠的建設(shè)規(guī)劃，包括抽水蓄能設(shè)施?！俺醪皆S可證”授予被許可人在為擬議項(xiàng)目申請(qǐng)?jiān)S可證時(shí)的優(yōu)先權(quán)。許可證持有人進(jìn)行調(diào)查、調(diào)查和環(huán)境影響評(píng)估；與利益相關(guān)者舉行公開(kāi)聽(tīng)證會(huì)和磋商；并為建設(shè)項(xiàng)目制定計(jì)劃。在選址完成后，許可證持有人可以申請(qǐng)“原始許可證”，授權(quán)建設(shè)和運(yùn)營(yíng)項(xiàng)目，期限最長(zhǎng)為 50年。大多數(shù)選址工作發(fā)生在初步許可證的批準(zhǔn)和原始許可證之間。
原始許可證要求被許可人在許可證頒發(fā)之日起兩年內(nèi)開(kāi)始建設(shè)項(xiàng)目，并在許可證頒發(fā)之日起五年內(nèi)完成建設(shè)。美國(guó)聯(lián)邦能源管理委員會(huì) (FERC)可能允許將施工期限延長(zhǎng)兩年。最近的一項(xiàng)法律（即2018年發(fā)布的美國(guó)水力基礎(chǔ)設(shè)施法案），允許授予長(zhǎng)達(dá)八年的延長(zhǎng)期限。2019年，美國(guó)聯(lián)邦能源管理委員會(huì) (FERC)為現(xiàn)有非發(fā)電水庫(kù)和閉環(huán)抽水蓄能設(shè)施建立了快速許可程序。加急程序要求在申請(qǐng)?jiān)S可后兩年內(nèi)發(fā)布最終許可決定。
如果水電項(xiàng)目位于通航水域、占用聯(lián)邦土地或使用聯(lián)邦大壩的水庫(kù)或水電設(shè)施，或影響州際的利益，那么將會(huì)停止建設(shè)。因此，大多數(shù)水電項(xiàng)目都受美國(guó)聯(lián)邦能源管理委員會(huì) (FERC)管轄。即使在抽水蓄能設(shè)施不需要許可證的情況下，項(xiàng)目開(kāi)發(fā)商也可能會(huì)發(fā)現(xiàn)它可以參考，因?yàn)槊绹?guó)聯(lián)邦能源管理委員會(huì) (FERC)許可證優(yōu)先于州和地方法律。
3.2.9 美國(guó)抽水蓄能設(shè)施近期發(fā)展及現(xiàn)狀
表3.1美國(guó)已經(jīng)成功完成選址和許可的抽水蓄能項(xiàng)目
表3.2美國(guó)最近獲得許可的抽水蓄能設(shè)項(xiàng)目選址時(shí)間
在愛(ài)荷華州建設(shè)愛(ài)荷華山抽水蓄能項(xiàng)目規(guī)劃方案于2004年首次提出，是美國(guó)目前開(kāi)發(fā)和建設(shè)抽水蓄能設(shè)施面臨挑戰(zhàn)的一個(gè)很好的例子。經(jīng)過(guò)10年的選址工作，美國(guó)聯(lián)邦能源管理委員會(huì) (FERC)于2014年批準(zhǔn)了該項(xiàng)目的建設(shè)許可證。在一年后，薩克拉門(mén)托市政公用事業(yè)區(qū)(SMUD)重新評(píng)估了其儲(chǔ)能需求，并認(rèn)為該項(xiàng)目投資規(guī)模太大。最初的成本估算約為8億美元，隨后調(diào)整為14.5億美元。為此得出的結(jié)論是，這種規(guī)模的前期資本支出將嚴(yán)重限制其財(cái)務(wù)并影響其他未來(lái)投資，因此于2016年取消了該項(xiàng)目。盡管愛(ài)荷華山抽水蓄能項(xiàng)目的選址和許可過(guò)程漫長(zhǎng)且具有挑戰(zhàn)性，但它們已經(jīng)完成并且在項(xiàng)目取消之前已經(jīng)頒發(fā)了許可證。事實(shí)上，自從上世紀(jì)90年代以來(lái)，取消建設(shè)抽水蓄能設(shè)施的原因主要涉及需求不確定性和財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)，而不是選址和許可問(wèn)題。對(duì)于美國(guó)大多數(shù)（如果不是全部）抽水蓄能設(shè)施來(lái)說(shuō)，情況似乎仍然如此。
