韓 冬，趙增海，嚴(yán)秉忠，崔正輝，任 艷

(水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院，北京 100120)

0 引 言

目前，我國正處在實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的關(guān)鍵時(shí)期，世界百年未有之大變局加速演進(jìn)，全球新一輪能源革命和科技革命深度演變、方興未艾，大力發(fā)展可再生能源已成為全球能源轉(zhuǎn)型和應(yīng)對(duì)氣候變化的重大戰(zhàn)略方向和一致宏大行動(dòng)。習(xí)近平總書記高瞻遠(yuǎn)矚、審時(shí)度勢(shì)，作出我國力爭(zhēng)“2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和”的莊嚴(yán)承諾，明確要求到2030年非化石能源占一次能源消費(fèi)比重達(dá)到25%左右，風(fēng)電和太陽能發(fā)電總裝機(jī)容量達(dá)到12億kW以上。中共中央、國務(wù)院印發(fā)《關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見》[1]，國務(wù)院印發(fā)《2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》[2]，為全面推進(jìn)“碳達(dá)峰、碳中和”工作指明了方向，提出了加快建設(shè)新型電力系統(tǒng)的發(fā)展目標(biāo)。

抽水蓄能是當(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)條件的電力系統(tǒng)綠色低碳清潔靈活調(diào)節(jié)電源，與風(fēng)電、太陽能發(fā)電、核電、火電等配合效果較好。加快發(fā)展抽水蓄能，是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的迫切要求，是保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要支撐，是可再生能源大規(guī)模發(fā)展的重要保障?！笆奈濉逼陂g，我國抽水蓄能產(chǎn)業(yè)即將全面進(jìn)入高質(zhì)量發(fā)展新階段。

2021年是中國共產(chǎn)黨成立100周年，是開啟全面建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化國家新征程的第一年，也是做好“碳達(dá)峰、碳中和”工作、建設(shè)現(xiàn)代能源治理體系的關(guān)鍵之年。這一年，為加快推進(jìn)抽水蓄能電站建設(shè)，國家發(fā)展改革委、國家能源局先后印發(fā)了《進(jìn)一步完善抽水蓄能價(jià)格形成機(jī)制的意見》[3]和《抽水蓄能中長期發(fā)展規(guī)劃(2021—2035年)》[4](以下簡(jiǎn)稱《規(guī)劃》)，作為指導(dǎo)未來抽水蓄能發(fā)展的綱領(lǐng)性文件，為抽水蓄能快速發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1 資源概況

20世紀(jì)80年代中期，為了研究解決電網(wǎng)調(diào)峰困難問題，廣東省、華北電網(wǎng)、華東電網(wǎng)等地區(qū)有關(guān)單位，組織開展了重點(diǎn)區(qū)域的抽水蓄能電站資源調(diào)查和規(guī)劃選點(diǎn)工作。2009年～2013年，國家能源局組織水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院、國網(wǎng)新源控股有限公司和南網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻發(fā)電公司等單位，開展了抽水蓄能電站選點(diǎn)規(guī)劃工作，規(guī)劃推薦抽水蓄能站點(diǎn)59個(gè)，總裝機(jī)容量7 485萬kW[5]?！笆濉逼陂g，國家能源局組織開展了廣西等12個(gè)省(區(qū))的選點(diǎn)規(guī)劃或規(guī)劃調(diào)整工作。增加推薦規(guī)劃站點(diǎn)22個(gè)，總裝機(jī)容量2 970萬kW。截至2020年底，我國陸續(xù)開展25個(gè)省(區(qū)、市)的抽水蓄能電站選點(diǎn)規(guī)劃或選點(diǎn)規(guī)劃調(diào)整工作，批復(fù)的規(guī)劃站點(diǎn)總裝機(jī)容量約1.2億kW[6]。2020年，國家能源局組織各省(市、區(qū))能源行業(yè)主管部門開展全國新一輪抽水蓄能規(guī)劃，規(guī)劃工作過程中，綜合考慮地理位置、地形地質(zhì)、水源條件、水庫淹沒、環(huán)境影響、工程技術(shù)條件等因素，又進(jìn)一步普查篩選出資源站點(diǎn)1 500余個(gè)，總裝機(jī)規(guī)模約16億kW。在此基礎(chǔ)上，《規(guī)劃》提出重點(diǎn)實(shí)施項(xiàng)目和備選項(xiàng)目約7.2億kW。

綜合考慮歷次選點(diǎn)規(guī)劃和中長期規(guī)劃，截至2021年底，我國已納入規(guī)劃的抽水蓄能站點(diǎn)資源總量約8.14億kW，其中已建3 639萬kW，在建 6 153萬kW，中長期規(guī)劃重點(diǎn)實(shí)施項(xiàng)目4.1億kW，備選項(xiàng)目3.1億kW。中國已納入規(guī)劃的抽水蓄能站點(diǎn)資源量見圖1，其中，東北、華北、華東、華中、南方、西南、西北電網(wǎng)的資源量分別為10 500萬、8 000萬、10 500萬、12 500萬、9 700萬、14 300萬、15 900萬kW。

