作為目前經(jīng)濟(jì)、清潔的大規(guī)模儲(chǔ)能方式,抽水蓄能電站抽水蓄能電站(以下簡(jiǎn)稱(chēng)抽蓄電站)啟停靈活、反應(yīng)迅速,具有調(diào)峰填谷、調(diào)頻、調(diào)相、緊急事故備用和黑啟動(dòng)等多種功能。做好抽蓄電站建設(shè)和調(diào)度運(yùn)行,有利于更好地利用新能源資源,有利于提升電力系統(tǒng)綜合效益。
進(jìn)入“十三五”以來(lái),我國(guó)抽蓄電站發(fā)展一改“十二五”時(shí)期緩慢態(tài)勢(shì),新開(kāi)工步伐加快,但能否實(shí)現(xiàn)“十三五”目標(biāo)尚待觀察。
一、發(fā)展現(xiàn)狀
(一)開(kāi)發(fā)進(jìn)展
1.常規(guī)抽蓄電站
隨著由國(guó)家電網(wǎng)公司投資建設(shè)的6座抽蓄電站去年12月22日開(kāi)工,我國(guó)抽蓄電站在運(yùn)規(guī)模2849萬(wàn)千瓦,在建規(guī)模達(dá)3871萬(wàn)千瓦,在建和在運(yùn)裝機(jī)容量均居世界第一。
2017年,國(guó)家電網(wǎng)公司開(kāi)建了河北易縣、內(nèi)蒙古芝瑞、浙江寧海、浙江縉云、河南洛寧、湖南平江6座總裝機(jī)840萬(wàn)千瓦的抽蓄電站;由江蘇省國(guó)信集團(tuán)投資、總裝機(jī)容量為150萬(wàn)千瓦的江蘇溧陽(yáng)抽蓄電站全面投產(chǎn);此外,南方電網(wǎng)公司深圳抽蓄和海南瓊中抽蓄電站均實(shí)現(xiàn)首臺(tái)機(jī)組投產(chǎn),廣東陽(yáng)江和梅州抽蓄電站按照建設(shè)進(jìn)度完成節(jié)點(diǎn)。
2.海水抽蓄電站
目前,我國(guó)初步查清全國(guó)海水抽蓄電站資源,并篩選出典型站點(diǎn)。2017年4月5日,國(guó)家能源局發(fā)布海水抽蓄電站資源普查成果顯示,我國(guó)海水抽蓄資源站點(diǎn)達(dá)238個(gè),總裝機(jī)容量可達(dá)4208.3萬(wàn)千瓦。其中,位于浙江舟山、廣東汕頭、福建寧德等8個(gè)建設(shè)條件相對(duì)較好的典型站點(diǎn)將作為下一步研究重點(diǎn)。
(二)投資主體
過(guò)去,由于抽蓄電站主要服務(wù)于電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行,由電網(wǎng)企業(yè)負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā),抽蓄電站的盈利與整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)利潤(rùn)進(jìn)行捆綁式計(jì)算,其他企業(yè)建設(shè)抽蓄電站的積極性并不高。
抽蓄電站目前以電網(wǎng)經(jīng)營(yíng)企業(yè)獨(dú)資或控股投資建設(shè)為主,逐步建立引入社會(huì)資本的多元市場(chǎng)化投資體制機(jī)制。在具備條件的地區(qū),鼓勵(lì)采用招標(biāo)、市場(chǎng)競(jìng)價(jià)等方式確定抽蓄電站項(xiàng)目業(yè)主。
目前,國(guó)家電網(wǎng)公司所屬?lài)?guó)網(wǎng)新源控股有限公司是我國(guó)最大的抽蓄電站開(kāi)發(fā)建設(shè)單位。截至2017年底,該公司運(yùn)行抽蓄電站達(dá)到20座,裝機(jī)容量1907萬(wàn)千瓦,占全國(guó)抽蓄運(yùn)行容量的66%。
(三)電價(jià)機(jī)制