1995年以后在美國(guó)建造的唯一一個(gè)抽水蓄能設(shè)施是Olivenhain-Hodge抽水蓄能項(xiàng)目，該項(xiàng)目于2012年完工，但目規(guī)模很小（只有40MW）。盡管其投資成本相當(dāng)昂貴（5931美元/kW），但該項(xiàng)目能夠獲得融資，是因?yàn)樗畮?kù)的建設(shè)可以證明為圣迭戈地區(qū)提供蓄水服務(wù)是合理的。換句話說(shuō)，僅靠?jī)?chǔ)能服務(wù)的價(jià)值并不能證明該項(xiàng)目的成本是合理的，而是該地區(qū)的水資源嚴(yán)重短缺使該項(xiàng)目在財(cái)務(wù)上可行。類(lèi)似的多價(jià)值機(jī)會(huì)可能存在于抽水蓄能設(shè)施可以提供除儲(chǔ)能服務(wù)之外的其他好處的其他地點(diǎn)——類(lèi)似于許多現(xiàn)有的大型水電站除發(fā)電之外還提供防洪和灌溉服務(wù)的方式。
自從2010年以來(lái)，開(kāi)發(fā)商已經(jīng)為160多個(gè)抽水蓄能項(xiàng)目申請(qǐng)了美國(guó)聯(lián)邦能源管理委員會(huì) (FERC)的初步許可。
大量擬議項(xiàng)目進(jìn)一步表明，建設(shè)抽水蓄能設(shè)施的地點(diǎn)并不稀缺。需要注意的是，申請(qǐng)初步許可只是是選址過(guò)程的開(kāi)始。而在當(dāng)時(shí)，項(xiàng)目開(kāi)發(fā)商可能已經(jīng)得出結(jié)論，該項(xiàng)目在技術(shù)上可能是可行的，但尚未確定成功開(kāi)發(fā)的可能性。在投資者確信抽水蓄能設(shè)施可以滿足電力需求的長(zhǎng)期前景之前，這些項(xiàng)目被利用的機(jī)會(huì)都很小。
根據(jù)美國(guó)能源部發(fā)布的美國(guó)水電市場(chǎng)報(bào)告，美國(guó)2010～2019 年僅增加了1.3GW的抽水蓄能設(shè)施，并且主要是通過(guò)升級(jí)或改造現(xiàn)有設(shè)施增加的裝機(jī)容量。 機(jī)電設(shè)備的改進(jìn)可以提高現(xiàn)有抽水蓄能設(shè)施的裝機(jī)容量和發(fā)電效率，但儲(chǔ)能容量通常保持不變。 由于美國(guó)的大多數(shù)抽水蓄能設(shè)施建于上世紀(jì)60年代到上世紀(jì)90年代，因此未來(lái)可能會(huì)對(duì)現(xiàn)有抽水蓄能設(shè)施進(jìn)行進(jìn)一步升級(jí)。
3.2.10 歐洲抽水蓄能項(xiàng)目近期歷史及現(xiàn)狀
從上紀(jì)紀(jì)60年代開(kāi)始，歐洲的抽水蓄能的裝機(jī)容量激增，主要是為了促進(jìn)核電生產(chǎn)增長(zhǎng)。抽水蓄能項(xiàng)目的資金主要來(lái)自綜合國(guó)有公用事業(yè)公司重視抽水蓄能設(shè)施為平衡電網(wǎng)供需提供的靈活性。
從上世紀(jì)90年代開(kāi)始，歐洲電力部門(mén)放松管制，加上核電量增長(zhǎng)，從而限制了抽水蓄能設(shè)施的開(kāi)發(fā)和增長(zhǎng)。但歐洲仍然擁有全球最大的抽水蓄能裝機(jī)容量，占全球累計(jì)部署的總裝機(jī)容量的30%。奧地利、法國(guó)、德國(guó)、意大利、西班牙、瑞士和英國(guó)這七個(gè)國(guó)家占?xì)W洲抽水蓄能裝機(jī)容量的80%以上。作為推動(dòng)電力部門(mén)脫碳的一部分，許多歐洲國(guó)家已開(kāi)始顯著擴(kuò)大風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)施的部署規(guī)模。對(duì)這些間歇性發(fā)電設(shè)施的日益依賴(lài)增加了對(duì)平衡電力系統(tǒng)的靈活資源的需求。