中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：
摘要：能源高質(zhì)量發(fā)展和碳達(dá)峰目標(biāo)對(duì)我國(guó)電力系統(tǒng)靈活性提出了更高的要求，抽水蓄能電站的重要戰(zhàn)略地位日益增強(qiáng)。本文選取英國(guó)、美國(guó)、歐盟和日本為代表，梳理了國(guó)外抽水蓄能電站經(jīng)營(yíng)發(fā)展情況，歸納分析了其抽水蓄能電站的盈利模式及影響因素，總結(jié)了有利于我國(guó)抽水蓄能電價(jià)機(jī)制發(fā)展的啟示和建議：深化包括電力現(xiàn)貨市場(chǎng)、輔助服務(wù)市場(chǎng)和容量保障機(jī)制在內(nèi)的電力市場(chǎng)化改革；用足市場(chǎng)手段、發(fā)揮政策優(yōu)勢(shì)，在電力市場(chǎng)過(guò)渡階段建立基于功能價(jià)值的靈活調(diào)節(jié)容量市場(chǎng)，為抽水蓄能等靈活性資源開(kāi)辟同臺(tái)競(jìng)爭(zhēng)的賽道；合理規(guī)劃抽水蓄能發(fā)展規(guī)模，探索建立抽蓄利用情況指標(biāo)體系及風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警機(jī)制。
關(guān)鍵詞：抽水蓄能；盈利模式；電價(jià)機(jī)制；國(guó)際經(jīng)驗(yàn)
當(dāng)前，我國(guó)正加快構(gòu)建“清潔低碳、安全高效”的能源體系，積極發(fā)展清潔能源并提升能源綜合利用效率。2020年9月，我國(guó)提出新的二氧化碳排放達(dá)峰目標(biāo)，力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。在此背景下，中國(guó)新型能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型對(duì)電力系統(tǒng)的靈活性提出了更高要求。
抽水蓄能電站是提升電力系統(tǒng)靈活性的重要手段之一，在調(diào)峰填谷、平抑風(fēng)光波動(dòng)性等領(lǐng)域具有優(yōu)勢(shì)，尤其在具有高比例可再生能源的區(qū)域，其重要戰(zhàn)略地位日益增強(qiáng)?！秶?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(jiàn)》（發(fā)改價(jià)格〔2021〕633號(hào)）將抽水蓄能電價(jià)機(jī)制已統(tǒng)一為“以競(jìng)爭(zhēng)性方式形成電量電價(jià)，并將容量電價(jià)納入輸配電價(jià)回收”的新型兩部制電價(jià)機(jī)制。同時(shí)，當(dāng)前這輪電力體制改革正在推進(jìn)統(tǒng)一開(kāi)放、競(jìng)爭(zhēng)有序的電力市場(chǎng)體系建設(shè)，形成了以中長(zhǎng)期交易為主、現(xiàn)貨市場(chǎng)試點(diǎn)運(yùn)行的電力市場(chǎng)格局。因此，探究在當(dāng)前政策和市場(chǎng)環(huán)境下抽水蓄能電站的盈利方式和電價(jià)機(jī)制優(yōu)化方向，對(duì)完善抽水蓄能電價(jià)政策、促進(jìn)抽水蓄能產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展十分重要。
本文將對(duì)國(guó)外典型國(guó)家或地區(qū)的抽水蓄能電站盈利模式進(jìn)行研究，包括英國(guó)、美國(guó)和歐盟等競(jìng)爭(zhēng)性電力市場(chǎng)國(guó)家或地區(qū)，以及非競(jìng)爭(zhēng)性電力市場(chǎng)國(guó)家——日本。以期通過(guò)對(duì)國(guó)外電站經(jīng)營(yíng)發(fā)展實(shí)踐的歸納和總結(jié)，凝練出有利于我國(guó)抽水蓄能電價(jià)機(jī)制發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)與啟示。
一、國(guó)際抽水蓄能電站概況
1882年，首座抽水蓄能電站誕生在瑞士。伴隨著抽水蓄能電站工程技術(shù)的發(fā)展及其在電網(wǎng)中實(shí)際運(yùn)行的表現(xiàn)，從初期主要用于調(diào)節(jié)常規(guī)水電站出力的季節(jié)性不平衡，逐步被賦予越來(lái)越多的職責(zé)——調(diào)峰填谷、調(diào)頻調(diào)相、事故備用、配合風(fēng)電儲(chǔ)能等。
20世紀(jì)50年代是抽水蓄能電站開(kāi)始迅速發(fā)展的起步階段，西歐各國(guó)領(lǐng)導(dǎo)著世界抽水蓄能電站建設(shè)的潮流，占世界抽水蓄能電站總裝機(jī)容量的35%~40%。20世紀(jì)60~90年代約30年間，是抽水蓄能電站建設(shè)蓬勃發(fā)展的第一個(gè)時(shí)期，尤其是上世紀(jì)70年代和80年代可謂抽水蓄能電站發(fā)展的黃金時(shí)期。其中以美國(guó)發(fā)展最為迅猛，從1960年代后期蓄能裝機(jī)容量躍居世界第一，并保持了20多年的優(yōu)勢(shì)。
