新型電力系統(tǒng)背景下加快建設抽水蓄能電站
中國電力建設股份有限公司 周建平 侯靖
近年來，我國風電和光伏發(fā)電裝機容量實現了強勁增長。截至2021年底，風電和光伏發(fā)電裝機規(guī)模超過6.35億千瓦，已經占全國電力總裝機容量的25%以上。
據國網能源研究院預測，2030年全國電力系統(tǒng)發(fā)電裝機容量將達到40億千瓦左右，風電和光伏發(fā)電裝機規(guī)模達到12億~17億千瓦，裝機占比提高到33%~41%。
隨著具有間歇性、波動性、隨機性特點的風電和光伏發(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”電網運行調度控制面臨嚴峻挑戰(zhàn)，發(fā)用兩側均呈現高度不確定性。
因此，面對“高比例電力電子設備、高比例風光電新能源”雙高系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行要求，具有靈活調節(jié)能力的儲能成為構建新型電力系統(tǒng)的重要支撐，對提升電力系統(tǒng)彈性、保證電網運行安全穩(wěn)定、促進新能源進網消納、助力實現“雙碳”目標具有非常重要作用。
根據預測，若2030年風電和光伏發(fā)電裝機規(guī)模達到12億~17億千瓦，僅按照風電和光伏發(fā)電配置儲能（至少15%）測算，儲能總容量至少需要1.8億~2.5億千瓦，但是截至2021年底，全國電力系統(tǒng)儲能容量總規(guī)模僅為4610萬千瓦，可見缺口巨大。
受規(guī)模化新型儲能技術成熟度、安全性、經濟性等因素制約，2030年前最具規(guī)模效益的儲能設施是抽水蓄能電站和常規(guī)水電儲能。抽水蓄能電站技術最成熟、安全性最好、環(huán)境友好、全生命周期經濟性最優(yōu)，加快開發(fā)抽水蓄能電站對促進風光電清潔能源基地開發(fā)，確保實現電網電力電量實時平衡，保障電力供應安全，構建新型電力系統(tǒng)具有特別重要的意義。
新階段對抽水蓄能電站發(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的缺失，開發(fā)主體單一，僅限于電網公司投資運營，通過內部核算將有關成本納入當地電網運行費用，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。但是同期風光電新能源裝機容量從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)定器和調節(jié)器，將成為構建清潔低碳、安全可靠、智慧靈活、經濟高效新型電力系統(tǒng)的中堅力量。但是，目前我國抽水蓄能發(fā)展已經嚴重滯后于形勢與任務的要求，加上抽水蓄能電站建設周期較長（6~8年），而新能源項目建設周期較短（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)已經刻不容緩。
據測算，“十四五”期間抽水蓄能電站至少需新核準開工建設1.2億千瓦，才能彌補電力系統(tǒng)所需儲能的差額缺口。新建抽水蓄能電站的規(guī)模遠超上一個10年的水平，時間緊，工程建設任務十分繁重而艱巨。未來20年，抽水蓄能新增投產規(guī)模將超3億千瓦，是現有規(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，抽水蓄能產業(yè)將成為各建筑類企業(yè)、勘測設計企業(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)展的難點所在
抽水蓄能產業(yè)健康發(fā)展的難點包括：首先體現在系統(tǒng)規(guī)劃難。抽水蓄能的配置，一般包括源端配置、網側配置和用戶側配置。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)模和運行調度方式都需要通過方案比較和技術經濟論證予以確定。
其次是成本控制難。迄今市場化的儲能設施投資回報路徑不清晰，經濟分析評價標準缺失，如何保障開發(fā)企業(yè)投資收益水平，同時避免全社會用電成本顯著增加，管控抽水蓄能建設成本成為一大難點。
再次，協調關系難。抽水蓄能開發(fā)涉及諸多相關利益主體，如開發(fā)企業(yè)、電網企業(yè)、地方政府、金融機構、勘察設計企業(yè)、施工承包企業(yè)、設備制造企業(yè)、中介服務機構、征地范圍內的移民群體等。項目前期工作、審批核準、招標采購、移民安置、接入系統(tǒng)和投產運行等均需要相關各方共同努力推動。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，推動困難。