目前,我國(guó)抽蓄電站主要實(shí)行三種價(jià)格機(jī)制——單一容量電價(jià)、單一電量電價(jià)、兩部制電價(jià)。按照2014年國(guó)家發(fā)展改革委《關(guān)于完善抽蓄電站價(jià)格形成機(jī)制有關(guān)問(wèn)題的通知》,在形成競(jìng)爭(zhēng)性電力市場(chǎng)以前,對(duì)抽蓄電站實(shí)行兩部制電價(jià)。其中,容量電價(jià)彌補(bǔ)固定成本及準(zhǔn)許收益,并按無(wú)風(fēng)險(xiǎn)收益率(長(zhǎng)期國(guó)債利率)加1個(gè)百分點(diǎn)至3個(gè)百分點(diǎn)的風(fēng)險(xiǎn)收益率確定收益,電量電價(jià)彌補(bǔ)抽發(fā)電損耗等變動(dòng)成本;逐步對(duì)新投產(chǎn)抽蓄電站實(shí)行標(biāo)桿容量電價(jià);電站容量電價(jià)和損耗納入當(dāng)?shù)厥〖?jí)電網(wǎng)運(yùn)行費(fèi)用統(tǒng)一核算,并作為銷(xiāo)售電價(jià)調(diào)整因素統(tǒng)籌考慮。當(dāng)時(shí)已核定電價(jià)的抽蓄電站逐步實(shí)行兩部制上網(wǎng)電價(jià)。
(四)建造成本與收益
抽蓄電站前期建設(shè)周期長(zhǎng),一個(gè)項(xiàng)目從預(yù)可行研究到建成投產(chǎn)正常情況下需要8至10年時(shí)間,每千瓦成本7000元左右。國(guó)家電網(wǎng)公司去年底開(kāi)工的6座抽蓄電站總裝機(jī)容量840萬(wàn)千瓦,總投資524億元,平均每千瓦投資6200余元。6座電站計(jì)劃全部于2026年竣工投產(chǎn)。去年全面投產(chǎn)的江蘇溧陽(yáng)抽蓄電站于2008年12月開(kāi)工,總投資89億元、總裝機(jī)容量為150萬(wàn)千瓦,每千瓦投資近6000元。
業(yè)界人士表示,以目前的電價(jià),抽蓄電站最好的運(yùn)行情況也只能是保本微利。國(guó)家能源局2015年發(fā)布的《華北華東區(qū)域抽蓄電站運(yùn)營(yíng)情況監(jiān)管報(bào)告》顯示,2014年1~9月份區(qū)域內(nèi)實(shí)施單一容量電價(jià)的抽蓄電站發(fā)電利用小時(shí)數(shù)為518.8小時(shí),抽水利用小時(shí)數(shù)為642.5小時(shí)。此外,在大多數(shù)情況下,抽蓄電站調(diào)峰填谷、調(diào)頻、調(diào)相,安全備用保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行所產(chǎn)生的輔助功能效益難以準(zhǔn)確計(jì)算。
與常規(guī)抽蓄電站相比,海水抽蓄電站有利用海洋作為下水庫(kù)、占地面積小、水源充足等優(yōu)點(diǎn),但也有其獨(dú)有特性和技術(shù)難度。海水抽蓄電站相對(duì)較小,單位造價(jià)更高,經(jīng)濟(jì)指標(biāo)可能更差。
二、存在問(wèn)題
目前,我國(guó)抽蓄電站總體上存在發(fā)展慢、電價(jià)機(jī)制待完善、電站作用未充分發(fā)揮、投資主體單一等問(wèn)題,導(dǎo)致部分機(jī)組利用率較低、頂峰發(fā)電能力未能充分發(fā)揮。從根本上看,還是在于認(rèn)識(shí)差異和經(jīng)濟(jì)吸引力不夠,企業(yè)投資積極性不高。
(一)建設(shè)速度低于預(yù)期,裝機(jī)比重占比較低