已經(jīng)建成的抽水蓄能設(shè)施和傳統(tǒng)水力資源提供了這種靈活性，但更重要的是，聯(lián)合循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)（CCGT）也提供了這種靈活性。近年來(lái)，歐洲的抽水蓄能設(shè)施產(chǎn)能擴(kuò)張有限，主要是由于新項(xiàng)目的不確定性，融資困難。已經(jīng)建設(shè)的抽水蓄能設(shè)施項(xiàng)目通常由大型歐洲公用事業(yè)公司提供資金。歐洲許多新建成的抽水蓄能設(shè)施都報(bào)告了嚴(yán)重的財(cái)務(wù)虧損。缺乏盈利能力和財(cái)務(wù)不確定性導(dǎo)致許多抽水蓄能項(xiàng)目被擱置。
歐盟已經(jīng)制定了到2050年實(shí)現(xiàn)溫室氣體凈零排放的目標(biāo)。這意味著聯(lián)合循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)（CCGT）的作用正在減弱——這反過(guò)來(lái)意味著找到替代選擇，這對(duì)于靈活的發(fā)電設(shè)施或儲(chǔ)能系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，需要在許多情況下保持歐洲各國(guó)電力系統(tǒng)的靈活性。歐盟委員會(huì)認(rèn)識(shí)到擴(kuò)大抽水蓄能設(shè)施規(guī)模有助于應(yīng)對(duì)歐盟面臨的挑戰(zhàn)。隨著電力系統(tǒng)過(guò)渡到越來(lái)越依賴(lài)可變的可再生能源發(fā)電。盡管歐盟在關(guān)于儲(chǔ)能系統(tǒng)在2030年和2050年時(shí)間框架報(bào)告確定了新建抽水蓄能設(shè)施在這兩個(gè)階段的巨大潛力，報(bào)告中提出的最佳方案并不表明抽水蓄能設(shè)施作為凈零電力系統(tǒng)的一部分，但將顯著增加其裝機(jī)容量。
3.2.11 中國(guó)抽水蓄能設(shè)施發(fā)展近況及現(xiàn)狀
中國(guó)大規(guī)模部署抽水蓄能設(shè)施始于2005年左右，并一直持續(xù)到現(xiàn)在。2002年，在電力行業(yè)重組并成立了兩家國(guó)家電網(wǎng)公司之后，政策制定者將抽水蓄能設(shè)施歸類(lèi)為輸電系統(tǒng)的一部分，并將其建設(shè)和運(yùn)營(yíng)責(zé)任交給兩家國(guó)家電網(wǎng)公司。雖然人們普遍理解抽水蓄能設(shè)施在電網(wǎng)平衡中的作用，但中國(guó)在允許抽水蓄能項(xiàng)目通過(guò)傳輸電價(jià)收回成本方面是獨(dú)一無(wú)二的。
中國(guó)在2005年至2020年期間增加了24GW的抽水蓄能設(shè)施，并在2018年超過(guò)日本成為全球建設(shè)的抽水蓄能設(shè)施裝機(jī)容量最高的國(guó)家。截至2019年底，34個(gè)總裝機(jī)容量為45GW的抽水蓄能項(xiàng)目正在建設(shè)中——這是目前世界其他國(guó)家和地區(qū)抽水蓄能設(shè)施建設(shè)水平的五倍。政策制定者似乎對(duì)抽水蓄能設(shè)施的部署制定了越來(lái)越雄心勃勃的計(jì)劃。政府的“十三五”規(guī)劃（2016～2020年）設(shè)定了2020年抽水蓄能設(shè)施裝機(jī)容量為40GW的目標(biāo)；這個(gè)目標(biāo)后來(lái)增加到60GW。2019年的新聞報(bào)道表明，政府制定的2030年和2050年的抽水蓄能設(shè)施部署目標(biāo)分別為150GW和300GW。