20世紀(jì)90年代，受經(jīng)濟(jì)發(fā)展形勢(shì)和電力市場(chǎng)化改革等影響，歐美國(guó)家的抽水蓄能電站建設(shè)進(jìn)程放緩。日本超過(guò)美國(guó)成為抽水蓄能電站裝機(jī)容量最大的國(guó)家，到20世紀(jì)末裝機(jī)規(guī)模達(dá)到2082萬(wàn)千瓦。中國(guó)也在這個(gè)階段逐步進(jìn)入蓬勃發(fā)展時(shí)期，但總體而言日本、美國(guó)和西歐諸國(guó)抽水蓄能電站裝機(jī)容量之和仍占到世界抽水蓄能電站總裝機(jī)容量的80%以上。
進(jìn)入21世紀(jì)，以中國(guó)為代表的亞洲國(guó)家開(kāi)始引領(lǐng)世界抽水蓄能進(jìn)入第二個(gè)高速發(fā)展期，以平均每年超過(guò)130萬(wàn)千瓦的速度迅速趕超，到2016年中國(guó)抽水蓄能電站規(guī)模與日本基本相當(dāng)。日本在本世紀(jì)前10年，仍然保持抽水蓄能建設(shè)勢(shì)頭，進(jìn)入2010年后，受自然資源條件限制，從新建抽水蓄能電站轉(zhuǎn)入已建電站預(yù)留機(jī)組擴(kuò)建和蓄能改造階段，歐美等國(guó)家的抽水蓄能也主要以更新改造為主。
圖1 世界抽水蓄能歷年累計(jì)裝機(jī)容量
目前，抽水蓄能已成為一種成熟的電儲(chǔ)能方式，其裝機(jī)容量占到全世界電儲(chǔ)能裝機(jī)容量的94%，儲(chǔ)存的電能占全球儲(chǔ)能的99%。截止2021年底，全世界抽水蓄能電站裝機(jī)容量達(dá)16500萬(wàn)千瓦，中國(guó)裝機(jī)容量3669萬(wàn)千瓦，占世界裝機(jī)容量的22.2%，其次為日本和美國(guó)，分別為2750萬(wàn)千瓦和2200萬(wàn)千瓦。同時(shí)，歐洲國(guó)家也占較大比例。
圖2 世界抽水蓄能電站裝機(jī)分布
國(guó)際上，日本、美國(guó)抽水蓄能裝機(jī)容量分列世界第二位、第三位，抽水蓄能在電力系統(tǒng)中占據(jù)重要地位。除了東亞和美國(guó)，歐洲也是抽水蓄能電站分布較多的地區(qū)。英國(guó)雖然抽水蓄能機(jī)組裝機(jī)容量不大，但在電力市場(chǎng)改革之后形成了較成熟的電力市場(chǎng)體系和電價(jià)機(jī)制。本文將選取英國(guó)、美國(guó)、歐盟和日本為代表，分析國(guó)外抽水蓄能電站經(jīng)營(yíng)發(fā)展情況。
二、國(guó)外典型國(guó)家/地區(qū)抽蓄電站盈利模式
（一）英國(guó)
1989年英國(guó)政府頒布新的《電力法》，開(kāi)始推行電力體制改革，推進(jìn)電力市場(chǎng)私有化和市場(chǎng)化，該時(shí)期實(shí)行的是電力庫(kù)模式（Power Pool）；由于電力庫(kù)模式的過(guò)分集中，2001年正式實(shí)施新的電力交易系統(tǒng)NETA；2005年以BETTA模式為基礎(chǔ)進(jìn)行了第三次改革，將蘇格蘭地區(qū)納入；2011年，開(kāi)啟新一輪以促進(jìn)低碳發(fā)展、保障供應(yīng)安全為核心的電力市場(chǎng)化改革。目前，英國(guó)形成了一個(gè)具有各個(gè)時(shí)間尺度的電能量市場(chǎng)、輔助服務(wù)市場(chǎng)、容量市場(chǎng)的電力市場(chǎng)體系，是分散式電力市場(chǎng)的代表，主要以雙邊交易為主，平衡機(jī)制和輔助服務(wù)市場(chǎng)則由英國(guó)國(guó)家電網(wǎng)（National Grid）統(tǒng)一負(fù)責(zé)采購(gòu)。
英國(guó)燃?xì)怆娬狙b機(jī)容量大，是電網(wǎng)的主力調(diào)峰手段；抽水蓄能電站相對(duì)于燃?xì)怆娬?，容量較少，主要承擔(dān)尖峰負(fù)荷、容量備用等任務(wù)。隨著英國(guó)電力體制改革的不斷推進(jìn)，抽水蓄能電站的經(jīng)營(yíng)管理體制幾經(jīng)變遷，效益亦隨之發(fā)生變化。目前抽水蓄能電站由業(yè)主獨(dú)立經(jīng)營(yíng)，與其他電廠一起參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。電力體制改革以后，英國(guó)的發(fā)電、配電、售電由統(tǒng)一經(jīng)營(yíng)變?yōu)槭袌?chǎng)化競(jìng)爭(zhēng)，抽水蓄能電站能夠很好地參與到電能量市場(chǎng)與輔助服務(wù)市場(chǎng)中。
基于抽水蓄能機(jī)組的技術(shù)特性和在電網(wǎng)中的特殊作用，英國(guó)電力市場(chǎng)專(zhuān)門(mén)制定抽水蓄能機(jī)組的競(jìng)價(jià)模式和電價(jià)機(jī)制。英國(guó)明確抽水蓄能電站收入包括年度交易中的固定收入（固定部分）與競(jìng)價(jià)交易中的電量銷(xiāo)售收入（變動(dòng)部分）兩部分。
