我國抽水蓄能的發(fā)展“大起大落” 中小型電站潛力巨大

2022-06-20 09:42:56 來源: 第一財(cái)經(jīng)

從“十三五”發(fā)展嚴(yán)重滯后，到“十四五”規(guī)劃遠(yuǎn)超預(yù)期，抽水蓄能的發(fā)展為何“大起大落”?

我國抽水蓄能“十四五”發(fā)展預(yù)期持續(xù)加碼。

日前，中國電力建設(shè)集團(tuán)有限公司黨委書記、董事長丁焰章在人民日?qǐng)?bào)發(fā)表署名文章《發(fā)展抽水蓄能推動(dòng)綠色發(fā)展》稱，“十四五”期間重點(diǎn)實(shí)施“雙兩百工程”，將在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。

截至2020年底，我國抽水蓄能裝機(jī)量僅為3149萬千瓦。這意味著“十四五”期間，我國抽水蓄能開工容量將達(dá)到過去總裝機(jī)容量的8倍以上。若按照單位千瓦5500元/千瓦左右的投資標(biāo)準(zhǔn)，2.7億千瓦項(xiàng)目將直接帶動(dòng)1.5萬億元左右的投資。

這一目標(biāo)也遠(yuǎn)超此前公布的政策規(guī)劃。

2021年9月，國家能源局發(fā)布的《抽水蓄能中長期發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》)(下稱《中長期規(guī)劃》)明確，到2025年，抽水蓄能投產(chǎn)總規(guī)模較“十三五”翻一番，達(dá)到6200萬千瓦以上;到2030年，抽水蓄能投產(chǎn)總規(guī)模較“十四五”再翻一番，達(dá)到1.2億千瓦。

“中國電建提出的發(fā)展目標(biāo)無疑是讓人振奮的、完全符合實(shí)際需求的。我們也期盼它能協(xié)調(diào)好機(jī)組制造商，順利穩(wěn)步地落實(shí)。”中國水力發(fā)電工程學(xué)會(huì)副秘書長張博庭在接受第一財(cái)經(jīng)記者采訪時(shí)稱。

從“十三五”發(fā)展嚴(yán)重滯后，到“十四五”規(guī)劃遠(yuǎn)超預(yù)期，抽水蓄能的發(fā)展為何“大起大落”?當(dāng)前還面臨哪些瓶頸?多位業(yè)界人士呼吁，各方亟需建立對(duì)抽水蓄能定位和功能的合理認(rèn)識(shí)，優(yōu)化制度和效益保障，助力發(fā)揮其在新能源規(guī)模化發(fā)展中的顯著作用。

抽蓄發(fā)展緣何滯后

所謂抽水蓄能，是指利用水作為儲(chǔ)能介質(zhì)，通過電能與勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)電能的儲(chǔ)存和管理。電力負(fù)荷低谷時(shí)，抽水至上水庫，電力負(fù)荷高峰期，再放水至下水庫發(fā)電。一抽一放之間，將電網(wǎng)負(fù)荷低時(shí)的多余電能，轉(zhuǎn)變?yōu)殡娋W(wǎng)高峰時(shí)期的高價(jià)值電能。

它既適用于調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)相等場(chǎng)景，穩(wěn)定電力系統(tǒng)的周波和電壓，也可提高系統(tǒng)中火電站和核電站的效率。抽水蓄能被普遍視為當(dāng)前技術(shù)最成熟、經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)、最具大規(guī)模開發(fā)條件的調(diào)節(jié)電源。

“過去一年，抽蓄行業(yè)經(jīng)歷了很大的轉(zhuǎn)折，最突出的表現(xiàn)就是市場(chǎng)空間突然擴(kuò)大幾倍甚至十幾倍。我們感覺到，這個(gè)過程不是循序漸進(jìn)，而是突飛猛進(jìn)的。”一名長期從事抽水蓄能電站建設(shè)的資深人士向記者坦言。

根據(jù)我國此前發(fā)布的《水電發(fā)展“十三五”規(guī)劃》等產(chǎn)業(yè)發(fā)展要求，到2020年和2025年，抽水蓄能裝機(jī)規(guī)模應(yīng)分別達(dá)到4000萬千瓦和9000萬千瓦。但實(shí)際上，2020年我國抽水蓄能裝機(jī)規(guī)模僅為3549萬千瓦，預(yù)計(jì)2025年可達(dá)到6200萬千瓦。

此外，抽水蓄能發(fā)展與新能源發(fā)展規(guī)模也不成正比。國家能源局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2010年我國風(fēng)能和太陽能發(fā)電裝機(jī)為2984萬千瓦，到2021年底，兩項(xiàng)新能源裝機(jī)總量達(dá)到6.34億千瓦，增長高達(dá)21倍。同期，抽水蓄能電站裝機(jī)從2010年的1691萬千瓦增加到2021年的3639萬千瓦，增長僅2.1倍。

“目前抽水蓄能電站建成投產(chǎn)規(guī)模較少、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)模快速發(fā)展需要”。《中長期規(guī)劃》直陳規(guī)模小這一關(guān)鍵問題。

為何“十三五”期間，抽水蓄能發(fā)展表現(xiàn)滯后?