中國(guó)積極開(kāi)發(fā)和建設(shè)抽水蓄能設(shè)施可能是由電力結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)推動(dòng)的，這些特點(diǎn)增加了儲(chǔ)能系統(tǒng)的價(jià)值——尤其是天然氣發(fā)電的份額非常小。盡管抽水蓄能設(shè)施的裝機(jī)容量比世界上任何其他國(guó)家都多，但仍占中國(guó)總電力容量的不到2%。事實(shí)上，與其電力部門(mén)的規(guī)模成正比，中國(guó)對(duì)抽水蓄能設(shè)施的部署至今仍落后于日本、歐洲和美國(guó)。與此同時(shí)，中國(guó)的靈活調(diào)度能力嚴(yán)重不足，以至于中國(guó)電力公司一直在開(kāi)展利用燃煤發(fā)電廠作為調(diào)峰機(jī)組的靈活性增強(qiáng)計(jì)劃。盡管為此目的改造未充分利用的燃煤電廠投資成本不高，但對(duì)環(huán)境的影響很大。抽水蓄能設(shè)施是一種更清潔的選擇，也可能與可變可再生能源和核電在未來(lái)發(fā)電組合發(fā)揮越來(lái)越大的作用相關(guān)。
中國(guó)有許多有利于抽水蓄能設(shè)施開(kāi)發(fā)的制度。兩賓國(guó)家電網(wǎng)公司能夠同時(shí)為數(shù)十個(gè)抽水蓄能設(shè)施項(xiàng)目融資，并提供了電力行業(yè)為此類(lèi)項(xiàng)目融資所需的長(zhǎng)期確定性，而將抽水蓄能設(shè)施視為輸電設(shè)施也可以確保成本回收。
統(tǒng)一的計(jì)劃體系允許政府決策者實(shí)施非常長(zhǎng)期的計(jì)劃。抽水蓄能項(xiàng)目是國(guó)家計(jì)劃的一部分。2014年，相關(guān)部門(mén)推薦59個(gè)抽水蓄能項(xiàng)目，總裝機(jī)容量為77GW。2017年，國(guó)家能源局公布了238個(gè)海水抽水蓄能項(xiàng)目計(jì)劃。在中國(guó)，對(duì)抽水蓄能設(shè)施的潛在場(chǎng)地進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境評(píng)估通常需要10年左右的時(shí)間。與大多數(shù)其他類(lèi)型的能源基礎(chǔ)設(shè)施相比，抽水蓄能項(xiàng)目的選址過(guò)程也更加困難和耗時(shí)。例如，超高壓輸電線路通常在幾個(gè)月內(nèi)就已在中國(guó)選址。然而，漫長(zhǎng)的選址過(guò)程并沒(méi)有成為大規(guī)模部署的障礙。
中國(guó)對(duì)抽水蓄能設(shè)施的投資，可能是因?yàn)檎贫碎L(zhǎng)期的計(jì)劃和通過(guò)國(guó)家協(xié)調(diào)的選址計(jì)劃并盡早開(kāi)始了這些過(guò)程。
在過(guò)去的二十年，國(guó)家電網(wǎng)有限公司和中國(guó)南方電網(wǎng)公司已成為全球最大的抽水蓄能項(xiàng)目開(kāi)發(fā)商。他們具有開(kāi)發(fā)多個(gè)項(xiàng)目的能力，并在標(biāo)準(zhǔn)化和經(jīng)驗(yàn)積累方面提供了一些優(yōu)勢(shì)。國(guó)家電網(wǎng)在抽水蓄能規(guī)劃、建設(shè)和運(yùn)營(yíng)的整個(gè)供應(yīng)鏈中對(duì)設(shè)計(jì)和建設(shè)管理協(xié)議實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化，并在一系列書(shū)籍中進(jìn)行了報(bào)道。標(biāo)準(zhǔn)化帶來(lái)了更好的成本控制。大規(guī)模的抽水蓄能建設(shè)使電網(wǎng)公司能夠培養(yǎng)在抽水蓄能建設(shè)方面經(jīng)驗(yàn)豐富的勞動(dòng)力。在中國(guó)以外的國(guó)家和地區(qū)的大型抽水蓄能項(xiàng)目經(jīng)常遭受成本超支和延誤，部分原因是抽水蓄能設(shè)施和設(shè)備是按量身定制的方式設(shè)計(jì)、建造和制造的。相比之下，在中國(guó)，此類(lèi)項(xiàng)目通常按時(shí)完成預(yù)算。事實(shí)上，高度可預(yù)測(cè)的抽水蓄能設(shè)施建設(shè)成本是中國(guó)獨(dú)有的，在世界其他地區(qū)尚未達(dá)到這一水平。
