新型電力系統(tǒng)背景下加快建設(shè)抽水蓄能電站
中國電力建設(shè)股份有限公司 周建平 侯靖
近年來，我國風(fēng)電和光伏發(fā)電裝機(jī)容量實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)勁增長。截至2021年底，風(fēng)電和光伏發(fā)電裝機(jī)規(guī)模超過6.35億千瓦，已經(jīng)占全國電力總裝機(jī)容量的25%以上。
據(jù)國網(wǎng)能源研究院預(yù)測，2030年全國電力系統(tǒng)發(fā)電裝機(jī)容量將達(dá)到40億千瓦左右，風(fēng)電和光伏發(fā)電裝機(jī)規(guī)模達(dá)到12億~17億千瓦，裝機(jī)占比提高到33%~41%。
隨著具有間歇性、波動(dòng)性、隨機(jī)性特點(diǎn)的風(fēng)電和光伏發(fā)電等新能源在電力系統(tǒng)中的比重越來越高，傳統(tǒng)的“源隨荷動(dòng)”電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度控制面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，發(fā)用兩側(cè)均呈現(xiàn)高度不確定性。
因此，面對(duì)“高比例電力電子設(shè)備、高比例風(fēng)光電新能源”雙高系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行要求，具有靈活調(diào)節(jié)能力的儲(chǔ)能成為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的重要支撐，對(duì)提升電力系統(tǒng)彈性、保證電網(wǎng)運(yùn)行安全穩(wěn)定、促進(jìn)新能源進(jìn)網(wǎng)消納、助力實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)具有非常重要作用。
根據(jù)預(yù)測，若2030年風(fēng)電和光伏發(fā)電裝機(jī)規(guī)模達(dá)到12億~17億千瓦，僅按照風(fēng)電和光伏發(fā)電配置儲(chǔ)能（至少15%）測算，儲(chǔ)能總?cè)萘恐辽傩枰?.8億~2.5億千瓦，但是截至2021年底，全國電力系統(tǒng)儲(chǔ)能容量總規(guī)模僅為4610萬千瓦，可見缺口巨大。
受規(guī)?；滦蛢?chǔ)能技術(shù)成熟度、安全性、經(jīng)濟(jì)性等因素制約，2030年前最具規(guī)模效益的儲(chǔ)能設(shè)施是抽水蓄能電站和常規(guī)水電儲(chǔ)能。抽水蓄能電站技術(shù)最成熟、安全性最好、環(huán)境友好、全生命周期經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)，加快開發(fā)抽水蓄能電站對(duì)促進(jìn)風(fēng)光電清潔能源基地開發(fā)，確保實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)電力電量實(shí)時(shí)平衡，保障電力供應(yīng)安全，構(gòu)建新型電力系統(tǒng)具有特別重要的意義。
新階段對(duì)抽水蓄能電站發(fā)展的迫切需求
我國以往的抽水蓄能發(fā)展是基于火電為主、西電東送水電和核電為輔的傳統(tǒng)電力系統(tǒng)而規(guī)劃的。“十四五”之前，抽水蓄能是電力系統(tǒng)中的“奢侈品”，由于抽水蓄能功能定位和市場電價(jià)的缺失，開發(fā)主體單一，僅限于電網(wǎng)公司投資運(yùn)營，通過內(nèi)部核算將有關(guān)成本納入當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)運(yùn)行費(fèi)用，因而抽水蓄能發(fā)展速度緩慢。2010年到2021年，我國抽水蓄能電站裝機(jī)容量從1691萬千瓦僅增加到3934萬千瓦，增長2.3倍。但是同期風(fēng)光電新能源裝機(jī)容量從2984萬千瓦快速躍升到6.35億千瓦，增長21倍之多，抽水蓄能發(fā)展沒有與同期新能源電力快速發(fā)展同步。
抽水蓄能電站作為新型電力系統(tǒng)不可或缺的平衡器、穩(wěn)定器和調(diào)節(jié)器，將成為構(gòu)建清潔低碳、安全可靠、智慧靈活、經(jīng)濟(jì)高效新型電力系統(tǒng)的中堅(jiān)力量。但是，目前我國抽水蓄能發(fā)展已經(jīng)嚴(yán)重滯后于形勢與任務(wù)的要求，加上抽水蓄能電站建設(shè)周期較長（6~8年），而新能源項(xiàng)目建設(shè)周期較短（1~2年），“十四五”期間抽水蓄能的開發(fā)速度仍然跟不上新能源大規(guī)?？焖侔l(fā)展的要求。因此，加快抽水蓄能開發(fā)已經(jīng)刻不容緩。