多位業(yè)界人士告訴記者，背后主要存在兩方面的原因：一是從規(guī)劃上來說，我國以往的抽水蓄能建設(shè)是基于火電為主、水電和核電為輔的傳統(tǒng)電力系統(tǒng)，而當(dāng)構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)成為發(fā)展目標(biāo)時(shí)，便極大增加了以抽水蓄能為代表的儲(chǔ)能設(shè)施的需求。

二是從制度上來說，抽水蓄能的調(diào)度和運(yùn)行一般在電網(wǎng)側(cè)，但是效益卻體現(xiàn)在發(fā)電側(cè)。因此，電網(wǎng)往往缺乏投入調(diào)用抽水蓄能的積極性，而是更傾向于利用裝機(jī)量大的煤電，因此客觀上制約了抽水蓄能的應(yīng)用市場(chǎng)以及整體的經(jīng)濟(jì)性。

“一些人認(rèn)為應(yīng)該把重點(diǎn)放在對(duì)現(xiàn)有的煤電機(jī)組進(jìn)行靈活性改造上，從而滿足大量新能源入網(wǎng)的需求，這是一種誤導(dǎo)。從雙碳的角度，煤電要退出歷史舞臺(tái)，盡可能只保留少量的發(fā)電機(jī)組，是全球公認(rèn)的發(fā)展趨勢(shì)。而從實(shí)用的角度，抽蓄調(diào)峰的調(diào)峰效率高于煤電，短時(shí)間內(nèi)最高可以滿開，最低可以關(guān)上，這是煤電再改造也做不到的。”張博庭強(qiáng)調(diào)。

中小型電站潛力巨大

國家能源局在6月10日召開的推進(jìn)抽水蓄能項(xiàng)目開發(fā)建設(shè)視頻會(huì)議提到，在大力發(fā)展大型抽水蓄能項(xiàng)目的同時(shí)，因地制宜積極推進(jìn)發(fā)展中小型抽水蓄能，抓緊啟動(dòng)示范應(yīng)用。做好新項(xiàng)目納入抽水蓄能中長期規(guī)劃重點(diǎn)實(shí)施項(xiàng)目和規(guī)劃修訂調(diào)整工作。

值得注意的是，因地制宜開展中小型抽水蓄能建設(shè)也是《中長期規(guī)劃》提出的八項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)之一。

所謂中小型抽水蓄能電站，是指裝機(jī)容量小于30萬千瓦的抽水蓄能電站(包含混合式電站)，其中小型抽水蓄能電站的裝機(jī)容量小于5萬千瓦。

水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院高級(jí)工程師于倩倩是上述規(guī)劃的編寫組成員之一。據(jù)她撰文介紹，截至2020年底，我國已建中小型抽水蓄能電站裝機(jī)容量85萬千瓦，占已建抽水蓄能電站的比重不足3.0%。目前國內(nèi)未單獨(dú)進(jìn)行系統(tǒng)性的中小型抽水蓄能電站資源普查，但我國中小型抽水蓄能電站的站點(diǎn)數(shù)量和裝機(jī)容量規(guī)模非常可觀，同時(shí)資源分布范圍較大型站點(diǎn)更為廣泛，“只是前期工作和經(jīng)濟(jì)性評(píng)估不夠深入”。

于倩倩表示，早期，中小型抽水蓄能電站多為試驗(yàn)性建設(shè)，以混合式電站為主，工程多結(jié)合已建水利水電工程，通過改、擴(kuò)建降低單位造價(jià)。在當(dāng)時(shí)的系統(tǒng)規(guī)模下，中小型抽水蓄能電站發(fā)揮了較好的調(diào)峰填谷、調(diào)頻調(diào)相、事故備用等功能。隨著大范圍電力系統(tǒng)互聯(lián)，已建中小型抽水蓄能電站的功能作用愈發(fā)有限。因此，在抽水蓄能電站技術(shù)進(jìn)步和國內(nèi)工程經(jīng)驗(yàn)總結(jié)的基礎(chǔ)上，規(guī)模效益明顯的大型抽水蓄能電站成為我國發(fā)展的主流。

但是，隨著抽蓄市場(chǎng)的擴(kuò)大和新型電力系統(tǒng)的需求轉(zhuǎn)變，中小型電站的角色正在發(fā)生微妙的變化。

“在電網(wǎng)互聯(lián)薄弱、新能源富集等區(qū)域，中小抽水蓄能電站、小微抽水蓄能電站按照因地制宜的原則積極發(fā)展，將形成對(duì)大型抽水蓄能的有益補(bǔ)充。”中國技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)會(huì)環(huán)境技術(shù)經(jīng)濟(jì)分會(huì)理事張建紅告訴第一財(cái)經(jīng)記者。

