文|華夏能源網(wǎng) 劉洋
12月30日，服務(wù)北京綠色冬奧的“超級充電寶”——國家電網(wǎng)豐寧抽水蓄能電站投產(chǎn)發(fā)電。
豐寧抽蓄電站共安裝12臺30萬千瓦單級可逆式水泵水輪發(fā)電電動機(jī)組，總裝機(jī)360萬千瓦，為世界抽蓄電站之最。不獨(dú)如此，豐寧抽蓄電站儲能能力也創(chuàng)造了新的世界記錄，12臺機(jī)組滿發(fā)利用小時(shí)數(shù)達(dá)10.8小時(shí)。
華夏能源網(wǎng)注意到，今年以來，包括豐寧電站在內(nèi)，國家電網(wǎng)已先后投產(chǎn)5座抽水蓄能電站工程共9臺機(jī)組，裝機(jī)容量達(dá)到285萬千瓦。
豐寧電站投產(chǎn)，是新一輪抽水蓄能電站“井噴”的一聲號角。國家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)明確，未來將分別投入1000億和2000億上馬抽水蓄能電站，總的裝機(jī)規(guī)模相當(dāng)于再造兩個(gè)三峽水電站。
在兩大電網(wǎng)帶動下，抽水蓄能萬億級的市場開始步入“爆發(fā)期”。
電網(wǎng)“雙雄”
抽水蓄能的原理很簡單，就是電多的時(shí)候把水抽到高處，缺電的時(shí)候放水下來發(fā)電。抽水蓄能對地勢要求很高，需要有落差，需要蓋水庫，需要有水，不是所有地方都能建設(shè)。
用中國新能源電力投融資聯(lián)盟秘書長彭澎的話來說：抽水蓄能的工作原理，就是“抽水耗電，然后再放水發(fā)電，以此來平衡電力過剩和電力緊缺的時(shí)間段”。
按照國務(wù)院此前發(fā)布的2030年前減少碳排放路線圖，到2025年，新型儲能裝機(jī)容量要達(dá)到3000萬千瓦以上；到2030年，抽水蓄能電站裝機(jī)容量達(dá)到1.2億千瓦左右，省級電網(wǎng)基本具備5%以上的尖峰負(fù)荷響應(yīng)能力。
當(dāng)今世界上最大的水電站——三峽水電站總裝機(jī)規(guī)模也只有2240萬千瓦。抽蓄2030年1.2億千瓦的裝機(jī)量，相當(dāng)于5個(gè)三峽水電站。從投資規(guī)?？?，預(yù)計(jì)將達(dá)到1.8萬億元之多，這是一個(gè)巨大的市場。
于是，各路玩家紛紛應(yīng)時(shí)而動。
2021年3月19日，國家電網(wǎng)發(fā)布自己的“雙碳”路線圖明確：積極推動抽水蓄能電站科學(xué)布局、多開多投，力爭“十四五”期間在新能源集中開發(fā)地區(qū)和負(fù)荷中心新增開工2000萬千瓦以上裝機(jī)、1000億元以上投資規(guī)模的抽水蓄能電站。
消息傳來，業(yè)界振奮。國家電網(wǎng)的氣魄和手筆，足以點(diǎn)燃一個(gè)行業(yè)。千億規(guī)模的投資規(guī)劃，讓更多玩家看到了新機(jī)會。
緊隨其后，5月15日，南方電網(wǎng)公布了自己的蓄水儲能“路線圖”：在“十四五”和“十五五”期間，分別投產(chǎn)500萬千瓦和1500萬千瓦抽水蓄能電站。例如廣東惠州、肇慶、廣西南寧等地，新增抽水蓄能電站將較“十三五”期間分別增長81%和262%（截至2020年底，南方電網(wǎng)抽水蓄能總裝機(jī)788萬千瓦）。
或許還嫌上述目標(biāo)不夠“有勁”，在10月24日的抽水蓄能建設(shè)動員會上，南方電網(wǎng)董事長孟振平親自出席并立下Flag：未來十年，南方電網(wǎng)將建成投產(chǎn)2100萬千瓦抽水蓄能，同時(shí)開工建設(shè)1500萬千瓦抽水蓄能，總投資約2000億元。到2030年，大約相當(dāng)于新增1個(gè)三峽水電站的裝機(jī)容量。
抽蓄經(jīng)濟(jì)賬
那么，兩網(wǎng)為什么如此大投入建設(shè)抽水蓄能電站呢，抽水蓄能電站能給兩網(wǎng)帶來什么樣的收益？
2021年8月，國家發(fā)改委、能源局發(fā)布《關(guān)于鼓勵可再生能源發(fā)電企業(yè)自建或購買調(diào)峰能力增加并網(wǎng)規(guī)模的通知》指出，“實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰關(guān)鍵在促進(jìn)可再生能源發(fā)展，促進(jìn)可再生能源發(fā)展關(guān)鍵在于消納，保障可再生能源消納關(guān)鍵在于電網(wǎng)接入、調(diào)峰和儲能”。
盡管截至2020年底，中國的棄風(fēng)率、棄光率都已降至5%以下，但是要在2030年達(dá)到25%的非化石能源消費(fèi)比重目標(biāo)，中國風(fēng)、光發(fā)電總裝機(jī)容量需要超過12億千瓦，而2020年末約為5.3億千瓦。這意味著，未來中國可再生能源電量消納的壓力仍將不斷加大。