圖1 中國已納入規(guī)劃的抽水蓄能站點(diǎn)資源量(單位：萬kW)

2 發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 發(fā)展歷程

20世紀(jì)60、70年代，我國試點(diǎn)開發(fā)建設(shè)了河北崗南、北京密云等抽水蓄能電站。20世紀(jì)80、90年代，大型抽水蓄能電站起步開發(fā)，先后建成了廣州、十三陵等大型抽水蓄能電站[7]。

21世紀(jì)的第1個(gè)10年，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，電力系統(tǒng)對(duì)抽水蓄能電站的需求也在不斷增加，浙江天荒坪、桐柏、河北張河灣、安徽瑯琊山等大型抽水蓄能電站陸續(xù)建成投產(chǎn)，2008年抽水蓄能規(guī)模突破1 000萬kW，集中在華南、華東、華北電網(wǎng)。在21世紀(jì)第2個(gè)10年中，抽水蓄能繼續(xù)快速發(fā)展[8]，截至2020年底，我國抽水蓄能電站總裝機(jī)規(guī)模3 149萬kW、在建裝機(jī)規(guī)模5 273萬kW。抽水蓄能歷年新投產(chǎn)和在運(yùn)裝機(jī)、新核準(zhǔn)裝機(jī)情況分別見圖2。

2.2 2021年發(fā)展情況

2021年，安徽績溪、河北豐寧、吉林敦化、浙江長龍山、黑龍江荒溝、山東沂蒙、廣東梅州和陽江、福建周寧等抽水蓄能電站項(xiàng)目部分機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電，新增投產(chǎn)裝機(jī)規(guī)模490萬kW；新核準(zhǔn)黑龍江尚志、浙江泰順和天臺(tái)、江西奉新、河南魯山、湖北平坦原、重慶栗子灣、廣西南寧、寧夏牛首山、廣州梅州二期、遼寧莊河等抽水蓄能項(xiàng)目，核準(zhǔn)裝機(jī)規(guī)模1 370萬kW，是歷年來核準(zhǔn)規(guī)模最多的一年，遠(yuǎn)高于2020年的核準(zhǔn)規(guī)模。同時(shí)，還有超過2億kW的抽水蓄能電站正在開展前期勘測(cè)設(shè)計(jì)工作。截至2021年底，我國抽水蓄能電站在運(yùn)項(xiàng)目40座，裝機(jī)容量3 639萬kW[9]，在建項(xiàng)目48座，裝機(jī)容量6 153萬kW，全國各省(區(qū)市)在運(yùn)、在建抽水蓄能項(xiàng)目見表1。中國抽水蓄能電站已建和在建裝機(jī)規(guī)模均為世界第一。目前，已建、在建抽水蓄能項(xiàng)目主要分布在華東、華中、華北和南方、東北電網(wǎng)，西北電網(wǎng)、西南電網(wǎng)相對(duì)較少，已建、在建抽水蓄能站點(diǎn)區(qū)域分布情況見圖3，站點(diǎn)分布情況見圖4。

圖2 抽水蓄能歷年裝機(jī)和項(xiàng)目核準(zhǔn)情況

表1 在運(yùn)、在建抽水蓄能項(xiàng)目清單

圖3 中國已建、在建抽水蓄能區(qū)域情況(不含臺(tái)灣省)(單位：萬kW)

圖4 中國已、在建抽水蓄能電站站點(diǎn)分布情況(截至2021年底)

隨著一大批標(biāo)志性工程相繼建設(shè)投產(chǎn)，我國抽水蓄能電站工程技術(shù)水平顯著提升，調(diào)度運(yùn)行、水沙調(diào)控、庫盆防滲、高水頭壓力管道、復(fù)雜地下洞室群以及施工技術(shù)等方面達(dá)到了世界領(lǐng)先水平或者先進(jìn)水平，電價(jià)政策日益完善，關(guān)鍵設(shè)備與機(jī)組研發(fā)也基本實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，基本形成涵蓋標(biāo)準(zhǔn)制定、規(guī)劃設(shè)計(jì)、工程建設(shè)、裝備制造、運(yùn)營維護(hù)的全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展體系和專業(yè)化發(fā)展模式。

3 問題和建議

《規(guī)劃》發(fā)布以來，根據(jù)工作推進(jìn)實(shí)踐和相關(guān)調(diào)研，為確保抽水蓄能中長期規(guī)劃目標(biāo)順利完成，還需要著重解決以下主要問題。

一是電價(jià)形成機(jī)制還有待進(jìn)一步明確。國家發(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》[3]對(duì)抽水蓄能電價(jià)形成機(jī)制和價(jià)格疏導(dǎo)機(jī)制都做了較為明確的規(guī)定，為抽水蓄能電站加快發(fā)展、充分發(fā)揮綜合效益創(chuàng)造更加有利的條件。但是文件中對(duì)于抽水蓄能電站資本金如何核定、服務(wù)多省區(qū)的抽水蓄能電站容量電價(jià)如何核定，容量電費(fèi)如何在特定電源和電力系統(tǒng)間分?jǐn)偟葐栴}還不明確，項(xiàng)目業(yè)主在進(jìn)行投資決策時(shí)存在疑慮。建議盡快出臺(tái)抽水蓄能價(jià)格機(jī)制的實(shí)施細(xì)則。