圖3 英國(guó)抽水蓄能電站收入構(gòu)成
1.固定部分
抽水蓄能電站將部分容量與英國(guó)國(guó)家電網(wǎng)公司簽訂合約，作為國(guó)家電網(wǎng)公司調(diào)節(jié)資源，英國(guó)國(guó)家電網(wǎng)對(duì)其提供的服務(wù)進(jìn)行補(bǔ)償。該部分為固定收入，又稱(chēng)容量補(bǔ)償，是對(duì)抽水蓄能電站在承擔(dān)電網(wǎng)輔助服務(wù)和參與調(diào)峰填谷兩方面效益的補(bǔ)償。
固定部分收入約占抽水蓄能電站全年總收入的70%~80%，其中輔助服務(wù)補(bǔ)償費(fèi)約占固定部分收入的70%。
2.變動(dòng)部分
抽水蓄能電站通過(guò)參加電力平衡市場(chǎng)交易獲得變動(dòng)部分收入，但與一般機(jī)組有所不同，其主要承擔(dān)尖峰負(fù)荷，所報(bào)價(jià)格是響應(yīng)尖峰負(fù)荷的價(jià)格，一般是基荷價(jià)格的幾倍。抽水蓄能電站與同樣能承擔(dān)尖峰的其他機(jī)組相比，具有較大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，能夠通過(guò)競(jìng)價(jià)交易獲得電量銷(xiāo)售收入。這部分收入隨著不同時(shí)段、不同報(bào)價(jià)而變動(dòng)，完全依靠市場(chǎng)需求和競(jìng)價(jià)交易獲得。變動(dòng)收入占抽水蓄能電站全年總收入的20%~30%。
英國(guó)的迪諾威克抽水蓄能電站裝機(jī)180萬(wàn)千瓦，是歐洲最大的抽水蓄能電站之一。該電站由國(guó)家投資興建，1984年投運(yùn)，屬英國(guó)國(guó)家電力局，在1991年實(shí)行私有化改革后，售賣(mài)給私營(yíng)的英國(guó)國(guó)家電網(wǎng)公司，后又轉(zhuǎn)讓給Edison Mission Energy公司獨(dú)立經(jīng)營(yíng)，參與英格蘭和威爾士電力市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。電站1994年發(fā)電100吉瓦時(shí)，裝機(jī)年利用小時(shí)數(shù)僅556h，年收入額基本維持在1億英鎊左右，年運(yùn)營(yíng)收入中輔助服務(wù)收費(fèi)幾乎占一半。
（二）美國(guó)
美國(guó)1992年公布聯(lián)邦新能源法；1996年聯(lián)邦能源管理委員會(huì)（FERC）頒布第888號(hào)及889號(hào)法令，開(kāi)始對(duì)垂直一體化的公用電業(yè)進(jìn)行體制改革；1999年頒布法令提出建立區(qū)域輸電組織（Regional Transmission Organization， RTO），基于美國(guó)的聯(lián)邦體制，各州電力市場(chǎng)的設(shè)計(jì)方案、規(guī)則及電業(yè)改革的進(jìn)度都不相同。美國(guó)電力市場(chǎng)改革的主要特點(diǎn)：一是主體分散化。發(fā)電商、輸電商、配售電公司的市場(chǎng)份額均比較分散；輸電網(wǎng)所有權(quán)分散化，有超過(guò)500家電網(wǎng)公司。二是電力市場(chǎng)交易模式的多樣化。美國(guó)沒(méi)有全國(guó)性的電力市場(chǎng)，有8~10個(gè)區(qū)域電力市場(chǎng)，其中既有集中競(jìng)價(jià)交易的ISO/RTO批發(fā)電力市場(chǎng)，也有仍然維持電力事業(yè)公司垂直一體化運(yùn)營(yíng)的方式。
美國(guó)的抽水蓄能電站一般都由電力公用事業(yè)公司建設(shè)和運(yùn)營(yíng)。自1992年開(kāi)始電力市場(chǎng)化后，抽水蓄能電站才由獨(dú)立電力生產(chǎn)商建設(shè)，但總體占比不高。由于美國(guó)各州電力體制改革的方式不同，抽水蓄能電站在各州的運(yùn)營(yíng)和盈利方式存在差異，主要存在以下三種：電網(wǎng)統(tǒng)一經(jīng)營(yíng)、作為獨(dú)立電廠參與電力市場(chǎng)競(jìng)價(jià)、租賃模式。
1.電網(wǎng)統(tǒng)一經(jīng)營(yíng)
對(duì)于由電網(wǎng)公司建設(shè)和擁有的抽水蓄能電站，實(shí)行的是電網(wǎng)統(tǒng)一核算方式，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(xiāo)售電價(jià)中，通過(guò)銷(xiāo)售電價(jià)回收成本。該模式主要在未實(shí)行ISO/RTO批發(fā)電力市場(chǎng)的地區(qū)采用，電力市場(chǎng)仍以Utilities電力事業(yè)公司垂直一體方式運(yùn)行。
2.作為獨(dú)立電廠參與電力市場(chǎng)競(jìng)價(jià)
