關(guān)于抽水蓄能電站發(fā)展熱潮中的幾點(diǎn)冷思考
謝國(guó)興
（中國(guó)能源研究會(huì)能源監(jiān)管專業(yè)委員會(huì)委員）
可再生能源發(fā)電的隨機(jī)性、間歇性和波動(dòng)性等問題，對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的不利影響非常大，對(duì)此，電力系統(tǒng)必須有足夠的靈活調(diào)節(jié)電源用以保障運(yùn)行穩(wěn)定。靈活調(diào)節(jié)電源包括火電機(jī)組、水電機(jī)組、抽水蓄能機(jī)組和新型儲(chǔ)能設(shè)施等。在源荷之間的電網(wǎng)，只有依靠?jī)?chǔ)能和調(diào)節(jié)電源才能實(shí)現(xiàn)源隨荷動(dòng)、源荷平衡。
毋庸置疑，在所有靈活調(diào)節(jié)電源中，火電仍是主要的靈活性調(diào)節(jié)電源，煤電不僅容量占比大，調(diào)節(jié)能力也很強(qiáng)，可以在額定負(fù)荷的30%～100%之間調(diào)節(jié)，AGC和CCS反應(yīng)靈活，是穩(wěn)定電網(wǎng)運(yùn)行的基礎(chǔ)性電源。但是隨著大規(guī)模可再生能源的發(fā)展，幾乎不具靈活調(diào)節(jié)性的大容量核電機(jī)組持續(xù)投產(chǎn)，跨省區(qū)特高壓輸電持續(xù)增長(zhǎng)，燃?xì)獍l(fā)電受天然氣價(jià)格限制，僅靠煤電的靈活性已無(wú)法實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行。因此，儲(chǔ)能建設(shè)是新型電力系統(tǒng)不可回避的問題，儲(chǔ)能必將是新型電力系統(tǒng)的重要組成部分。
以電化學(xué)儲(chǔ)能為代表的新型儲(chǔ)能技術(shù)，也是電力行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。壓縮空氣儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能、鋰電子電池儲(chǔ)能、超級(jí)電容儲(chǔ)能等技術(shù)各具優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，但這些技術(shù)并不十分成熟，成本居高不下。氫儲(chǔ)能、超導(dǎo)儲(chǔ)能仍處于研發(fā)階段，液流電池等尚處于示范應(yīng)用階段，壓縮空氣儲(chǔ)能、鋰離子電池儲(chǔ)能技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性較差。
相對(duì)而言，抽水蓄能技術(shù)是目前世界公認(rèn)的技術(shù)最成熟、經(jīng)濟(jì)效益最好、最具靈活性、安全性最高、壽命最長(zhǎng)、環(huán)境污染最少、應(yīng)用最為廣泛的儲(chǔ)能技術(shù)。截至2020年底，我國(guó)抽水蓄能裝機(jī)規(guī)模占全球儲(chǔ)能總規(guī)模的94%。我國(guó)在2021年已建成抽水蓄能電站總裝機(jī)3639萬(wàn)千瓦，全球最高。但我國(guó)抽水蓄能在電力系統(tǒng)中的比例僅有1.4%，遠(yuǎn)低于歐美發(fā)達(dá)國(guó)家，由此可見，我國(guó)抽水蓄能市場(chǎng)需求巨大。
抽水蓄能電站廠址都在山區(qū)，這對(duì)發(fā)展山區(qū)地方經(jīng)濟(jì)、鞏固脫貧成果、實(shí)現(xiàn)城鄉(xiāng)共同富裕具有現(xiàn)實(shí)意義和歷史意義。