“十二五”期間,全國(guó)規(guī)劃新開(kāi)工抽蓄電站4000萬(wàn)千瓦、投產(chǎn)1324萬(wàn)千瓦,2015年底裝機(jī)容量達(dá)到3000萬(wàn)千瓦,但實(shí)際開(kāi)工2090萬(wàn)千瓦、投產(chǎn)732萬(wàn)千瓦,2015年底裝機(jī)容量?jī)H2303萬(wàn)千瓦,分別完成“十二五”規(guī)劃目標(biāo)的52%、55%和77%。進(jìn)入“十三五”,抽蓄電站建設(shè)明顯加快,前兩年新開(kāi)工規(guī)模約1900萬(wàn)千瓦。
目前,我國(guó)抽蓄電站裝機(jī)在電力裝機(jī)中占比還不到2%,而西方發(fā)達(dá)國(guó)家普遍重視抽蓄電站建設(shè),裝機(jī)容量通常占電力系統(tǒng)總裝機(jī)的5%~10%。其中,美國(guó)抽蓄電站占比達(dá)7%~8%,日本達(dá)14%。我國(guó)調(diào)峰能力不足已開(kāi)始影響電力系統(tǒng)運(yùn)行,部分地區(qū)時(shí)段性影響嚴(yán)重。
(二)市場(chǎng)化電價(jià)未形成,投資效益不高
電價(jià)形成機(jī)制未理順是抽蓄發(fā)展的核心問(wèn)題。2014年《關(guān)于完善抽蓄電站價(jià)格形成機(jī)制有關(guān)問(wèn)題的通知》對(duì)抽蓄電站電價(jià)政策是原則性規(guī)定,沒(méi)有實(shí)施細(xì)則,兩部制電價(jià)政策并未得到全面落實(shí)。據(jù)了解,抽蓄電站年容量電費(fèi)分配是電網(wǎng)50%、用戶(hù)25%通過(guò)銷(xiāo)售電價(jià)疏導(dǎo)落實(shí),發(fā)電企業(yè)25%通過(guò)招標(biāo)解決。在現(xiàn)有電價(jià)機(jī)制下,抽蓄電站的建設(shè)成本只能全部進(jìn)入輸配電成本并通過(guò)調(diào)整銷(xiāo)售電價(jià)進(jìn)行疏導(dǎo),由電網(wǎng)和用戶(hù)承擔(dān),受益電源并未補(bǔ)償抽蓄電站。
國(guó)家能源局2015年發(fā)布的《華北華東區(qū)域抽蓄電站運(yùn)營(yíng)情況監(jiān)管報(bào)告》指出,抽蓄電站的相關(guān)招標(biāo)競(jìng)價(jià)方式、電價(jià)測(cè)算方法、工作時(shí)間節(jié)點(diǎn)、各方職責(zé)等尚未明確,兩部制電價(jià)推進(jìn)工作無(wú)實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。
再如,我國(guó)首個(gè)由發(fā)電企業(yè)投資建設(shè)的抽蓄電站黑麋峰電站,2009年投運(yùn)后持續(xù)虧損,不得已于2013年轉(zhuǎn)賣(mài)給電網(wǎng)企業(yè)。發(fā)電企業(yè)無(wú)意承擔(dān)25%電站容量電費(fèi),理由之一即是火電本身具有一定調(diào)峰能力,并不一定需要抽蓄電站。
(三)電力供需形勢(shì)與體制機(jī)制也存制約
在個(gè)別業(yè)界專(zhuān)家看來(lái),抽蓄電站建設(shè)緩慢歸根結(jié)底是當(dāng)前全國(guó)電力產(chǎn)能?chē)?yán)重過(guò)剩造成的。近幾年來(lái),隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)由高速增長(zhǎng)階段轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展,單位GDP能耗下降,電力需求增速降低,而且火電機(jī)組出現(xiàn)過(guò)剩。這一觀點(diǎn)認(rèn)為,抽蓄電站最主要的作用就是參與可再生能源調(diào)峰,目前電力產(chǎn)能過(guò)剩,普遍存在棄風(fēng)、棄光現(xiàn)象。可再生能源規(guī)模上不去,抽蓄自然也就跟著受影響。同時(shí),抽蓄部分調(diào)峰任務(wù)被大量過(guò)?;痣姍C(jī)組所替代,抽蓄電站的經(jīng)濟(jì)效益無(wú)法保證,大大降低了企業(yè)投資建設(shè)的積極性。