張建紅表示，不可否認(rèn)的是，中小型抽水蓄能電站具有較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。由于電站水工建筑物等級(jí)低、樞紐布置比較簡單，建設(shè)工程量小，建設(shè)工期較短，4至5年左右可投入運(yùn)行，建設(shè)中小型抽水蓄能電站技術(shù)難度較低，比較適合地方中小企業(yè)投資。

張建紅分析，與裝機(jī)容量相近的可規(guī)模化儲(chǔ)能調(diào)峰設(shè)施相比，中小型抽水蓄能電站單位度電投資高于壓縮空氣儲(chǔ)能，但低于其他類型儲(chǔ)能設(shè)施，電站平均效率接近80%，遠(yuǎn)高于已投運(yùn)的儲(chǔ)能電站實(shí)際轉(zhuǎn)換效率。考慮儲(chǔ)能設(shè)施回收和運(yùn)行壽命等因素，現(xiàn)階段，建設(shè)條件較好的中小型抽水蓄能電站相對(duì)同等規(guī)模其他儲(chǔ)能形式更具有市場(chǎng)競(jìng)爭力。

算清“經(jīng)濟(jì)賬”與“生態(tài)賬”

盡管頂層設(shè)計(jì)頻頻提及大舉加碼，但是當(dāng)下抽水蓄能的落地還將直面“經(jīng)濟(jì)賬”與“生態(tài)賬”兩重考驗(yàn)。

盈利能力是繞不過去的一道檻。

為從根本上解決難題，2021年5月國家發(fā)改委發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步完善抽水蓄能價(jià)格形成機(jī)制的意見》，明確以競(jìng)爭性方式形成電量電價(jià)，將容量電價(jià)納入輸配電價(jià)回收，同時(shí)強(qiáng)化與電力市場(chǎng)建設(shè)發(fā)展的銜接，逐步推動(dòng)抽水蓄能電站進(jìn)入市場(chǎng)，著力提升電價(jià)形成機(jī)制的科學(xué)性、操作性和有效性，充分發(fā)揮電價(jià)信號(hào)作用。

2022年3月，國家發(fā)改委、國家能源局發(fā)布的《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》再次強(qiáng)調(diào)“完善抽水蓄能價(jià)格形成機(jī)制”。

“相較于其他儲(chǔ)能方式，抽水蓄能仍然是最便宜的一種手段。但是一直以來，抽水蓄能可以說是一個(gè)不賺錢的買賣。”廈門大學(xué)中國能源政策研究院院長林伯強(qiáng)對(duì)第一財(cái)經(jīng)記者表示，落實(shí)兩部制電價(jià)機(jī)制，有望使投資建設(shè)抽水蓄能的企業(yè)實(shí)現(xiàn)盈利。

林伯強(qiáng)表示，盡管如此，長期來看抽水蓄能依然沒有超額利潤，大概率只帶來長期穩(wěn)定的投資回報(bào)。此外，各地還需要出臺(tái)進(jìn)一步的細(xì)化政策來推進(jìn)電價(jià)機(jī)制改革。

制約抽水蓄能發(fā)展的另一大因素是生態(tài)問題。

一方面，存在局部地區(qū)水資源不匹配的客觀現(xiàn)實(shí)。中國風(fēng)、光資源富集的西北和北部地區(qū)往往也是水資源匱乏地區(qū)，同時(shí)上述地區(qū)又都處在寒冷地帶，存在冰凍問題，使得當(dāng)?shù)爻樗钅芙ㄔO(shè)難度和投資成本都遠(yuǎn)高于華東和西南地區(qū)。因此，目前我國超過1/3的已投運(yùn)抽水蓄能裝機(jī)規(guī)模即位于華東地區(qū)。

另一方面，抽水蓄能的建設(shè)過程中，資源站點(diǎn)規(guī)劃與生態(tài)保護(hù)紅線劃定、國土空間規(guī)劃等方面協(xié)調(diào)不夠，往往影響抽水蓄能電站建設(shè)進(jìn)程和綜合效益的充分發(fā)揮。

中國生物多樣性保護(hù)與綠色發(fā)展基金會(huì)秘書長周晉峰在接受第一財(cái)經(jīng)記者采訪時(shí)表示：“抽水蓄能和水電建設(shè)涉及到包括魚類洄游在內(nèi)的生態(tài)問題，因此我認(rèn)為不應(yīng)該大范圍新建大型電站。對(duì)于已有的中小型水電站應(yīng)該盡量利用，或者改造成混合型抽水蓄能電站。這樣既節(jié)約了建設(shè)成本，也避免了固有資源浪費(fèi)，同時(shí)應(yīng)注意優(yōu)化周邊的自然環(huán)境。”(馬晨晨)

關(guān)鍵詞：抽水蓄能發(fā)展中小型電站潛力抽水蓄能裝機(jī)量投資標(biāo)準(zhǔn)

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