在抽水蓄能電站大發(fā)展的同時(shí)，必須正視影響抽水蓄能健康發(fā)展的問題，應(yīng)當(dāng)在建設(shè)熱潮中有冷思考，以推進(jìn)抽水蓄能電站建設(shè)快速、有序、高效、健康發(fā)展。
一、抽水蓄能電站發(fā)展中幾個(gè)值得注意的問題
（一）發(fā)展規(guī)模滯后于新型電力系統(tǒng)需求
目前抽水蓄能電站建成投產(chǎn)規(guī)模較小、在電源結(jié)構(gòu)中占比低，不能有效滿足電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和新能源大規(guī)?？焖侔l(fā)展的需要。當(dāng)前，我國(guó)抽水蓄能裝機(jī)容量3639萬(wàn)千瓦，遠(yuǎn)低于占發(fā)電總裝機(jī)容量10%的一般要求。數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)2010年風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電裝機(jī)僅有2984萬(wàn)千瓦，然而到2021年底，風(fēng)光兩項(xiàng)新能源裝機(jī)總量達(dá)到6.34億千瓦，增長(zhǎng)21倍之多。相比之下，抽水蓄能電站裝機(jī)從2010年的1691萬(wàn)千瓦增加到2021年的3639萬(wàn)千瓦，僅增至2.1倍。盡管各地政府“十四五”期間規(guī)劃發(fā)展不少抽水蓄能和新型儲(chǔ)能，但是新型儲(chǔ)能投資大、技術(shù)不成熟，還有發(fā)電時(shí)間短（僅2小時(shí)）、可靠性低、安全風(fēng)險(xiǎn)大的缺點(diǎn)，退役后處理不當(dāng)將污染環(huán)境，因此存在很大的發(fā)展不確定性。即使建成了，也遠(yuǎn)不能滿足核電、可再生能源及跨省區(qū)電力輸送增量所需要配置的儲(chǔ)能容量。有的省市區(qū)域內(nèi)適宜建設(shè)抽水蓄能電站的站址很少，難以滿足本區(qū)域內(nèi)電網(wǎng)調(diào)峰對(duì)抽水蓄能資源的需要；有的省區(qū)抽水蓄能資源很豐富，但是規(guī)劃與建設(shè)跟不上新型電力系統(tǒng)發(fā)展；抽水蓄能資源跨省區(qū)投資與電力電量交易尚處于探索階段，市場(chǎng)化程度很低。總體上看，抽水蓄能電站發(fā)展滯后于新型電力系統(tǒng)需求。
（二）抽水蓄能電站建設(shè)成本持續(xù)快速增長(zhǎng)
近年來(lái)，抽水蓄能電站建設(shè)成本增長(zhǎng)速度較快。譬如，浙江仙居抽水蓄能電站2016年投產(chǎn)，單位造價(jià)每千瓦3534元；長(zhǎng)龍山電站2022年6月投產(chǎn)，可研單位造價(jià)每千瓦5087元；磐安電站預(yù)計(jì)2028年投產(chǎn)，可研單位造價(jià)每千瓦6340元，抽蓄工程靜態(tài)投資逐年呈上升趨勢(shì)。當(dāng)前，新規(guī)劃、開建的抽水蓄能電站單位造價(jià)預(yù)計(jì)將在6500元/千瓦以上，投資成本的快速增長(zhǎng)將嚴(yán)重影響抽水蓄能上網(wǎng)電價(jià)和所在省區(qū)的銷售電價(jià)。
（三）抽水蓄能資源搶占激烈