最后，回報兌現難。一方面，抽水蓄能工程資產產權邊界難以厘清，“建”“用”分離，運行調度規(guī)則不明確，地方政府、電網企業(yè)和開發(fā)企業(yè)在投資分攤和利益分割方面存在較大利益矛盾；另一方面，不論是采用兩部制電價、機組設備租賃，還是納入電網輸配電成本統(tǒng)一核算，在降低工商業(yè)銷售電價的大背景下，如果成本疏導不暢，將出現抽水蓄能電站經營困難局面，挫傷投資者積極性。
促進抽水蓄能快速健康發(fā)展的建議
抽水蓄能電站服務于風光電新能源開發(fā)，服務于電網運行的調度控制能力，服務于城市和大用戶用電儲能。不同位置的儲能設施發(fā)揮不同的功能作用，具有不同的運行調度控制方式，亟待開展“源、網、荷”各環(huán)節(jié)儲能容量與靈活調節(jié)的能力需求分析，明確抽水蓄能電站和新型儲能設施的功能定位和優(yōu)化配置，接口邊界條件和運行調度控制要求，從源網協調，新能源發(fā)電與儲能協調角度，加強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)對抽水蓄能電站快速建設的迫切需求，管控各種風險，推動抽水蓄能電站健康可持續(xù)發(fā)展，政府主管部門、業(yè)內企業(yè)、金融機構、科研機構和高等院校需要同心協力，同頻共振，以目標為導向，圍繞安全、高效、生態(tài)環(huán)保和數字化智能化等方面存在的諸多技術難點，破解資源配置、建設程序、關鍵技術和調度控制的難題，確保工程建設“安全高效，又好又快”。若干建議如下：
1.加強抽水蓄能電站建設的統(tǒng)一規(guī)劃管理。一是要滾動開展中長期資源選點和開發(fā)規(guī)劃；二是要根據區(qū)域電網范圍和分布、規(guī)?；鍧嵞茉椿氐冗M行統(tǒng)籌規(guī)劃；三是要維護規(guī)劃的權威性和嚴肅性，一經發(fā)布，應該成為本區(qū)域本階段抽水蓄能發(fā)展的主要依據。
2.應該明確選擇投資開發(fā)主體的基本條件和項目運作規(guī)則，按照高效、經濟、可靠原則，穩(wěn)妥推進競爭方式確定項目投資開發(fā)主體，避免無序競爭、惡性競爭和倒買倒賣行為。既要鼓勵投資主體多元化，但也要設立必要的門檻，防止跑馬圈地和項目炒作。鼓勵電力央企國企（包括電網企業(yè)）、政府投資平臺，以及其他新能源開發(fā)企業(yè)形成緊密聯合體，實現抽水蓄能、新能源、接入電網、運行管理、市場消納等一體化開發(fā)運營，更大范圍優(yōu)化資源配置，保障開發(fā)項目的經濟效益預期。只有明確參建各方的責權利，才能避免出現盲目無序的發(fā)展局面。
3.扎實開展項目前期論證，優(yōu)化開發(fā)方案，加快項目審批，確保抽水蓄能電站前期工作、施工建造、并網運行規(guī)范有序，效益保障，風險可控。目前存在的問題是部分項目規(guī)劃論證深度不足，前期工作基礎不扎實，在“能核盡核”“能開盡開”的號召下，難免魚目混珠，泥沙俱下。
4.根據電網安全、穩(wěn)定和經濟性運行以及“雙碳”目標等要求，充分挖掘儲能設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，儲能設施包括抽水蓄能和新型儲能的功能性能要求、運行調度規(guī)則和相關效能評價標準。
5.研究抽水蓄能電站和新型儲能設施的電價機制和投資回報途徑，合理疏導和分攤儲能設施建設與運行成本，鼓勵加快開發(fā)、安全開發(fā)和可持續(xù)發(fā)展。除需進一步完善兩部制電價機制，制定容量電價和電量電價的核定和實施方案外，還應開展市場化電價機制研究，鼓勵多元化投資，逐步從以政策驅動為主向市場驅動轉變。
6.高標準嚴要求強化行業(yè)監(jiān)管，保障項目建設質量和進度：一要鼓勵技術創(chuàng)新和管理創(chuàng)新，鼓勵行業(yè)數字化轉型，建設智能化抽水蓄能電站。二要重視工程建設與環(huán)境友好協調統(tǒng)一，在工程設計和施工過程中，要堅持綠色環(huán)保理念，堅持在開發(fā)中保護，在保護中開發(fā)。三要規(guī)范勘測設計管理，保障勘測設計的合理周期、資源投入和產品質量，堅持先規(guī)劃再設計，先設計后施工；開展標準化設計、模塊化設計和BIM設計，提高工作效率和質量。四要借助現代數字化信息化技術，提升工程質量安全管理規(guī)范化、標準化和精細化水平，有序高效管控進度、質量、安全、成本等風險。五要提升施工智能建造水平。在機械化換人、自動化減人的基礎上，進一步研發(fā)應用物聯網技術、數字化技術、大數據分析技術以及智能建造技術，不斷提高工程質量和施工效率。六要加強對已建抽水蓄能電站運行調度和綜合效益的分析，制定運行調度規(guī)則和評價標準，實現制度化、標準化和信息化、智能化的監(jiān)管，提高行業(yè)監(jiān)管水平。
（轉自《中國電業(yè)與能源》雜志）