中國(guó)政府一直在緩慢而逐步地改革該國(guó)的電力部門(mén)，使其更加以市場(chǎng)為導(dǎo)向。國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)(NDRC)于2021年5月7日宣布了一項(xiàng)關(guān)于抽水蓄能定價(jià)的新政策。根據(jù)該政策，抽水蓄能的“容量率”將包含在輸電電價(jià)中，而來(lái)自能源套利將由競(jìng)爭(zhēng)決定。容量率將設(shè)置在一個(gè)水平保證資本成本回收。中國(guó)的“十四五”規(guī)劃（2021-2025年）重申了政府對(duì)抽水蓄能建設(shè)的持續(xù)承諾，并設(shè)定了到2025年運(yùn)營(yíng)抽水蓄能設(shè)施裝機(jī)容量達(dá)到62GW的目標(biāo)。
3.2.12 抽水蓄能項(xiàng)目的商業(yè)模式和所有權(quán)結(jié)構(gòu)
抽水蓄能項(xiàng)目需要大量的前期投資，但它們產(chǎn)生的價(jià)值分布在幾十年的生命周期中。因此，為這些項(xiàng)目融資需要穩(wěn)定的監(jiān)管和金融環(huán)境。根據(jù)定義，競(jìng)爭(zhēng)性電力市場(chǎng)更具活力，因此提供的長(zhǎng)期確定性較低。因此，競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)的參與者普遍不愿簽訂長(zhǎng)期合同，這反過(guò)來(lái)又使項(xiàng)目開(kāi)發(fā)商難以獲得融資。市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)還壓低了批發(fā)電價(jià)，這給具有大量前期資本需求的技術(shù)帶來(lái)了額外的挑戰(zhàn)。
此外，在競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)中，電力供應(yīng)/價(jià)值鏈被分解為能源、容量（資源充足性）、平衡服務(wù)、輸電和配電的不同收入流。雖然抽水蓄能設(shè)施可以在供應(yīng)/價(jià)值鏈上的許多點(diǎn)提供價(jià)值，但通常不清楚未來(lái)市場(chǎng)將如何組織，每個(gè)細(xì)分市場(chǎng)的供需平衡將如何影響有競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格，以及制度安排是否能夠?qū)崿F(xiàn)儲(chǔ)能所有者捕獲所有價(jià)值流。在電力市場(chǎng)仍在發(fā)展的地方，對(duì)抽水蓄能等技術(shù)做出大規(guī)模長(zhǎng)期承諾的風(fēng)險(xiǎn)將會(huì)非常高。
表3.3顯示了全球1999～2019年期間投產(chǎn)的抽水蓄能裝機(jī)容量，按業(yè)主類(lèi)型細(xì)分。國(guó)有實(shí)體、垂直整合的公用事業(yè)、政府和地方當(dāng)局在此期間啟動(dòng)了所有項(xiàng)目。中國(guó)在建設(shè)抽水蓄能項(xiàng)目方面占據(jù)全球主導(dǎo)地位，還有其他一些國(guó)家的抽水蓄能設(shè)施裝機(jī)容量增長(zhǎng)相對(duì)較快，例如西班牙和葡萄牙。
表3.3 1999年～2019年抽水蓄能項(xiàng)目開(kāi)發(fā)商/業(yè)主