在施行ISO/RTO批發(fā)電力市場(chǎng)模式的地區(qū)，發(fā)、輸、配、售完全市場(chǎng)化，現(xiàn)貨市場(chǎng)中電力調(diào)度和交易機(jī)構(gòu)對(duì)電能市場(chǎng)和輔助服務(wù)市場(chǎng)進(jìn)行聯(lián)合優(yōu)化，實(shí)行的是集中化的電力市場(chǎng)。
美國(guó)加州在電力市場(chǎng)外設(shè)立了以競(jìng)價(jià)為基礎(chǔ)的輔助服務(wù)市場(chǎng)。Helms抽水蓄能電站位于美國(guó)加州西拉內(nèi)華達(dá)地區(qū)，基于輔助服務(wù)市場(chǎng)的建立，其輔助服務(wù)收入占總收入的60%，電站啟用次數(shù)也比市場(chǎng)化前增加。
3.租賃模式
在該模式下，電站建設(shè)前電站投資方與電網(wǎng)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，最大程度上降低抽水蓄能電站的運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)，并以此作為貸款保證。
美國(guó)俄亥俄州Summit抽水蓄能電站處于PJM電力市場(chǎng)范圍內(nèi)，雖然PJM電力市場(chǎng)高度發(fā)達(dá)，但該電站仍采用向電網(wǎng)租賃經(jīng)營(yíng)的模式，其效益來(lái)源主要是容量租金。電站收入相對(duì)輔助服務(wù)競(jìng)價(jià)上網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)大大降低，但回報(bào)也相應(yīng)較低。
（三）歐盟
20世紀(jì)90年代以來(lái)，歐盟先后頒布了三個(gè)電力改革法案，推動(dòng)成員國(guó)開(kāi)展電力市場(chǎng)化改革，并同步推進(jìn)電力行業(yè)一體化建設(shè)，促進(jìn)成員國(guó)之間能源市場(chǎng)的開(kāi)放融合，力爭(zhēng)建成內(nèi)部統(tǒng)一的能源市場(chǎng)。歐盟于1996年、2003年和2009年先后發(fā)布三次具有法律約束力的電力改革指令，改革的主要方向是發(fā)電、輸電和配電業(yè)務(wù)的分離和電力供應(yīng)商的自由選擇。目前，歐洲的電力市場(chǎng)主要由歐洲電力交易所EPEX、北歐電力交易所Nord Pool等七大市場(chǎng)構(gòu)成，以雙邊合約市場(chǎng)、日前市場(chǎng)、日內(nèi)市場(chǎng)和平衡市場(chǎng)的順序展開(kāi)交易，遠(yuǎn)期市場(chǎng)和現(xiàn)貨市場(chǎng)的銜接以及優(yōu)化出清方式與英國(guó)類(lèi)似。
歐盟域內(nèi)抽水蓄能電站一般采用獨(dú)立經(jīng)營(yíng)模式，項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)和運(yùn)營(yíng)獨(dú)立于電網(wǎng)企業(yè)，與其他電廠在市場(chǎng)上展開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)。收入的主要來(lái)源包括參與輔助服務(wù)市場(chǎng)和現(xiàn)貨市場(chǎng)峰谷套利，一方面提供調(diào)頻、備用等平衡服務(wù)，另一方面利用峰谷價(jià)差谷時(shí)抽水峰時(shí)發(fā)電。
近年來(lái)，歐盟各國(guó)制定了有利于可再生能源發(fā)展的政策，技術(shù)進(jìn)步和規(guī)模效應(yīng)使得風(fēng)電和光伏等可再生能源電力的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力提升，實(shí)現(xiàn)了可再生能源比例的高速增長(zhǎng)。大規(guī)模的風(fēng)電和光伏電力的接入給歐洲電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)，整個(gè)電力市場(chǎng)對(duì)靈活性平衡容量的需求長(zhǎng)期來(lái)看是增長(zhǎng)的。相應(yīng)地，歐洲各國(guó)也正在積極地采取措施，明確大力發(fā)展包括抽水蓄能在內(nèi)的儲(chǔ)能技術(shù)。