據(jù)測算，“十四五”期間抽水蓄能電站至少需新核準(zhǔn)開工建設(shè)1.2億千瓦，才能彌補(bǔ)電力系統(tǒng)所需儲(chǔ)能的差額缺口。新建抽水蓄能電站的規(guī)模遠(yuǎn)超上一個(gè)10年的水平，時(shí)間緊，工程建設(shè)任務(wù)十分繁重而艱巨。未來20年，抽水蓄能新增投產(chǎn)規(guī)模將超3億千瓦，是現(xiàn)有規(guī)模的8倍多（見表1）。伴隨新一輪抽水蓄能中長期規(guī)劃的提出，抽水蓄能產(chǎn)業(yè)將成為各建筑類企業(yè)、勘測設(shè)計(jì)企業(yè)和裝備制造企業(yè)激烈競爭的賽道。
抽水蓄能快速健康發(fā)展的難點(diǎn)所在
抽水蓄能產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的難點(diǎn)包括：首先體現(xiàn)在系統(tǒng)規(guī)劃難。抽水蓄能的配置，一般包括源端配置、網(wǎng)側(cè)配置和用戶側(cè)配置。不同位置的配置，具有不同功能定位和特性要求，其開發(fā)規(guī)模和運(yùn)行調(diào)度方式都需要通過方案比較和技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證予以確定。
其次是成本控制難。迄今市場化的儲(chǔ)能設(shè)施投資回報(bào)路徑不清晰，經(jīng)濟(jì)分析評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)缺失，如何保障開發(fā)企業(yè)投資收益水平，同時(shí)避免全社會(huì)用電成本顯著增加，管控抽水蓄能建設(shè)成本成為一大難點(diǎn)。
再次，協(xié)調(diào)關(guān)系難。抽水蓄能開發(fā)涉及諸多相關(guān)利益主體，如開發(fā)企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)、地方政府、金融機(jī)構(gòu)、勘察設(shè)計(jì)企業(yè)、施工承包企業(yè)、設(shè)備制造企業(yè)、中介服務(wù)機(jī)構(gòu)、征地范圍內(nèi)的移民群體等。項(xiàng)目前期工作、審批核準(zhǔn)、招標(biāo)采購、移民安置、接入系統(tǒng)和投產(chǎn)運(yùn)行等均需要相關(guān)各方共同努力推動(dòng)。而不同主體利益訴求不同，在政策不夠明朗的情況下，難以形成合力，推動(dòng)困難。
最后，回報(bào)兌現(xiàn)難。一方面，抽水蓄能工程資產(chǎn)產(chǎn)權(quán)邊界難以厘清，“建”“用”分離，運(yùn)行調(diào)度規(guī)則不明確，地方政府、電網(wǎng)企業(yè)和開發(fā)企業(yè)在投資分?jǐn)偤屠娣指罘矫娲嬖谳^大利益矛盾；另一方面，不論是采用兩部制電價(jià)、機(jī)組設(shè)備租賃，還是納入電網(wǎng)輸配電成本統(tǒng)一核算，在降低工商業(yè)銷售電價(jià)的大背景下，如果成本疏導(dǎo)不暢，將出現(xiàn)抽水蓄能電站經(jīng)營困難局面，挫傷投資者積極性。
促進(jìn)抽水蓄能快速健康發(fā)展的建議
抽水蓄能電站服務(wù)于風(fēng)光電新能源開發(fā)，服務(wù)于電網(wǎng)運(yùn)行的調(diào)度控制能力，服務(wù)于城市和大用戶用電儲(chǔ)能。不同位置的儲(chǔ)能設(shè)施發(fā)揮不同的功能作用，具有不同的運(yùn)行調(diào)度控制方式，亟待開展“源、網(wǎng)、荷”各環(huán)節(jié)儲(chǔ)能容量與靈活調(diào)節(jié)的能力需求分析，明確抽水蓄能電站和新型儲(chǔ)能設(shè)施的功能定位和優(yōu)化配置，接口邊界條件和運(yùn)行調(diào)度控制要求，從源網(wǎng)協(xié)調(diào)，新能源發(fā)電與儲(chǔ)能協(xié)調(diào)角度，加強(qiáng)我國抽水蓄能電站開發(fā)的系統(tǒng)性頂層規(guī)劃。
為滿足新階段電力系統(tǒng)對(duì)抽水蓄能電站快速建設(shè)的迫切需求，管控各種風(fēng)險(xiǎn)，推動(dòng)抽水蓄能電站健康可持續(xù)發(fā)展，政府主管部門、業(yè)內(nèi)企業(yè)、金融機(jī)構(gòu)、科研機(jī)構(gòu)和高等院校需要同心協(xié)力，同頻共振，以目標(biāo)為導(dǎo)向，圍繞安全、高效、生態(tài)環(huán)保和數(shù)字化智能化等方面存在的諸多技術(shù)難點(diǎn)，破解資源配置、建設(shè)程序、關(guān)鍵技術(shù)和調(diào)度控制的難題，確保工程建設(shè)“安全高效，又好又快”。若干建議如下：
1.加強(qiáng)抽水蓄能電站建設(shè)的統(tǒng)一規(guī)劃管理。一是要滾動(dòng)開展中長期資源選點(diǎn)和開發(fā)規(guī)劃；二是要根據(jù)區(qū)域電網(wǎng)范圍和分布、規(guī)?；鍧嵞茉椿氐冗M(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃；三是要維護(hù)規(guī)劃的權(quán)威性和嚴(yán)肅性，一經(jīng)發(fā)布，應(yīng)該成為本區(qū)域本階段抽水蓄能發(fā)展的主要依據(jù)。