國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于完善能源綠色低碳轉(zhuǎn)型體制機(jī)制和政策措施的意見》，明確了完善靈活性電源建設(shè)和運(yùn)行機(jī)制。積極推動(dòng)流域控制性調(diào)節(jié)水庫(kù)建設(shè)和常規(guī)水電站擴(kuò)機(jī)增容，加快建設(shè)抽水蓄能電站，探索中小型抽水蓄能技術(shù)應(yīng)用，推行梯級(jí)水電儲(chǔ)能。國(guó)家發(fā)展改革委《關(guān)于進(jìn)一步完善抽水蓄能價(jià)格形成機(jī)制的意見》明確了電價(jià)形成機(jī)制?！澳芎吮M核、能開盡開”，這是國(guó)家發(fā)展改革委和國(guó)家能源局對(duì)“十四五”時(shí)期抽水蓄能項(xiàng)目的明確政策。在國(guó)家多項(xiàng)政策鼓勵(lì)下，抽水蓄能行業(yè)上下游均積極投身于發(fā)展熱潮。設(shè)備制造商積極擴(kuò)充產(chǎn)能；EPC企業(yè)運(yùn)用新技術(shù)改造升級(jí)，壓縮周期；業(yè)主“跑馬圈地”、搶占優(yōu)質(zhì)資源；地方政府更是熱情如火，期盼幾十億乃至上百億投資項(xiàng)目早日落地。在各類資本蜂擁而至的情況下，地方政府也向投資方提出了更高的要求，從而推高了抽水蓄能電站建設(shè)成本。
當(dāng)前，倉(cāng)促無(wú)序的規(guī)劃布局可能會(huì)產(chǎn)生一系列嚴(yán)重后果：第一，布局不盡合理，可能造成電站建成不被需要或無(wú)法使用；第二，一些電站建設(shè)條件較差，經(jīng)濟(jì)性差，建成后增加用戶電費(fèi)負(fù)擔(dān)；第三，建設(shè)成本和運(yùn)行成本可能一時(shí)難以消化，推高投資企業(yè)負(fù)債率和社會(huì)用電成本。這些情況不利于抽水蓄能電站健康發(fā)展。
（四）抽水蓄能電站設(shè)備制造能力不足
國(guó)內(nèi)抽水蓄能機(jī)組的主要生產(chǎn)商是哈爾濱電氣、東方電氣和浙富控股，前兩家公司的產(chǎn)能約為40臺(tái)/年，即一年1000萬(wàn)千瓦左右。2021年，我國(guó)水輪發(fā)電機(jī)組市場(chǎng)占有率前三位的企業(yè)分別是：哈爾濱電氣約47%，東方電氣約40%，浙富控股約4%。抽水蓄能設(shè)備制造能力的不足也是影響抽水蓄能電站發(fā)展的重要因素之一。
二、關(guān)于發(fā)展抽水蓄能的幾點(diǎn)思考
（一）加強(qiáng)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，有序高效推進(jìn)抽水蓄能電站規(guī)劃與建設(shè)
“十四五”“十五五”是我國(guó)可再生能源大發(fā)展時(shí)期，到2030年可再生能源裝機(jī)容量將達(dá)到或超過12億千瓦；跨省區(qū)電力輸送將持續(xù)增加，電力系統(tǒng)運(yùn)行將發(fā)生深刻變化，以抽水蓄能為主體的儲(chǔ)能設(shè)備是電力系統(tǒng)的重要組成部分，對(duì)于發(fā)展可再生能源、電力保供和電網(wǎng)安全運(yùn)行不可或缺。抽水蓄能電站的本質(zhì)屬性是為電網(wǎng)削峰填谷、安全應(yīng)急、保障新能源發(fā)電，根據(jù)電網(wǎng)需要進(jìn)行抽水蓄能，或放水發(fā)電。應(yīng)根據(jù)電源分布特點(diǎn)、電網(wǎng)運(yùn)行特性、用電負(fù)荷分布、電力結(jié)構(gòu)等確定抽水蓄能電站選址和容量。鑒于抽水蓄能發(fā)展有其自身特點(diǎn)，即建設(shè)周期通常6～7年，前期勘測(cè)設(shè)計(jì)及審批一般需要3～4年，因此抽水蓄能電站應(yīng)當(dāng)根據(jù)電力發(fā)展特點(diǎn)，提前勘測(cè)設(shè)計(jì)、選址布局，加快開工建設(shè)，適時(shí)投產(chǎn)發(fā)電。