奧地利是歐洲統(tǒng)一電力市場(chǎng)的成員國(guó)之一，與德國(guó)等周邊國(guó)家實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)互聯(lián)互通。奧地利普芬寧貝格（Pfenningberg）抽水蓄能電站規(guī)劃裝機(jī)容量3×15萬(wàn)千瓦，項(xiàng)目預(yù)計(jì)于2021年建設(shè)施工，2024年投產(chǎn)運(yùn)營(yíng)。得益于有利的市場(chǎng)環(huán)境以及自身優(yōu)越的區(qū)位和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，經(jīng)營(yíng)前景較為樂(lè)觀。根據(jù)相關(guān)資料，經(jīng)營(yíng)過(guò)程中普芬寧貝格電站主要瞄準(zhǔn)平衡容量（Balancing capacity）市場(chǎng)和現(xiàn)貨市場(chǎng)，通過(guò)參與平衡容量競(jìng)標(biāo)、峰谷套利來(lái)賺取收益。根據(jù)近年來(lái)平衡容量市場(chǎng)和現(xiàn)貨市場(chǎng)的價(jià)格趨勢(shì)，普芬寧貝格電站主要收入來(lái)源為提供平衡產(chǎn)品，尤其是二級(jí)平衡電量（約4000歐元/兆瓦時(shí)）；而現(xiàn)貨價(jià)格峰谷差近幾年呈下降趨勢(shì)（約15歐元/兆瓦時(shí)），套利空間逐步收窄。
（四）日本
日本電力工業(yè)長(zhǎng)期以來(lái)主要由十大私有區(qū)域電力公司占據(jù)主導(dǎo)地位，在各自經(jīng)營(yíng)區(qū)域內(nèi)實(shí)行發(fā)輸配售一體化運(yùn)營(yíng)。日本從上世紀(jì)90年代開(kāi)始啟動(dòng)電力市場(chǎng)化改革，通過(guò)成立特定規(guī)模電力企業(yè)、引入獨(dú)立發(fā)電企業(yè)等方式，在售電側(cè)和發(fā)電側(cè)引入競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制。2011年福島核事故發(fā)生后，日本開(kāi)始著手新一輪電力市場(chǎng)化改革，成立廣域系統(tǒng)運(yùn)行協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)、全面放開(kāi)售電市場(chǎng)，將電網(wǎng)環(huán)節(jié)與發(fā)電等業(yè)務(wù)進(jìn)行法律分離。目前，日本電力市場(chǎng)的主要特點(diǎn)：一是保持“發(fā)輸配售”垂直一體化，在發(fā)電和售電領(lǐng)域引入競(jìng)爭(zhēng)，通過(guò)全面放開(kāi)用戶(hù)選擇權(quán)的方式推進(jìn)電力改革；二是成立全國(guó)性的電力調(diào)度運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)，打破電力供應(yīng)地域限制，促進(jìn)全國(guó)性電力資源的優(yōu)化配置，實(shí)現(xiàn)電力安全穩(wěn)定供應(yīng)。
日本的抽水蓄能電站按照投資或所有主體大致分為兩類(lèi)，一類(lèi)是由獨(dú)立電源開(kāi)發(fā)商建設(shè)和管理，另一類(lèi)則是電力公司所有。相應(yīng)的運(yùn)營(yíng)和盈利方式也分為租賃和電網(wǎng)內(nèi)部結(jié)算模式兩種。
1.租賃模式
以日本電源開(kāi)發(fā)公司的下鄉(xiāng)抽水蓄能電站為例，其裝機(jī)容量100萬(wàn)千瓦，以利潤(rùn)率6%租賃給東京電力公司調(diào)度使用。每年?yáng)|京電力公司向電源開(kāi)發(fā)公司支付的費(fèi)用中，還貸付息占55.8%，折舊占24.3%，運(yùn)行維修費(fèi)占4%，其余為稅收、管理費(fèi)和利潤(rùn)。
2.電網(wǎng)內(nèi)部結(jié)算模式
東京電力公司擁有191座電站，總裝機(jī)容量61830MW，其中抽水蓄能電站6800MW；東京電力公司以191座電站綜合經(jīng)濟(jì)效益最優(yōu)為原則，安排抽水蓄能電站運(yùn)行，使抽水蓄能電站與其他電源形成了很好的效益互補(bǔ)，其經(jīng)濟(jì)價(jià)值在電力公司內(nèi)部統(tǒng)一核算。電力公司對(duì)于電站大修少于規(guī)定時(shí)間的電站還會(huì)進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)。
三、總結(jié)及啟示
表1對(duì)英國(guó)、美國(guó)、歐盟和日本電力市場(chǎng)環(huán)境、抽水蓄能電站的投資（所有）方式、經(jīng)營(yíng)方式和盈利來(lái)源進(jìn)行了總結(jié)。
表1 國(guó)外典型國(guó)家/地區(qū)抽水蓄能電站盈利模式比較
（一）盈利模式分類(lèi)
總體上，國(guó)外抽水蓄能電站的盈利模式可以分為三種，即一體化內(nèi)部結(jié)算、獨(dú)立參與市場(chǎng)與租賃模式。
1.一體化內(nèi)部結(jié)算。在垂直一體化的電力體制下，抽水蓄能電站不是獨(dú)立的法人實(shí)體，由一體化的電力公司所有并統(tǒng)一運(yùn)營(yíng)。電站的成本、還本付息等均由電力公司統(tǒng)一負(fù)責(zé)，并通過(guò)用戶(hù)銷(xiāo)售電價(jià)回收。