如此說來，“雙碳”目標(biāo)下，儲能將是一把打開新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵鑰匙。
電網(wǎng)側(cè)儲能，就像“超級充電寶”，主要用于電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻，其最主要的儲能方式就是建設(shè)抽水蓄能電站，通過“抽水耗電，放水發(fā)電”來平衡電力供應(yīng)、平滑負(fù)荷曲線。
在國家電網(wǎng)看來，抽水蓄能是目前技術(shù)最為成熟的大規(guī)模儲能方式，具有“六大功能”，即調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)相、儲能、系統(tǒng)備用和黑啟動?？傮w而言，調(diào)峰和儲能是抽水蓄能電站的兩大主要功能，而調(diào)峰也是建立在儲能的基礎(chǔ)之上?？梢?，抽蓄對電網(wǎng)來說是具有戰(zhàn)略意義的。
那么，動輒上千億元的資金投入下，抽水蓄能電站的收益怎么樣呢？
中國新能源電力投融資聯(lián)盟秘書長彭澎告訴華夏能源網(wǎng)說，抽水蓄能電站的收入來源有二：一是容量電價(jià)（類似過去的電話座機(jī)費(fèi)，打不打電話都要交錢），比如電網(wǎng)企業(yè)建成抽蓄電站花了5個(gè)億，這5個(gè)億就是容量電價(jià)；二是賣電的錢減去買電的錢（賣電量*上網(wǎng)電價(jià)-購電量*抽水電價(jià)），中間價(jià)差就是收益。
依據(jù)2014年抽水蓄能政策，抽水電價(jià)=0.75*上網(wǎng)電價(jià)，抽水蓄能電站大約是抽4度電發(fā)3度電，因此，這個(gè)電價(jià)基本就是保本設(shè)計(jì)。
舉例來說，某省全年售電2000億度，電網(wǎng)建有2座抽蓄電站為全省提供調(diào)峰輔助服務(wù)。該省平均輸配電價(jià)電價(jià)是0.2元/度，電網(wǎng)全年收取輸配費(fèi)用400億。2座抽蓄的容量電價(jià)成本預(yù)計(jì)一年5億，那么電網(wǎng)當(dāng)年在A省收取的輸配費(fèi)用就是400+5=405億，收益非?？捎^。
政策輪回
抽水蓄能當(dāng)下的火熱，與幾年前形成鮮明對比。曾經(jīng)，抽水蓄能也一度因?yàn)椴荒芗{入輸配成本而陷入投資寒冬。
在江蘇鎮(zhèn)江，分布著八座電網(wǎng)側(cè)儲能電站構(gòu)成的電網(wǎng)儲能電站群，電網(wǎng)企業(yè)希望通過將成本納入電網(wǎng)輸配電價(jià)的方式進(jìn)行攤銷，但后來這一模式卻被叫停。原因是這一模式與國家降低電網(wǎng)輸配電價(jià)的大方向相悖，也不屬于電網(wǎng)企業(yè)的管制性業(yè)務(wù)。
2019年6月，國家發(fā)改委出臺的《輸配電定價(jià)成本監(jiān)審辦法》，明確將抽水蓄能電站列為與輸配電業(yè)務(wù)無關(guān)的資產(chǎn)，排除在輸配電價(jià)成本之外。這導(dǎo)致增量的抽水蓄能電站成本回收、疏導(dǎo)困難，行業(yè)企業(yè)沒有投資興趣，甚至是建一個(gè)、賠一個(gè)。
這一局面，直到2021年5月迎來轉(zhuǎn)機(jī)。
5月7日，國家發(fā)改委下發(fā)《關(guān)于進(jìn)一步完善抽水蓄能價(jià)格形成機(jī)制的意見》，明確政府核定的抽水蓄能容量電費(fèi)由電網(wǎng)企業(yè)向抽水蓄能主體支付，購買抽水蓄能服務(wù)，然后再納入省級電網(wǎng)輸配電價(jià)回收。同理，如果電網(wǎng)企業(yè)自己做抽水蓄能電站，其成本也將攤銷進(jìn)電價(jià)中
《“十四五”規(guī)劃綱要》還提出，加快抽水蓄能電站建設(shè)和新型儲能技術(shù)規(guī)?；瘧?yīng)用，預(yù)計(jì)隨著電價(jià)機(jī)制完善、電力市場推進(jìn)以及“雙碳”目標(biāo)驅(qū)動，抽水蓄能電站將得到更多政策支持。
2021年9月9日，國家能源局發(fā)布《抽水蓄能中長期發(fā)展規(guī)劃（2021-2035年）》，要求加快抽水蓄能電站核準(zhǔn)和建設(shè)，進(jìn)一步明確了發(fā)展目標(biāo)。
具體來說，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1.2億千瓦左右；到2035年，形成滿足新能源高比例大規(guī)模發(fā)展需求的，技術(shù)先進(jìn)、管理優(yōu)質(zhì)、國際競爭力強(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)。