二是抽水蓄能產(chǎn)業(yè)鏈能力還有待提升。經(jīng)初步統(tǒng)計(jì)，目前全國有近2億kW的抽水蓄能電站正在開展前期工作，現(xiàn)在承擔(dān)前期工作的各主要勘測(cè)設(shè)計(jì)單位生產(chǎn)任務(wù)較重。抽水蓄能電站的裝備制造企業(yè)主要包括東方電氣、哈爾濱電機(jī)、國電南瑞等企業(yè)，抽水蓄能機(jī)組的年生產(chǎn)能力現(xiàn)狀約1 000～1 500萬kW，預(yù)計(jì)“十五五”期間可以達(dá)到2 000～2 500萬kW，距離高峰期實(shí)際需要仍有較大的差距。建議進(jìn)一步統(tǒng)籌考慮抽水蓄能產(chǎn)業(yè)鏈能力，合理確定各重點(diǎn)實(shí)施項(xiàng)目開發(fā)時(shí)序。

三是前期工作推進(jìn)還需要進(jìn)一步規(guī)范。抽水蓄能電站投資巨大，工程建設(shè)難度較大。合理的工作周期、合乎規(guī)范的勘測(cè)設(shè)計(jì)深度對(duì)于保障抽水蓄能建設(shè)質(zhì)量和安全運(yùn)行具有十分重要的意義。依據(jù)行業(yè)管理，抽水蓄能勘測(cè)設(shè)計(jì)工作主要包括預(yù)可行性研究和可行性研究兩個(gè)階段，其中一般以可行性研究報(bào)告作為項(xiàng)目申請(qǐng)報(bào)告編制的基礎(chǔ)。目前，部分項(xiàng)目在預(yù)可行性研究完成后，跨階段進(jìn)行核準(zhǔn)，可能為后續(xù)的工程建設(shè)帶來較大的風(fēng)險(xiǎn)。建議制定提出抽水蓄能電站前期工作管理辦法，規(guī)范前期工作程序。

四是受資源條件限制站點(diǎn)分布不均勻。抽水蓄能電站建設(shè)需要具備地形、地質(zhì)等因素，同時(shí)需要具備一定的水資源條件。因?yàn)檫@些限制，所以抽水蓄能電站往往分布在山區(qū)和丘陵地區(qū)，如大別山區(qū)、太行山區(qū)、橫斷山脈、遼東丘陵、山東丘陵、東南丘陵(包括江南丘陵、閩浙丘陵和兩廣丘陵)等區(qū)域，抽水蓄能站點(diǎn)分布情況與電力系統(tǒng)的需求并不完全匹配，且相對(duì)分布較為密集，資源總量雖然較多，但分布不均勻不平衡的問題較為突出。建議統(tǒng)籌考慮新型儲(chǔ)能措施、常規(guī)水電擴(kuò)機(jī)、火電靈活性改造、電力需求側(cè)管理等多方面措施，因地制宜提高電力系統(tǒng)對(duì)于新能源的消納能力。

4 前景與展望

“十三五”期間，我國抽水蓄能行業(yè)得到了長足穩(wěn)定的發(fā)展。根據(jù)《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案的通知》[2]和《抽水蓄能中長期發(fā)展規(guī)劃(2021—2035年)》[4]，按照大力發(fā)展抽水蓄能電站的發(fā)展思路，從“十四五”開始，未來15～20年間，我國抽水蓄能將正式進(jìn)入高質(zhì)量發(fā)展的新階段。

隨著豐寧、長龍山等在建抽水蓄能電站的陸續(xù)投產(chǎn)、運(yùn)行，預(yù)計(jì)到2025年，我國抽水蓄能電站裝機(jī)容量達(dá)到6 200萬kW；到2030年，隨著垣曲、清原等在建項(xiàng)目，以及“十四五”期間開工項(xiàng)目的陸續(xù)投產(chǎn)，我國抽水蓄能裝機(jī)容量將達(dá)到1.2億kW。按照“應(yīng)規(guī)盡規(guī)，能開盡開”的原則，預(yù)計(jì)2035年前后，我國抽水蓄能裝機(jī)容量有望達(dá)到3.0億kW左右[10]。

依托于穩(wěn)健的抽水蓄能電價(jià)政策，圍繞以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的發(fā)展需要，在全國分散布局，未來將建成一批促進(jìn)新能源高速發(fā)展、滿足智能電網(wǎng)要求、資源利用高質(zhì)高效、生態(tài)環(huán)境友好和諧、日常運(yùn)行安全可靠的現(xiàn)代化抽水蓄能電站，全面形成技術(shù)先進(jìn)、管理優(yōu)質(zhì)、國際競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)的抽水蓄能現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)，培育形成一批抽水蓄能大型骨干企業(yè)，共同推動(dòng)實(shí)現(xiàn)抽水蓄能高質(zhì)量發(fā)展，更好服務(wù)于“碳達(dá)峰、碳中和”戰(zhàn)略決策。