2.獨(dú)立參與市場(chǎng)。在實(shí)行廠網(wǎng)分開(kāi)、建立了競(jìng)爭(zhēng)性批發(fā)電力市場(chǎng)的國(guó)家或地區(qū)，抽水蓄能電站在產(chǎn)權(quán)上已獨(dú)立于電網(wǎng)，其電力產(chǎn)品（包括電能量和輔助服務(wù)）通過(guò)相應(yīng)的市場(chǎng)銷(xiāo)售，成本通過(guò)市場(chǎng)形成的價(jià)格予以補(bǔ)償。通過(guò)參與現(xiàn)貨市場(chǎng)、峰谷套利方式實(shí)現(xiàn)的收入約占其全部收入的30%~40%，參與輔助服務(wù)獲得的收入占60%~70%。雖然英國(guó)電力市場(chǎng)中抽水蓄能電站的收入以固定部分和變動(dòng)部分的形式體現(xiàn)，其本質(zhì)上仍然是通過(guò)參與輔助服務(wù)市場(chǎng)和電能市場(chǎng)產(chǎn)生收益。
3.租賃模式。該模式下抽水蓄能電站所有權(quán)亦獨(dú)立于電網(wǎng)，擁有抽水蓄能電站產(chǎn)權(quán)的企業(yè)不直接運(yùn)營(yíng)電站，而是將電站租賃給電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)管理，抽水蓄能電站的盈利來(lái)源即為運(yùn)營(yíng)權(quán)的讓渡價(jià)值。
（二）影響因素
上述國(guó)家或地區(qū)的抽水蓄能電站盈利模式主要受到電力市場(chǎng)環(huán)境、投資/所有方式和經(jīng)營(yíng)模式的影響。在上述三個(gè)影響因素中，電力市場(chǎng)環(huán)境起到了基礎(chǔ)性作用，很大程度上決定了抽水蓄能電站的投資者性質(zhì)和經(jīng)營(yíng)模式，進(jìn)而最終影響盈利模式。
圖4 抽水蓄能電站盈利模式影響因素關(guān)系
電力市場(chǎng)改革國(guó)家（或地區(qū)）在電力批發(fā)市場(chǎng)引入競(jìng)爭(zhēng)時(shí)，電力法令通常帶有對(duì)垂直一體電力公司拆分的舉措或允許獨(dú)立發(fā)電廠公平接入電網(wǎng)的條款，使得大量抽水蓄能電站由獨(dú)立于電網(wǎng)的市場(chǎng)主體投資開(kāi)發(fā)或持有。隨著電力市場(chǎng)的不斷發(fā)展和完善，電能量市場(chǎng)和輔助服務(wù)市場(chǎng)產(chǎn)生實(shí)時(shí)反應(yīng)供需和經(jīng)濟(jì)價(jià)值的價(jià)格信號(hào)，使得各種類(lèi)型的電源同臺(tái)競(jìng)爭(zhēng)并發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)。獨(dú)立經(jīng)營(yíng)的抽水蓄能電站也就可以通過(guò)參與現(xiàn)貨市場(chǎng)和輔助服務(wù)市場(chǎng)的方式盈利：一方面利用現(xiàn)貨市場(chǎng)電價(jià)波動(dòng)套利，谷時(shí)抽水、峰時(shí)發(fā)電；另一方面利用自身調(diào)節(jié)性能的優(yōu)勢(shì)，提供調(diào)頻、備用、調(diào)相等高價(jià)值的靈活性資源。
電力市場(chǎng)環(huán)境中除了廠網(wǎng)分開(kāi)的因素，調(diào)度與交易機(jī)構(gòu)的獨(dú)立與否也影響著抽水蓄能電站的盈利模式。美國(guó)ISO/RTO批發(fā)電力市場(chǎng)模式下，系統(tǒng)調(diào)度機(jī)構(gòu)與市場(chǎng)交易機(jī)構(gòu)獨(dú)立于發(fā)電廠商和電網(wǎng)所有者，其立足于社會(huì)總福利最大化的目標(biāo)進(jìn)行電力系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)度和市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)。在這樣的機(jī)制下，保證了不同電源類(lèi)型在電能量市場(chǎng)和輔助服務(wù)市場(chǎng)的公平競(jìng)爭(zhēng)和信息對(duì)稱(chēng)勢(shì)態(tài)，抽水蓄能電站也就有了獨(dú)立經(jīng)營(yíng)的制度保障和盈利可能性。日本的系統(tǒng)調(diào)度機(jī)構(gòu)與電網(wǎng)一體，十大電力公司內(nèi)部分別有各自的調(diào)度機(jī)構(gòu)。電改成立的廣域系統(tǒng)運(yùn)行協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)只是負(fù)責(zé)整體協(xié)調(diào)10家調(diào)度機(jī)構(gòu)。同時(shí)，發(fā)輸配一體化的體制尚還無(wú)法準(zhǔn)確地評(píng)估容量備用的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，因此由獨(dú)立電源開(kāi)發(fā)商投資的抽水蓄能電站須租賃給電力公司。