三、發(fā)展前景與建議
(一)抽蓄電站將加速發(fā)展
從全球范圍看技術(shù)較成熟的抽蓄仍是儲(chǔ)能主力。根據(jù)國(guó)際可再生能源署去年底發(fā)布的“電力儲(chǔ)存與可再生能源——2030年的成本與市場(chǎng)”報(bào)告,到2017年中,全球儲(chǔ)能裝機(jī)容量為176吉瓦,其中169吉瓦抽蓄(占96%);3.3吉瓦熱能儲(chǔ)存(1.9%);1.9吉瓦電池儲(chǔ)能(1.1%);1.6吉瓦機(jī)械儲(chǔ)能(0.9%)。而且,與發(fā)達(dá)國(guó)家抽蓄電站占電力總裝機(jī)的比重相比,我國(guó)的比重偏低,專(zhuān)家認(rèn)為我國(guó)抽水蓄能的合理比例應(yīng)保持在10%以上。
非水可再生能源快速發(fā)展需要?!端姲l(fā)展“十三五”規(guī)劃》明確,“十三五”將加快抽蓄電站建設(shè),以適應(yīng)新能源大規(guī)模開(kāi)發(fā)需要,保障電力系統(tǒng)安全運(yùn)行。我國(guó)未來(lái)能源革命電力轉(zhuǎn)型中,間歇性的非水可再生能源將是主力,其發(fā)電能力超過(guò)電網(wǎng)的最低負(fù)荷是必然的趨勢(shì)。2017年,我國(guó)非化石能源發(fā)展已經(jīng)領(lǐng)跑全球,新增裝機(jī)規(guī)模占全球增量40%左右。我國(guó)非化石能源發(fā)電裝機(jī)占比已達(dá)38.1%,比2012年提高9.6個(gè)百分點(diǎn),是歷史上增長(zhǎng)最快的時(shí)期。2017年,我國(guó)可再生能源發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到約6.56億千瓦,風(fēng)電和光伏發(fā)電建設(shè)成本分別下降20%和60%。
(二)發(fā)展目標(biāo)設(shè)定應(yīng)更加科學(xué)
按照我國(guó)規(guī)劃,“十三五”全國(guó)新開(kāi)工抽蓄電站6000萬(wàn)千瓦左右,到2020年抽蓄電站裝機(jī)容量達(dá)到4000萬(wàn)千瓦,預(yù)計(jì)2025年全國(guó)抽蓄電站約9000萬(wàn)千瓦。按照目前的開(kāi)工規(guī)模,意味著未來(lái)三年至少還要新開(kāi)工4100萬(wàn)千瓦抽蓄機(jī)組才能完成既定規(guī)劃目標(biāo)。這個(gè)規(guī)劃目標(biāo)完成難度較大。
要滾動(dòng)調(diào)整抽蓄規(guī)劃,適時(shí)啟動(dòng)新一輪選點(diǎn)規(guī)劃工作。統(tǒng)籌考慮區(qū)域電力系統(tǒng)調(diào)峰填谷需要、安全穩(wěn)定運(yùn)行要求和站址建設(shè)條件,對(duì)尚未開(kāi)展選點(diǎn)規(guī)劃的地區(qū)適時(shí)啟動(dòng)規(guī)劃工作;對(duì)部分已有選點(diǎn)規(guī)劃,經(jīng)論證有增補(bǔ)、調(diào)整站點(diǎn)必要的地區(qū)進(jìn)行滾動(dòng)調(diào)整,充分論證系統(tǒng)需求,分析研究抽蓄電站的合理建設(shè)規(guī)模和布局,優(yōu)選確定規(guī)劃站點(diǎn)。為適應(yīng)長(zhǎng)遠(yuǎn)需要,考慮到抽蓄電站建設(shè)的合理工期,有必要組織新一輪的選點(diǎn)規(guī)劃工作。
