中國儲能網(wǎng)訊：去年，能源供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革深入推進，煤電產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化，新能源消納情況進一步好轉(zhuǎn)。其中，電源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整、電網(wǎng)安全的可靠保障以及電力行業(yè)效率的持續(xù)提升都離不開抽水蓄能電站對“源-網(wǎng)-荷”三側(cè)的有效支撐。近期，我國新開工5座抽水蓄能電站，總裝機容量600萬千瓦并計劃于2026年相繼投產(chǎn)，抽水蓄能電站建設(shè)迎來機遇期，在能源領(lǐng)域供給側(cè)改革推進中必然大有可為。同時，抽水蓄能亟需解決發(fā)展中的一系列關(guān)鍵問題。
（來源：微信公眾號“能源研究俱樂部”；作者：國網(wǎng)能源研究院有限公司，閆曉卿，楊捷，鄭寬）
一、抽蓄電站發(fā)展面臨的關(guān)鍵問題
截至2018年底，我國抽蓄電站裝機2999萬千瓦，在建規(guī)模4305萬千萬。從實際運行情況看，抽蓄電站面臨一系列問題。
一是當前“源-網(wǎng)-荷”協(xié)調(diào)發(fā)展水平有待提升，抽蓄電站的精準規(guī)劃和合理布局難度增加。當前我國新能源發(fā)電和跨省區(qū)電力配置能力建設(shè)處于快速發(fā)展階段，通?？缡^(qū)輸電通道建設(shè)周期2~3年，新能源發(fā)電項目建設(shè)周期不到1年，相比之下，抽水蓄能6~7年的建設(shè)周期顯然在規(guī)劃的適應(yīng)性和靈活性上存在一定難度。
二是抽蓄電站成本疏導(dǎo)存在困難。2014年底，國家發(fā)改委發(fā)布《關(guān)于完善抽水蓄能電站價格形成機制有關(guān)問題的通知》，明確在電力市場形成前，抽蓄電站實行兩部制電價。2016年，國家發(fā)改委印發(fā)《省級電網(wǎng)輸配電價定價辦法(試行)》，要求按照“準許成本加合理收益”的辦法核定輸配電價，但抽蓄電站被認定為“與省內(nèi)共用網(wǎng)絡(luò)輸配電業(yè)務(wù)無關(guān)的固定資產(chǎn)”，不得納入可計提收益的固定資產(chǎn)范圍，電網(wǎng)公司為抽蓄電站付出的成本難以通過輸配電價疏導(dǎo)出去。尤其近兩年，為支撐實體經(jīng)濟發(fā)展，政府明確提出降低一般工商業(yè)電價的任務(wù)，銷售電價同樣不具備疏導(dǎo)抽蓄電站成本的基礎(chǔ)?！坝姓摺㈦y落實”是當前抽蓄電站成本疏導(dǎo)的最大難題。
三是在抽蓄電站開發(fā)需求大的地區(qū)，站址資源不足。我國抽蓄電站站址資源分布不均，部分地區(qū)面臨調(diào)峰需求大但站址資源少的天然矛盾，選址思路和技術(shù)條件仍存在進一步提升的要求。以混合式抽蓄電站開發(fā)為例，目前已試點建成白山、潘家口等混合式抽蓄電站，從實際運行情況看，具有投資小、建設(shè)周期短、節(jié)省站址資源等優(yōu)點，可成為常規(guī)抽水蓄能電站的有益補充。需要結(jié)合常規(guī)水電，研究選擇一批混合式抽水蓄能站址。
二、抽水蓄能電站發(fā)展形勢研判
(一)經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展將為電源建設(shè)提供較大空間。