參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的營(yíng)收雖然可觀，但也面臨著較大的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)抽水蓄能電站運(yùn)營(yíng)者的市場(chǎng)信息掌握能力和預(yù)測(cè)能力要求極高，投資者的風(fēng)險(xiǎn)偏好也在很大程度上影響著抽水蓄能電站的長(zhǎng)期建設(shè)。即便是在電力市場(chǎng)發(fā)達(dá)的美國(guó)PJM市場(chǎng)范圍內(nèi)，也存在向電網(wǎng)公司租賃的模式，以減小經(jīng)營(yíng)和投資的風(fēng)險(xiǎn)。因此，租賃模式在競(jìng)爭(zhēng)性批發(fā)市場(chǎng)環(huán)境下成為一種規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)、鎖定收益的盈利方式。
（三）對(duì)我國(guó)抽水蓄能電價(jià)機(jī)制的啟示
隨著國(guó)內(nèi)抽水蓄能電價(jià)政策的演變和電價(jià)
機(jī)制改革，特別是在2021年4月《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(jiàn)》（發(fā)改價(jià)格〔2021〕633號(hào)）出臺(tái)后，目前國(guó)內(nèi)抽水蓄能電價(jià)機(jī)制已統(tǒng)一為“以競(jìng)爭(zhēng)性方式形成電量電價(jià)，并將容量電價(jià)納入輸配電價(jià)回收”的新型兩部制電價(jià)機(jī)制。新機(jī)制堅(jiān)持政策穩(wěn)定性和創(chuàng)新性并舉，解決了原有價(jià)格機(jī)制與市場(chǎng)發(fā)展不夠銜接、激勵(lì)約束機(jī)制不夠健全的突出矛盾。同時(shí)，考慮到新型電力系統(tǒng)的逐步構(gòu)建、電力市場(chǎng)建設(shè)進(jìn)程不斷加快，仍有必要做好新機(jī)制的落實(shí)、細(xì)化、效果評(píng)估和優(yōu)化完善等相關(guān)工作。
本文對(duì)競(jìng)爭(zhēng)性電力市場(chǎng)國(guó)家（地區(qū)）以及非競(jìng)爭(zhēng)性電力市場(chǎng)國(guó)家的抽水蓄能電站經(jīng)營(yíng)發(fā)展實(shí)踐進(jìn)行了梳理，得出完善我國(guó)抽水蓄能電價(jià)機(jī)制的啟示和建議：
1.推進(jìn)我國(guó)電力市場(chǎng)化改革的逐步深化，建立完備的電力現(xiàn)貨市場(chǎng)、輔助服務(wù)市場(chǎng)和容量保障機(jī)制。
電價(jià)機(jī)制形成電價(jià)的規(guī)則體系，決定了電價(jià)組成結(jié)構(gòu)與電價(jià)水平計(jì)算方法。在批發(fā)環(huán)節(jié)，電價(jià)機(jī)制集中反映了電廠的經(jīng)營(yíng)方式、盈利模式和收入來(lái)源，與批發(fā)電力市場(chǎng)體制密切相關(guān)。運(yùn)行良好的現(xiàn)貨市場(chǎng)和輔助服務(wù)市場(chǎng)是抽水蓄能電站參與競(jìng)爭(zhēng)、生存發(fā)展的必要條件：當(dāng)實(shí)時(shí)反映電能量市場(chǎng)供需變化的價(jià)格信號(hào)波動(dòng)達(dá)到一定程度，才能給與抽水蓄能電站賺取峰谷價(jià)差的機(jī)會(huì)；與電能量市場(chǎng)相耦合的輔助服務(wù)定價(jià)機(jī)制才能全面反映出抽水蓄能電站的機(jī)會(huì)成本。同時(shí)，探索建立基于系統(tǒng)可靠性標(biāo)準(zhǔn)和失負(fù)荷價(jià)值的市場(chǎng)化容量充裕度保障機(jī)制，促進(jìn)抽水蓄能電站在高比例可再生能源電力系統(tǒng)中發(fā)揮保障電力安全可靠供應(yīng)的作用。
2.用足市場(chǎng)手段、發(fā)揮政策優(yōu)勢(shì)，可考慮建立基于功能價(jià)值的靈活調(diào)節(jié)容量市場(chǎng)，為抽水蓄能等靈活性資源開(kāi)辟同臺(tái)競(jìng)爭(zhēng)的賽道。
在以中長(zhǎng)期交易為主的電力市場(chǎng)體系下，帶有電能時(shí)序價(jià)值信號(hào)的現(xiàn)貨市場(chǎng)尚未完全建立起來(lái)，輔助服務(wù)基于成本定價(jià)、價(jià)格長(zhǎng)期偏低。在完備電力市場(chǎng)形成前，可積極探索包括靈活性煤電、調(diào)節(jié)性水電、抽水蓄能、需求側(cè)響應(yīng)、新型儲(chǔ)能等多種靈活性資源共同競(jìng)爭(zhēng)的經(jīng)濟(jì)激勵(lì)機(jī)制，在其中發(fā)揮抽水蓄能具備全年性調(diào)節(jié)能力和經(jīng)濟(jì)性較優(yōu)的優(yōu)勢(shì)，打破各項(xiàng)靈活性資源電價(jià)機(jī)制“各自為政”、互不協(xié)調(diào)的局面，在新能源大規(guī)模并網(wǎng)的趨勢(shì)下發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)最優(yōu)調(diào)節(jié)成本。