2.應(yīng)該明確選擇投資開發(fā)主體的基本條件和項(xiàng)目運(yùn)作規(guī)則，按照高效、經(jīng)濟(jì)、可靠原則，穩(wěn)妥推進(jìn)競爭方式確定項(xiàng)目投資開發(fā)主體，避免無序競爭、惡性競爭和倒買倒賣行為。既要鼓勵(lì)投資主體多元化，但也要設(shè)立必要的門檻，防止跑馬圈地和項(xiàng)目炒作。鼓勵(lì)電力央企國企（包括電網(wǎng)企業(yè)）、政府投資平臺(tái)，以及其他新能源開發(fā)企業(yè)形成緊密聯(lián)合體，實(shí)現(xiàn)抽水蓄能、新能源、接入電網(wǎng)、運(yùn)行管理、市場消納等一體化開發(fā)運(yùn)營，更大范圍優(yōu)化資源配置，保障開發(fā)項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益預(yù)期。只有明確參建各方的責(zé)權(quán)利，才能避免出現(xiàn)盲目無序的發(fā)展局面。
3.扎實(shí)開展項(xiàng)目前期論證，優(yōu)化開發(fā)方案，加快項(xiàng)目審批，確保抽水蓄能電站前期工作、施工建造、并網(wǎng)運(yùn)行規(guī)范有序，效益保障，風(fēng)險(xiǎn)可控。目前存在的問題是部分項(xiàng)目規(guī)劃論證深度不足，前期工作基礎(chǔ)不扎實(shí)，在“能核盡核”“能開盡開”的號(hào)召下，難免魚目混珠，泥沙俱下。
4.根據(jù)電網(wǎng)安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行以及“雙碳”目標(biāo)等要求，充分挖掘儲(chǔ)能設(shè)施的功能作用和綜合利用效益。抓緊研究新型電力系統(tǒng)背景下，儲(chǔ)能設(shè)施包括抽水蓄能和新型儲(chǔ)能的功能性能要求、運(yùn)行調(diào)度規(guī)則和相關(guān)效能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。
5.研究抽水蓄能電站和新型儲(chǔ)能設(shè)施的電價(jià)機(jī)制和投資回報(bào)途徑，合理疏導(dǎo)和分?jǐn)們?chǔ)能設(shè)施建設(shè)與運(yùn)行成本，鼓勵(lì)加快開發(fā)、安全開發(fā)和可持續(xù)發(fā)展。除需進(jìn)一步完善兩部制電價(jià)機(jī)制，制定容量電價(jià)和電量電價(jià)的核定和實(shí)施方案外，還應(yīng)開展市場化電價(jià)機(jī)制研究，鼓勵(lì)多元化投資，逐步從以政策驅(qū)動(dòng)為主向市場驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)變。
6.高標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)要求強(qiáng)化行業(yè)監(jiān)管，保障項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量和進(jìn)度：一要鼓勵(lì)技術(shù)創(chuàng)新和管理創(chuàng)新，鼓勵(lì)行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，建設(shè)智能化抽水蓄能電站。二要重視工程建設(shè)與環(huán)境友好協(xié)調(diào)統(tǒng)一，在工程設(shè)計(jì)和施工過程中，要堅(jiān)持綠色環(huán)保理念，堅(jiān)持在開發(fā)中保護(hù)，在保護(hù)中開發(fā)。三要規(guī)范勘測設(shè)計(jì)管理，保障勘測設(shè)計(jì)的合理周期、資源投入和產(chǎn)品質(zhì)量，堅(jiān)持先規(guī)劃再設(shè)計(jì)，先設(shè)計(jì)后施工；開展標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、模塊化設(shè)計(jì)和BIM設(shè)計(jì)，提高工作效率和質(zhì)量。四要借助現(xiàn)代數(shù)字化信息化技術(shù)，提升工程質(zhì)量安全管理規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化和精細(xì)化水平，有序高效管控進(jìn)度、質(zhì)量、安全、成本等風(fēng)險(xiǎn)。五要提升施工智能建造水平。在機(jī)械化換人、自動(dòng)化減人的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研發(fā)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)以及智能建造技術(shù)，不斷提高工程質(zhì)量和施工效率。六要加強(qiáng)對(duì)已建抽水蓄能電站運(yùn)行調(diào)度和綜合效益的分析，制定運(yùn)行調(diào)度規(guī)則和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)制度化、標(biāo)準(zhǔn)化和信息化、智能化的監(jiān)管，提高行業(yè)監(jiān)管水平。
（轉(zhuǎn)自《中國電業(yè)與能源》雜志）