隨著我國城鎮(zhèn)化水平、工業(yè)化水平、電能替代水平的提升，我國電力需求將持續(xù)增加，預(yù)計2030年全社會用電量需求將達到11萬億千瓦時，電源建設(shè)仍有較大需求。目前我國抽蓄電站裝機比例與世界發(fā)達國家相比存在較大差距，日本在役抽蓄裝機占總電源裝機的比重最高，達到8.5%，其次為意大利、西班牙、德國、法國，比重為3.5%～6.6%之間。我國在新能源裝機快速發(fā)展的情況下，2018年底抽蓄電站裝機占比僅為1.6%。
同時，我國經(jīng)濟增速換擋步入發(fā)展新常態(tài)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)逐步由中低端向中高端轉(zhuǎn)換。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整導(dǎo)致第三產(chǎn)業(yè)和城鄉(xiāng)居民用電量占比持續(xù)增加，其用電特性決定了負荷曲線峰谷差率明顯高于第二產(chǎn)業(yè)，我國用電側(cè)峰谷差率有走高趨勢，調(diào)節(jié)性電源建設(shè)需求持續(xù)增加。
(二)當前是清潔能源并網(wǎng)和特高壓輸電通道發(fā)展的關(guān)鍵期，電網(wǎng)平衡能力不足、安全可靠性下降等問題突出，抽水蓄能電站是解決當前電網(wǎng)安全可靠運行的重要手段之一。
一是新能源與核電并網(wǎng)運行，導(dǎo)致電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力下降，電網(wǎng)平衡能力受到挑戰(zhàn)。一方面，新能源發(fā)電具有隨機性和波動性，多呈現(xiàn)“反調(diào)峰特性”。預(yù)計2035年新能源日最大功率波動可達6億千瓦，將給電網(wǎng)帶來15%~30%反調(diào)峰壓力。此外，新能源機組大規(guī)模替代常規(guī)發(fā)電使系統(tǒng)總體慣量不斷減小，抗擾動能力下降，容易誘發(fā)全網(wǎng)頻率穩(wěn)定和電壓穩(wěn)定問題。另一方面，核電發(fā)展將給電網(wǎng)帶來更大調(diào)峰壓力。我國當前核電裝機4500萬千瓦，在建機組裝機持續(xù)保持世界第一，然而從技術(shù)標準、操作規(guī)范、運行經(jīng)驗等方面，國內(nèi)核電還無法參與系統(tǒng)調(diào)峰。此外，核電并網(wǎng)運行還會減小常規(guī)電源的開機容量，影響常規(guī)電源靈活性的釋放，進而導(dǎo)致系統(tǒng)整體平衡能力下降。
二是特高壓輸電通道發(fā)展，需要大型靈活性電源提供快速功率備用。我國未來還將陸續(xù)投建數(shù)條特高壓工程，以實現(xiàn)能源資源在全國范圍內(nèi)的大規(guī)模優(yōu)化配置。對于多直流饋入的受端電網(wǎng)，電網(wǎng)大功率缺失后，有功潮流將大范圍轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移功率與相關(guān)斷面正常輸送功率疊加，會造成主要斷面或局部設(shè)備長時間過載，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)功角失穩(wěn)，電網(wǎng)頻率特性呈惡化趨勢，有功控制壓力激增，亟需在受端地區(qū)布局大型快速靈活性電源，抽蓄電站是最優(yōu)選擇之一。
(三)黨的十九大報告指出，要積極推進混合所有制改革，激發(fā)各類市場主體活力。國家電網(wǎng)公司也已提出在抽水蓄能電站領(lǐng)域，引進社會資本參與合作。抽蓄電站投資建設(shè)迎來重要的機遇期和活力釋放期。
習總書記在黨的十九大報告、紀念改革開放四十周年大會以及2018年中央經(jīng)濟工作會議上均強調(diào)，要毫不動搖鼓勵、支持、引導(dǎo)非公有制經(jīng)濟發(fā)展。為解決傳統(tǒng)思想觀念束縛、市場準入和融資難、合法權(quán)益得不到充分保障等問題，國務(wù)院、各部門、各地政府在政策制定和實際工作中開展了大量工作。