3.合理規(guī)劃抽水蓄能發(fā)展規(guī)模，探索建立抽蓄利用情況指標(biāo)體系及風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警機(jī)制。
在能源高質(zhì)量發(fā)展和碳達(dá)峰目標(biāo)的引領(lǐng)下，“十四五”期間我國(guó)新能源發(fā)電仍具有較大的空間新增規(guī)模，未來(lái)調(diào)峰需求將進(jìn)一步擴(kuò)大。考慮到當(dāng)前容量電價(jià)政策性電價(jià)的屬性，政府能源主管部門(mén)有必要研究與之配套的精細(xì)化利用情況監(jiān)管和考核機(jī)制，以一定監(jiān)管周期、按可研核定的效益和可靠性指標(biāo)對(duì)抽蓄電站進(jìn)行滾動(dòng)評(píng)估。對(duì)于未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的，按比例扣減容量電費(fèi)，兼顧降低輸配電成本的政策目標(biāo)。同時(shí)，需重點(diǎn)監(jiān)測(cè)和評(píng)估電價(jià)承受能力較低地區(qū)的電價(jià)抬升情況，參照煤電風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警機(jī)制，考慮終端電價(jià)承受能力和其他靈活性資源替代性、匹配新能源消納規(guī)模，定期發(fā)布未來(lái)幾年全國(guó)各省級(jí)電網(wǎng)抽蓄建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警信號(hào)。
The Analysis of the Business Models of Foreign Pumped Storage Hydro Plants
Abstract:With the goals of developing a high-quality energy system and hitting peak emissions, China requires more flexibility in the power system. The position of pumped storage hydro plants is increasingly important strategically. We select pumped storage hydro plants in the United Kingdom, the United States, the European Union and Japan as cases to study their operation and development. The typical business models and the influencing factors are summarized. Implications and suggestions to improve Chinas electricity price policy for pumped storage hydro plants are drawn: it is necessary to deepen the reform of power market including spot and ancillary service markets and the guarantee mechanism of capacity adequacy; approaches of both the market and the government are suggested to develop a fair-play mechanism framework for flexibility resources during the transition stage of the power market; it is significant to formulate a reasonable development program for pumped storage hydro with an index system on utilization and an investment risk alerting mechanism.
Key words:Pumped Storage Hydro; Business Model; Price Mechanism;International Experience
（本期作者：羅開(kāi)顏，王睿，劉慶，陳啟鑫）
作者簡(jiǎn)介
羅開(kāi)顏，男，博士，主要研究方向?yàn)殡娏?jīng)濟(jì)、電價(jià)機(jī)制。
文章來(lái)源
本篇文章發(fā)表于《中國(guó)能源》雜志2022年第7期。