又鑒于當(dāng)前抽水蓄能電站站址選擇以縣市為主，不同程度存在著業(yè)主“跑馬圈地”的情況，地方政府以不同的方式提高資源條件，業(yè)主不惜成本搶占資源，因此建議抽水蓄能電站站址應(yīng)當(dāng)在政府能源主管部門的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)下，加強(qiáng)與自然資源、生態(tài)環(huán)境、林草、水利等部門溝通協(xié)調(diào)，做好與生態(tài)保護(hù)紅線劃定及相關(guān)規(guī)劃工作的銜接。以10年甚至15年的時(shí)間跨度，在分析預(yù)測(cè)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)和電力發(fā)展趨勢(shì)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行選址規(guī)劃、土地預(yù)審、社會(huì)穩(wěn)定評(píng)估、移民規(guī)劃報(bào)告等前期工作，在符合生態(tài)環(huán)境保護(hù)要求的前提下，為抽水蓄能電站發(fā)展進(jìn)行規(guī)劃和預(yù)留空間。同時(shí)既要強(qiáng)調(diào)能快則快，又要按照客觀規(guī)律，保質(zhì)保量地按照程序開展前期工作，有序高效推進(jìn)抽水蓄能電站規(guī)劃與施工建設(shè)，以適應(yīng)新型電力系統(tǒng)發(fā)展的需要。
（二）應(yīng)當(dāng)鼓勵(lì)并支持各類國(guó)有企業(yè)和民營(yíng)企業(yè)投資抽水蓄能電站
從浙江抽水蓄能電站業(yè)主分布來(lái)看，已建成投產(chǎn)的長(zhǎng)龍山抽水蓄能電站總裝機(jī)210萬(wàn)千瓦，控股業(yè)主為三峽集團(tuán)；建設(shè)中的建德抽水蓄能電站規(guī)劃裝機(jī)240萬(wàn)千瓦，控股業(yè)主為江蘇協(xié)鑫公司；納入規(guī)劃中的天臺(tái)抽水蓄能電站規(guī)劃裝機(jī)170萬(wàn)千瓦，控股業(yè)主為三峽集團(tuán)；其他已建成（浙江抽水蓄能總裝機(jī)668萬(wàn)千瓦）、正在建設(shè)中和前期規(guī)劃中的抽水蓄能電站的建設(shè)投資主體絕大部分都是國(guó)家電網(wǎng)所屬新源公司。從過往的抽水蓄能發(fā)展歷程來(lái)看，新源公司是我國(guó)抽水蓄能電站投資的最大股東，這當(dāng)然有其合理性和合法性。但是，隨著電力市場(chǎng)化改革的不斷深入，除抽水蓄能電站以外，多種投資主體的新型儲(chǔ)能發(fā)展如雨后春筍，雖然容量相對(duì)于抽水蓄能電站普遍偏小，但是具有建設(shè)周期短、分布式儲(chǔ)能、對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的適應(yīng)性好、有利于當(dāng)?shù)乜稍偕茉窗l(fā)展、便于電力就地平衡、多樣化等特點(diǎn)。隨著可再生能源的發(fā)展，僅靠新源公司建設(shè)，無(wú)論是投資還是管理，或者市場(chǎng)化要求，可能適應(yīng)不了新型電力系統(tǒng)發(fā)展對(duì)抽水蓄能電站建設(shè)的要求。
隨著抽水蓄能兩部制電價(jià)政策的實(shí)施，抽水蓄能的投資收益和經(jīng)營(yíng)贏利有了保障，因此，其他國(guó)有或民營(yíng)企業(yè)也有很高的投資積極性，以謀求在抽水蓄能電站建設(shè)市場(chǎng)中獲得發(fā)展，政府應(yīng)當(dāng)給予支持。
（三）在積極發(fā)展抽水蓄能的同時(shí)，要防止過度投資抬高輸配電價(jià)