雖然沒(méi)有商業(yè)開(kāi)發(fā)商成功建造大型抽水蓄能設(shè)施，但美國(guó)的獨(dú)立開(kāi)發(fā)商正在積極尋求推進(jìn)新的抽水蓄能項(xiàng)目。這些開(kāi)發(fā)商通常處理選址和許可流程，然后嘗試與承購(gòu)商簽訂抽水蓄能設(shè)施的服務(wù)合同，以確?？捎米黜?xiàng)目建設(shè)融資基礎(chǔ)的收入流?；蛘撸_(kāi)發(fā)商可以將完全選址和許可的項(xiàng)目出售給公用事業(yè)公司或其他可以融資、建造和運(yùn)營(yíng)的實(shí)體。盡管做出了這些努力，但尚未證明在競(jìng)爭(zhēng)激烈的電力市場(chǎng)中開(kāi)發(fā)抽水蓄能項(xiàng)目的可行且可復(fù)制的商業(yè)模式。
3.2.13 美國(guó)克服抽水蓄能設(shè)施開(kāi)發(fā)障礙的前景
該報(bào)告討論的建模分析表明，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)電力系統(tǒng)的價(jià)值并不會(huì)支持大規(guī)模部署，直到需要非常高的脫碳水平。此外，雖然抽水蓄能設(shè)施在當(dāng)今存在的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能容量中占主導(dǎo)地位，但由于這些替代方案的成本也在下降，其未來(lái)相對(duì)于其他儲(chǔ)能選項(xiàng)（包括電化學(xué)、化學(xué)和熱選項(xiàng)）的吸引力尚不確定。
抽水蓄能設(shè)項(xiàng)目需要很長(zhǎng)時(shí)間才能開(kāi)發(fā)，面臨巨大的建設(shè)成本不確定性，并且使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)項(xiàng)目融資范圍?？赡苄枰?jiǎng)?chuàng)新的商業(yè)和融資模式來(lái)克服這些障礙，并促進(jìn)抽水蓄能設(shè)施的進(jìn)一步發(fā)展。
抽水蓄能設(shè)施提供的套利、容量和輔助服務(wù)的承購(gòu)協(xié)議跨越十年或更長(zhǎng)時(shí)間，可以改善商業(yè)融資的前景。鑒于此類(lèi)設(shè)施的使用壽命極長(zhǎng)，可能值得探索新的方式讓尋求長(zhǎng)期收入流的投資者參與進(jìn)來(lái)。
垂直整合的公用事業(yè)公司在開(kāi)發(fā)現(xiàn)有抽水蓄能設(shè)施中發(fā)揮了重要作用。雖然這種類(lèi)型的公用事業(yè)結(jié)構(gòu)不再普遍存在，但如果他們（及其監(jiān)管機(jī)構(gòu)）看到其重要的價(jià)值來(lái)保證此類(lèi)投資，那些垂直整合公用事業(yè)公司可能會(huì)在未來(lái)建設(shè)新的抽水蓄能設(shè)施。另一個(gè)挑戰(zhàn)是抽水蓄能設(shè)施只有在大規(guī)模建設(shè)和運(yùn)營(yíng)時(shí)才具有經(jīng)濟(jì)效率。因此，即使在垂直整合的公用事業(yè)公司中，也很少有能力建設(shè)一個(gè)或多個(gè)大型項(xiàng)目。而規(guī)模較小的抽水蓄能設(shè)施項(xiàng)目的單位成本非常昂貴。
包括美國(guó)陸軍工程兵團(tuán)、墾務(wù)局和田納西河谷管理局在內(nèi)的聯(lián)邦實(shí)體在開(kāi)發(fā)水電和抽水蓄能設(shè)施資源方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用。在上世紀(jì)90年代之前。這些實(shí)體仍然擁有許多可以改裝為抽水蓄能設(shè)施設(shè)施的傳統(tǒng)水電設(shè)施。然而，除非利用現(xiàn)有的抽水蓄能設(shè)施，否則對(duì)其投資不太可能是合理的，直到現(xiàn)有抽水蓄能設(shè)施的利用率開(kāi)始再次增加，并且其產(chǎn)生的價(jià)值的長(zhǎng)期前景變得更加確定。
3.2.14 與抽水蓄能有關(guān)的總結(jié)發(fā)現(xiàn)和建議
