■中國電力建設(shè)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(xiàn)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(jīng)占全國電力總裝機容量的25%以上(見圖1)。據(jù)國網(wǎng)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(wǎng)運行調(diào)度控制面臨嚴峻挑戰(zhàn),發(fā)用兩側(cè)均呈現(xiàn)高度不確定性。因此,面對“高比例電力電子設(shè)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(diào)節(jié)能力的儲能成為構(gòu)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(wǎng)運行安全穩(wěn)定、促進新能源進網(wǎng)消納、助力實現(xiàn)“雙碳”目標具有非常重要作用。根據(jù)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?cè)萘恐辽傩枰?.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)?;滦蛢δ茉诩夹g(shù)成熟度、安全性、經(jīng)濟性等因素制約,2030 年前最具規(guī)模效益的儲能設(shè)施是抽水蓄能電站和常規(guī)水電儲能。抽水蓄能電站技術(shù)最成熟、安全性最好、環(huán)境友好、全生命期經(jīng)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(xiàn)電網(wǎng)電力電量實時平衡,保障電力供應安全,構(gòu)建新型電力系統(tǒng)具有特別重要的意義。
圖1 風光新能源總裝機規(guī)模發(fā)展
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?!笆奈濉敝埃樗钅苁请娏ο到y(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(wǎng)公司投資運營,通過內(nèi)部核算將有關(guān)成本納入當?shù)仉娋W(wǎng)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(diào)節(jié)器,將成為構(gòu)建清潔低碳、安全可靠、智慧靈活、經(jīng)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(jīng)嚴重滯后于形勢與任務的要求,加上抽水蓄能電站建設(shè)周期較長(6~8年),而新能源項目建設(shè)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)模快速發(fā)展的要求。因此,加快抽水蓄能開發(fā)已經(jīng)刻不容緩。
據(jù)測算,“十四五”期間抽水蓄能電站至少需新核準開工建設(shè)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(shè)任務十分繁重而艱巨。未來20 年,抽水蓄能新增投產(chǎn)規(guī)模將超3 億千瓦,是現(xiàn)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(chǎn)業(yè)將成為各建筑類企業(yè)、勘測設(shè)計企業(yè)和裝備制造企業(yè)激烈競爭的賽道。
表1 電力系統(tǒng)儲能設(shè)施需求預測
抽水蓄能產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的難點包括:首先體現(xiàn)在系統(tǒng)規(guī)劃難。抽水蓄能的配置,一般包括源端配置、網(wǎng)側(cè)配置和用戶側(cè)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(diào)度方式都需要通過方案比較和技術(shù)經(jīng)濟論證予以確定。
其次是成本控制難。迄今市場化的儲能設(shè)施投資回報路徑不清晰,經(jīng)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(shè)成本成為一大難點。
再次,協(xié)調(diào)關(guān)系難。抽水蓄能開發(fā)涉及諸多相關(guān)利益主體,如開發(fā)企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)、地方政府、金融機構(gòu)、勘察設(shè)計企業(yè)、施工承包企業(yè)、設(shè)備制造企業(yè)、中介服務機構(gòu)、征地范圍內(nèi)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(chǎn)運行等均需要相關(guān)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(xiàn)難。一方面,抽水蓄能工程資產(chǎn)產(chǎn)權(quán)邊界難以厘清,“建”“用”分離,運行調(diào)度規(guī)則不明確,地方政府、電網(wǎng)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(shè)備租賃,還是納入電網(wǎng)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(xiàn)抽水蓄能電站經(jīng)營困難局面,挫傷投資者積極性。
抽水蓄能電站服務于風光電新能源開發(fā),服務于電網(wǎng)運行的調(diào)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(shè)施發(fā)揮不同的功能作用,具有不同的運行調(diào)度控制方式,亟待開展“源、網(wǎng)、荷”各環(huán)節(jié)儲能容量與靈活調(diào)節(jié)的能力需求分析,明確抽水蓄能電站和新型儲能設(shè)施的功能定位和優(yōu)化配置,接口邊界條件和運行調(diào)度控制要求,從源網(wǎng)協(xié)調(diào),新能源發(fā)電與儲能協(xié)調(diào)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(shè)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(nèi)企業(yè)、金融機構(gòu)、科研機構(gòu)和高等院校需要同心協(xié)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(shù)字化智能化等方面存在的諸多技術(shù)難點,破解資源配置、建設(shè)程序、關(guān)鍵技術(shù)和調(diào)度控制的難題,確保工程建設(shè)“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(shè)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(jù)區(qū)域電網(wǎng)范圍和分布、規(guī)模化清潔能源基地等進行統(tǒng)籌規(guī)劃;三是要維護規(guī)劃的權(quán)威性和嚴肅性,一經(jīng)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(jù)。
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(jīng)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(shè)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(wǎng)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(lián)合體,實現(xiàn)抽水蓄能、新能源、接入電網(wǎng)、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(jīng)濟效益預期。只有明確參建各方的責權(quán)利,才能避免出現(xiàn)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(wǎng)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(chǔ)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(jù)電網(wǎng)安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟性運行以及“雙碳”目標等要求,充分挖掘儲能設(shè)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(shè)施包括抽水蓄能和新型儲能的功能性能要求、運行調(diào)度規(guī)則和相關(guān)效能評價標準。
5.研究抽水蓄能電站和新型儲能設(shè)施的電價機制和投資回報途徑,合理疏導和分攤儲能設(shè)施建設(shè)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(qū)動為主向市場驅(qū)動轉(zhuǎn)變。
6.高標準嚴要求強化行業(yè)監(jiān)管,保障項目建設(shè)質(zhì)量和進度:一要鼓勵技術(shù)創(chuàng)新和管理創(chuàng)新,鼓勵行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型,建設(shè)智能化抽水蓄能電站。二要重視工程建設(shè)與環(huán)境友好協(xié)調(diào)統(tǒng)一,在工程設(shè)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(shè)計管理,保障勘測設(shè)計的合理周期、資源投入和產(chǎn)品質(zhì)量,堅持先規(guī)劃再設(shè)計,先設(shè)計后施工;開展標準化設(shè)計、模塊化設(shè)計和BIM設(shè)計,提高工作效率和質(zhì)量。四要借助現(xiàn)代數(shù)字化信息化技術(shù),提升工程質(zhì)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(zhì)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(chǔ)上,進一步研發(fā)應用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)以及智能建造技術(shù),不斷提高工程質(zhì)量和施工效率。六要加強對已建抽水蓄能電站運行調(diào)度和綜合效益的分析,制定運行調(diào)度規(guī)則和評價標準,實現(xiàn)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?!?/p>
中國電建水電五局承建的安徽績溪抽水蓄能電站。 資料圖