(三)深化電改完善利益補(bǔ)償機(jī)制
抽蓄電站的屬性導(dǎo)致其不追求直接的經(jīng)濟(jì)效益,而其間接經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益難以計(jì)算,需要借助電改將其間接效益量化出來(lái)。應(yīng)實(shí)行“優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)”,鼓勵(lì)電力系統(tǒng)優(yōu)化電源結(jié)構(gòu),將煤電、核電等受益電源的增量效益部分用于對(duì)抽蓄電站的補(bǔ)償,體現(xiàn)“誰(shuí)受益、誰(shuí)分擔(dān)”的原則。通過(guò)電源側(cè)峰谷電價(jià)、輔助服務(wù)補(bǔ)償?shù)确绞?,合理反映抽蓄電站的效益。同時(shí),完善和落實(shí)兩部制電價(jià)政策,擴(kuò)大峰谷電價(jià)差。以美國(guó)加州電力交易中心為例,不同時(shí)段電價(jià)差異很大,最高電價(jià)與最低電價(jià)相差52倍。抽蓄電站可以在電力市場(chǎng)高拋低吸,獲得效益,有足夠生存空間。
(四)做好分類(lèi)管理利用
由于電源結(jié)構(gòu)、負(fù)荷特性、電力供需狀況和電力保障需求的實(shí)際情況存在差異,不同電網(wǎng)抽蓄電站實(shí)際發(fā)揮的作用應(yīng)該有所側(cè)重,抽蓄的作用不能一概而論,需要分類(lèi)管理利用。
目前看,華東電網(wǎng)規(guī)模大,系統(tǒng)峰谷差較大,系統(tǒng)內(nèi)火電比重較高,核電和區(qū)外來(lái)電比重也逐年增加,對(duì)電能質(zhì)量要求高。因此,抽蓄功能以調(diào)峰填谷為主,輔以調(diào)頻調(diào)相和備用;湖南、湖北電力系統(tǒng)內(nèi)小水電比重大,且遠(yuǎn)離負(fù)荷中心,負(fù)荷中心缺乏快速反應(yīng)電源,因此抽蓄以承擔(dān)調(diào)頻調(diào)相、事故備用功能為主,輔以調(diào)峰填谷功能;東北、西北電網(wǎng)新能源發(fā)展迅速,電網(wǎng)規(guī)模小,消納能力有限,要保證遠(yuǎn)距離外送,配置抽蓄更多發(fā)揮其儲(chǔ)能作用,輔以調(diào)峰調(diào)頻、事故備用等功能。
(五)促進(jìn)投資建設(shè)市場(chǎng)化
目前,“鼓勵(lì)采用招標(biāo)、市場(chǎng)競(jìng)價(jià)等方式確定抽蓄電站項(xiàng)目業(yè)主”的政策效果尚未顯現(xiàn)。從長(zhǎng)遠(yuǎn)看,抽蓄電站走市場(chǎng)化道路或許是最優(yōu)選擇。建立多元化的投資機(jī)制,鼓勵(lì)社會(huì)資本投資,促進(jìn)抽蓄電站投資建設(shè)市場(chǎng)化。研究推行抽蓄電站和核電、風(fēng)電等項(xiàng)目協(xié)調(diào)配套投資及運(yùn)營(yíng)管理模式,實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目聯(lián)合優(yōu)化運(yùn)行,促進(jìn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、良性互動(dòng),減少資源浪費(fèi)。