根據(jù)抽水蓄能電站兩部制電價(jià)政策，容量電價(jià)計(jì)入省級(jí)電網(wǎng)輸配電價(jià)中，電量電價(jià)按煤電標(biāo)桿電價(jià)或市場(chǎng)交易現(xiàn)貨價(jià)格計(jì)算。抽水蓄能電站抽水與發(fā)電效率按75%計(jì)算，則綜合平均電價(jià)至少要在標(biāo)桿電價(jià)的基礎(chǔ)上提高25%，如果再計(jì)入容量電價(jià)（內(nèi)部收益+財(cái)務(wù)費(fèi)用+稅金），估計(jì)還要增加15%。即使不計(jì)電量電價(jià)，抽水蓄能綜合電價(jià)勢(shì)必也會(huì)遠(yuǎn)高于火電上網(wǎng)標(biāo)桿電價(jià)。因此，除了對(duì)建設(shè)投資成本要加強(qiáng)監(jiān)管外，抽水蓄能容量需要合理配置、適時(shí)配置，抽水蓄能電站必須要達(dá)到年度設(shè)計(jì)利用小時(shí)數(shù)（2000小時(shí)）以上才具有合理的經(jīng)濟(jì)性?，F(xiàn)在有不少地方正在考慮對(duì)現(xiàn)有水電站進(jìn)行抽水蓄能改造，對(duì)此應(yīng)當(dāng)特別謹(jǐn)慎。抽水蓄能電站的原理是機(jī)械能與電能之間的相互轉(zhuǎn)換，抽水時(shí)應(yīng)當(dāng)盡可能多消耗低谷電，發(fā)電時(shí)盡可能多發(fā)頂峰電，因此它必須有足夠高的水頭形成勢(shì)能，并根據(jù)地理?xiàng)l件建設(shè)恰當(dāng)容量的上下水庫(kù)，才能體現(xiàn)其蓄能的功能特征，因此抽水蓄能電站建設(shè)不能不顧基本要素與條件。當(dāng)前，特別要關(guān)注現(xiàn)有水電站的抽水蓄能功能改造，如果經(jīng)濟(jì)技術(shù)可行性研究做得不夠詳實(shí)，最終的結(jié)局必然是浪費(fèi)投資，抬高電價(jià)。抽水蓄能電站如果無(wú)序開發(fā)，無(wú)視電力系統(tǒng)和電力市場(chǎng)需求，就有可能建而少用或不用，而輸配電價(jià)將在不知不覺中提高，最終影響銷售電價(jià)，這種情況應(yīng)當(dāng)通過政府監(jiān)管予以避免。
（四）支持水電設(shè)備制造企業(yè)積極參與抽水蓄能電站建設(shè)
抽水蓄能電站工程投資中，機(jī)電設(shè)備及安裝工程投資約占26%?！笆奈濉逼陂g國(guó)家將重點(diǎn)實(shí)施“雙兩百工程”，即在200個(gè)市、縣開工建設(shè)200個(gè)以上的抽水蓄能項(xiàng)目，開工目標(biāo)2.7億千瓦。力爭(zhēng)到2025年，抽水蓄能裝機(jī)容量達(dá)到6200萬(wàn)千瓦以上、在建裝機(jī)容量達(dá)到6000萬(wàn)千瓦左右。到2030年抽水蓄能投產(chǎn)目標(biāo)是1.2億千瓦?？梢娙珖?guó)抽水蓄能建設(shè)市場(chǎng)之巨大。提升制造企業(yè)的生產(chǎn)能力和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力極為重要。堅(jiān)持自主創(chuàng)新為主，增強(qiáng)機(jī)電設(shè)備設(shè)計(jì)制造能力，重點(diǎn)攻關(guān)超高水頭大容量抽水蓄能水輪機(jī)、大容量變速機(jī)組設(shè)計(jì)制造自主化，并進(jìn)一步提升勵(lì)磁、調(diào)速器、變頻裝置等輔機(jī)設(shè)備國(guó)產(chǎn)化水平。政府有關(guān)部門和投資企業(yè)在支持哈爾濱電氣、東方電氣集團(tuán)增能擴(kuò)產(chǎn)外，同樣應(yīng)當(dāng)積極支持培育中小型水電設(shè)備制造企業(yè)積極參與抽水蓄能電站建設(shè)。