人們普遍認(rèn)為選址是美國(guó)部署抽水蓄能設(shè)施的主要障礙是一種誤解。美國(guó)在技術(shù)上可行的站點(diǎn)數(shù)量眾多，并且有許多選址/許可流程。在過(guò)去的20年已經(jīng)規(guī)劃建設(shè)一些抽水蓄能設(shè)施。然而，由于未來(lái)需求和金融風(fēng)險(xiǎn)的不確定性，幾乎所有這些項(xiàng)目都被取消了。在競(jìng)爭(zhēng)激烈的電力市場(chǎng)中，新建抽水蓄能設(shè)施的可行商業(yè)模式尚未得到證實(shí)。
當(dāng)前需求不足和未來(lái)需求前景不確定是新建抽水蓄能設(shè)施項(xiàng)目的主要障礙。只要天然氣仍然是電網(wǎng)平衡的可用選擇，一般來(lái)說(shuō)，抽水蓄能設(shè)施不太可能具有競(jìng)爭(zhēng)力。對(duì)于美國(guó)和其他國(guó)家的許多現(xiàn)有抽水蓄能設(shè)施，其利用率呈下降趨勢(shì)。
中國(guó)大規(guī)模投資和建設(shè)抽水蓄能設(shè)施的原因是具備獨(dú)特的制度和監(jiān)管條件。要想在其他地方復(fù)制中國(guó)的經(jīng)驗(yàn)，即使可能也很困難。美國(guó)不太可能復(fù)制中國(guó)通過(guò)規(guī)模經(jīng)濟(jì)和標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)現(xiàn)低成本和可預(yù)測(cè)成本。因此，美國(guó)的抽水蓄能設(shè)施的成本可能仍將居高不下，預(yù)計(jì)會(huì)出現(xiàn)成本超支。
可以在不引入超支的情況下推進(jìn)建設(shè)抽水蓄能設(shè)施的建議分為兩類(lèi)：(1)技術(shù)中立的行動(dòng)，減少關(guān)于未來(lái)角色的不確定性； (2)專(zhuān)門(mén)針對(duì)抽水蓄能設(shè)施問(wèn)題的行動(dòng)。
在國(guó)家和地方層面為電力部門(mén)脫碳制定合理的時(shí)間表將為電網(wǎng)規(guī)模儲(chǔ)能需求提供更大的長(zhǎng)期確定性，從而對(duì)來(lái)自抽水蓄能設(shè)施和其他儲(chǔ)能投資的未來(lái)收入來(lái)源更有信心。此外，公用事業(yè)監(jiān)管機(jī)構(gòu)和電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商應(yīng)開(kāi)發(fā)技術(shù)中立的競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，使負(fù)載服務(wù)實(shí)體、輸電系統(tǒng)和系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商能夠參與承購(gòu)抽水蓄能設(shè)施和其他儲(chǔ)能項(xiàng)目的服務(wù)協(xié)議。
談到針對(duì)抽水蓄能設(shè)施的具體行動(dòng)，美國(guó)聯(lián)邦政府應(yīng)考慮采取進(jìn)一步措施來(lái)延長(zhǎng)抽水蓄能設(shè)施許可證的有效期，以便開(kāi)發(fā)商能夠隨著脫碳工作的進(jìn)展而維持一份“準(zhǔn)備就緒”的項(xiàng)目名冊(cè)。美國(guó)聯(lián)邦政府還可以將聯(lián)邦擁有的抽水蓄能設(shè)施私有化，以激勵(lì)有效利用。而拍賣(mài)這些站點(diǎn)將提供有關(guān)抽水蓄能設(shè)施資產(chǎn)轉(zhuǎn)售價(jià)值的有用信息，這有助于促進(jìn)新項(xiàng)目的融資。最后，電力行業(yè)和金融機(jī)構(gòu)應(yīng)繼續(xù)努力為抽水蓄能項(xiàng)目開(kāi)發(fā)新的商業(yè)模式和融資策略。
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