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。
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(dāng)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(zhǔn)規(guī)劃和合理布局難度增加。當(dāng)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(zhǔn)許成本加合理收益”的辦法核定輸配電價,但抽蓄電站被認(rèn)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)。“有政策、難落實”是當(dāng)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(fù)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(dāng)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(dāng)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(dāng)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(biāo)準(zhǔn)、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(xí)總書記在黨的十九大報告、紀(jì)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(zhǔn)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(biāo)、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(biāo)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(xué)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?,通過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。《電力發(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(biāo)仍有較大差距。
二是電化學(xué)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(xué)儲能被認(rèn)為是最具發(fā)展前景的技術(shù)。與抽水蓄能相比,電化學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)儲能經(jīng)濟性仍低于抽水蓄能,即使是電化學(xué)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(xué)儲能仍存在較大的安全隱患,電化學(xué)儲能相關(guān)消防風(fēng)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(dāng)前面臨的關(guān)鍵問題、科學(xué)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。