政策方向已明，各路玩家“井噴”式涌入抽水蓄能賽道也是自然而然的事情了。不僅僅是兩網(wǎng)的3000億，更多央企都在急速布局。
華夏能源網(wǎng)看到的最新案例是，2021年12月23日，三峽集團(tuán)所屬三峽建工浙江天臺抽水蓄能電站項(xiàng)目獲浙江省發(fā)展和改革委員會核準(zhǔn)，拿到“開工令”。項(xiàng)目總裝機(jī)容量170萬千瓦，總投資107.4億元。
這又是一個(gè)刷新抽蓄記錄的“大家伙”：電站額定水頭724米，為全球最高；單機(jī)容量（4臺單機(jī)容量42.5萬千瓦的可逆式水輪發(fā)電機(jī)組）位居國內(nèi)抽蓄電站之首；上下引水斜井長度483.4米，位列全國第一。
痛點(diǎn)仍在
在以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)建設(shè)中，抽水蓄能電站是當(dāng)前技術(shù)最成熟、經(jīng)濟(jì)性綜合最優(yōu)的靈活電源。
然而，伴隨著抽水蓄能如火如荼發(fā)展起來，其存在的問題也日益顯現(xiàn)。以上網(wǎng)電價(jià)作為抽水蓄能電站的唯一經(jīng)濟(jì)效益評判指標(biāo)存在局限性，通過上網(wǎng)電價(jià)和抽水電價(jià)之間差價(jià)保證抽水蓄能電站運(yùn)行成本的回收，會造成能源浪費(fèi)。
抽水蓄能電站運(yùn)行成本的回收是通過上網(wǎng)電價(jià)高于抽水電價(jià)來實(shí)現(xiàn)的，考慮到抽水蓄能電站“抽四發(fā)三”的能量轉(zhuǎn)換比率，上網(wǎng)電價(jià)一般需要比抽水電價(jià)高出33%以上，電站抽水越多，發(fā)電越多，收益就越高。
因此，這種經(jīng)營模式下的電價(jià)機(jī)制就驅(qū)使抽水蓄能電站運(yùn)營者爭取多抽水、多發(fā)電，通過兩者差價(jià)賺取更多利潤，而不是考慮按電網(wǎng)實(shí)際需求提供抽水發(fā)電服務(wù)，導(dǎo)致不必要的能源浪費(fèi)，這與建設(shè)抽水蓄能、助力雙碳目標(biāo)的初衷是相違背的。
解決這一問題，需要在大力發(fā)展抽水蓄能電站的同時(shí)，兼顧各種儲能方式。
儲能，顧名思義，即將能量存儲起來，需要的時(shí)候使用，現(xiàn)有抽水蓄能、電化學(xué)儲能、壓縮空氣儲能、熔融鹽儲能等多種儲能技術(shù)。生活中，小到移動充電寶，大到新能源汽車動力電池、電站超大型電池組，都屬于儲能范疇。
目前，中國新型儲能主要指電化學(xué)儲能，即通過電池完成能量儲存、釋放與管理的過程。從應(yīng)用場景來看，主要分電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)三類，比如風(fēng)電、光伏電源側(cè)配儲能，解決新能源波動性問題；電網(wǎng)側(cè)的儲能，就像“超級充電寶”，主要用于電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻；工商業(yè)企業(yè)利用用戶側(cè)儲能項(xiàng)目，進(jìn)行削峰填谷等。
根據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020年，中國已投運(yùn)儲能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模35.6GW（吉瓦，1吉瓦=100萬千瓦），同比增長9.8%。其中，抽水蓄能規(guī)模最大，占比89%，累計(jì)裝機(jī)31.79GW，同比增長5%；電化學(xué)儲能占比僅為9.2%，累計(jì)裝機(jī)為3.27GW，但同比增長很快，達(dá)到91%。在各類電化學(xué)儲能中，鋰電子電池裝機(jī)規(guī)模最大，占比89%，達(dá)2.9GW。
很顯然，這樣的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)是不均衡、不合理的。未來，大力發(fā)展電化學(xué)儲能，可以作為抽水蓄能的補(bǔ)充，前景廣闊。但電化學(xué)儲能的發(fā)展仍面臨諸多掣肘，安全事故頻發(fā)、成本高、市場機(jī)制不完善等。
總之，抽水蓄能在未來新型電力系統(tǒng)中具有不可替代的重要作用，是電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的穩(wěn)定器。如何使抽水蓄能電站步入正常的生產(chǎn)經(jīng)營軌道，同時(shí)兼顧各種儲能形式，引領(lǐng)整個(gè)儲能產(chǎn)業(yè)的升級發(fā)展，是業(yè)內(nèi)需要通盤考量的問題。