在抽水蓄能電站建設(shè)方面，國家相關(guān)政策鼓勵逐步建立引入社會資本的多元市場化投資體制機制，鼓勵采用招標、市場競價等方式確定抽水蓄能電站項目業(yè)主，按國家規(guī)劃和政策要求投資建設(shè)抽水蓄能電站。在以上政策的鼓勵下，非電網(wǎng)公司資本投資的抽水蓄能電站已經(jīng)建成或正在深入推進前期工作。2019年初，國家電網(wǎng)公司“兩會”工作報告創(chuàng)造性地提出“三型兩網(wǎng)、世界一流”的目標追求，進一步明確了“共享型”企業(yè)的社會屬性，未來一段時期必將更積極有序推進抽蓄電站投資和市場開放，吸引更多社會資本和各類市場主體參與能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)和價值挖掘。
(四)隨著技術(shù)創(chuàng)新不斷進步，火電機組靈活性運行、電化學儲能等能源技術(shù)將成為決定未來抽水蓄能發(fā)展格局的最為重要影響因素之一。
一是火電靈活性改造進度滯后，為抽水蓄能建設(shè)提供了空間?；痣娮鳛槲覈闹髁﹄娫矗ㄟ^靈活性改造可釋放的靈活調(diào)節(jié)潛力巨大，且靈活性改造成本在50~200元/千瓦左右，遠低于新建抽水蓄能成本?！峨娏Πl(fā)展“十三五”規(guī)劃》明確要求“十三五”期間“三北”地區(qū)火電靈活性改造2.15億千瓦，其中熱電機組靈活性改造1.33 億千瓦，純凝機組改造8200萬千瓦。然而，從靈活性改造實際進展看，由于缺乏配套政策和市場機制，各發(fā)電企業(yè)積極性不高。根據(jù)各省調(diào)研收資情況，截至2018年11月底，“三北”地區(qū)已完成改造規(guī)模只有4009萬千瓦，預(yù)計2020年底改造累計規(guī)模也只有7550萬千瓦左右，與規(guī)劃目標仍有較大差距。
二是電化學儲能在經(jīng)濟性、安全性上的劣勢明顯，一定時期內(nèi)無法取代抽水蓄能。在多種非抽蓄儲能技術(shù)中，電化學儲能被認為是最具發(fā)展前景的技術(shù)。與抽水蓄能相比，電化學儲能具有建設(shè)周期較短、選址要求低和建設(shè)規(guī)模靈活等特點，應(yīng)用范圍廣泛。近幾年我國電化學儲能市場發(fā)展迅速，但是由于經(jīng)濟性和安全性的制約，電化學儲能仍無法實現(xiàn)大規(guī)模推廣。綜合多家權(quán)威機構(gòu)預(yù)測結(jié)果，2030年前電化學儲能經(jīng)濟性仍低于抽水蓄能，即使是電化學儲能中經(jīng)濟性較好的鉛炭電池和鋰離子電池，其度電成本仍比抽水蓄能高1.5倍和2.5倍。此外，目前電化學儲能仍存在較大的安全隱患，電化學儲能相關(guān)消防風險安全評估和預(yù)案措施缺位，電池管理系統(tǒng)技術(shù)水平參差不齊，2018年以來已經(jīng)發(fā)生了多起儲能電站爆炸起火事故。
總體來看，穩(wěn)步推進能源領(lǐng)域供給側(cè)改革，是能源和電力實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的主線。新能源大規(guī)模發(fā)展、跨省區(qū)配置通道和互濟能力建設(shè)等都對電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力等提出更高要求，梳理總結(jié)當前面臨的關(guān)鍵問題、科學研判發(fā)展形勢，對抽蓄電站緊抓未來一段時間的重要機遇期、助力現(xiàn)代能源體系建設(shè)有重要意義。
原文首發(fā)于《能源情報研究》2019年3月
