中國儲能網訊：《巴黎協(xié)定》的簽訂掀起了全球綠色低碳的轉型大潮，隨著新能源的快速發(fā)展，抽水蓄能因其靈活調節(jié)特性成為了保障風電、太陽能等不可控新能源發(fā)電的重要手段，抽水蓄能電站的規(guī)劃建設又一次進入各主要國家決策者視野，開啟了新一輪的建設高潮。本欄目分析國內外抽水蓄能電站電價機制及啟示，介紹南網、國網抽水蓄能建設目標和建設動態(tài)，并對抽水蓄能發(fā)展前景進行了展望，可為相關研究和行業(yè)概覽提供參考。
一
國內外抽水蓄能電站電價機制及啟示
>>主要抽水蓄能電站電價機制
全球抽水蓄能電站中約85%的電站采用內部核算制（電網統(tǒng)一經營）或租賃制形式解決投資回報問題，采用內部核算制的主要有法國、日本以及美國的一些州，其沒有獨立的抽水蓄能電價。租賃制形式是由第三方投資，由電網來租賃，相關費用納入電網統(tǒng)一核算，再通過銷售電價一并疏導。
其余15%的情況是抽蓄電站參與市場競爭，典型代表是英國和美國一些地區(qū)，但這些電站通過市場競爭來參與電能量和輔助服務市場獲得的收入僅占到收益的20%～30%，其他絕大部分還是通過補償的方式獲取。
1、內部核算制
在電網統(tǒng)一經營核算模式下，抽水蓄能電站的運行成本以及合理回報等一并計入電網公司銷售電價中，通過銷售電價回收成本。日本電力公司是發(fā)、輸、配、售一體的體系結構，其擁有大量發(fā)電資產，包括抽水蓄能電站。由于已按總資產核定了電力公司總收入，電站作為電力公司內部下屬單位，實行的是內部核算模式。法國抽水蓄能電站由法國電力公司統(tǒng)一建設、管理、考核和使用。美國各州電力體制和改革進程不同，在未實行“廠、網分開”的地區(qū)，抽水蓄能電站仍由原發(fā)、輸、配一體化公司統(tǒng)一運營。
2、租賃制
在租賃制付費模式下，抽水蓄能電站由所有權獨立的發(fā)電公司建造，電網公司為抽水蓄能電站支付租賃費，電網公司獲得電站使用權，并在使用期間對電站進行考核獎懲，按期支付租賃費。
日本一些電力公司和政府合資組建國營的發(fā)電公司，只負責建設抽水蓄能電站，不負責運行管理，所建電站租賃給當地的電力公司，租賃費是按成本原則，以電站建設費作為基價的固定電費制度。
3、兩部制電價
兩部制電價由容量電價和電量電價構成，由國家政府價格主管部門核定。兩部制電價模式可以明確抽水蓄能電站在電網中的重要作用，計算出抽水蓄能電站在電網中的價值。目前中國浙江天荒坪、湖北天堂、江蘇沙河抽水蓄能電站均采用兩部制電價。
表 中國抽水蓄能價格政策梳理
4、參與電力市場競價
在市場成熟期，抽水蓄能電站可參與電能量市場，通過“低買高賣”獲得收益，可參與AGC、常規(guī)備用的市場競爭，提供響應服務，獲得市場效益。另外，可將黑啟動、緊急事故備用等服務出售給系統(tǒng)安全管理機構，通過基于成本的費率方式獲得費用補償。全球抽水蓄能電站中約4%處于完全競爭的電力市場中，這些電站主要分布在美國區(qū)域輸電組織（RTO）和獨立系統(tǒng)運營商（ISO）所覆蓋區(qū)域，以及英國、德國、瑞士等國。
5、固定收入+變動競價
由于抽水蓄能機組的技術特性和在電網中的特殊作用，英國電力市場中采取了抽水蓄能機組的競價模式和電價機制，明確抽水蓄能電站收入由兩部分組成。固定收入來源于抽水蓄能電站在系統(tǒng)中提供的電網輔助服務的補償，以及機組參與調峰填谷時保障基荷機組平穩(wěn)運行、提高基荷機組經濟效益得到的補償。變動競價收入由抽水蓄能電站參與電力平衡市場交易獲得，隨著不同時段和報價而變動，由市場需求決定。
表 國內外抽水蓄能電站主要運營模式比較
表 國內外抽水能電站主流電價機制比較
>>對我國抽水蓄能電價機制的啟示與建議
全球來看，抽水蓄能電站市場化電量并不高，僅有約4%的抽水蓄能電站進入了自由競爭的電力市場。原因主要有兩個方面：一是收益難以確定。抽水蓄能電站提供的緊急事故備用、黑啟動等輔助服務對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行作用巨大，但效益難以定量確定，因此也難以確定補償標準。二是競爭性的電力批發(fā)市場將引導市場價格逼近短期邊際成本。這對于抽水蓄能電站這種高資本成本、低運營成本（不含抽發(fā)損耗）的設施非常不利，僅通過電能量市場難以回收成本。
近幾年我國抽水蓄能電站逐漸作為市場主體參與現(xiàn)貨電力市場。但現(xiàn)階段我國電力市場的建設還不夠完善，僅有部分試點省份建立了現(xiàn)貨市場并啟動了連續(xù)模擬試運行，電力輔助服務市場仍處于初級發(fā)展階段，產品種類不完善、補償費用長期偏低等情況客觀存在，尚不具備將抽水蓄能電站完全推向市場的條件。
2021年發(fā)布的633號文明確抽水蓄能電站執(zhí)行兩部制電價，還提出以競爭性方式形成電量電價，以激勵性監(jiān)管的方式核定容量電價。下一步落實這一政策，還需要在具體實踐中進一步細化、在電力體制改革的進程中進一步深化。
二
南方電網、國家電網抽水蓄能建設
在我國努力實現(xiàn)“雙碳”目標和構建新型電力系統(tǒng)的大背景下，抽水蓄能加快發(fā)展勢在必行。作為國內抽水蓄能建設的兩大龍頭企業(yè)，南方電網公司與國家電網公司均提出了抽水蓄能建設的相關目標和規(guī)劃。
>>南方電網抽水蓄能建設目標和動態(tài)
1、建設目標
2021年9月14日，《南方電網公司關于推動綠色低碳發(fā)展轉型的意見》（以下簡稱《意見》）印發(fā)。《意見》提出，從“十四五”到“十六五”期間，南方電網將持續(xù)加大投資力度，加快建設抽水蓄能和新型儲能。計劃“十四五”、“十五五”和“十六五”期間，分別投產600萬、1500萬、1500萬千瓦抽水蓄能，以及200萬、300萬、500萬千瓦新型儲能，滿足2030年南方五省區(qū)約2.5億千瓦新能源的接入和消納。到2035年，將新增抽水蓄能裝機3600萬千瓦，強力支撐新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，助力國家“碳達峰、碳中和”目標的實現(xiàn)。
2、建設動態(tài)
南方電網下屬調峰調頻公司是南方電網抽水蓄能建設的主要負責單位，工程成果覆蓋南方五省區(qū)。截至2020年底，該公司已建成投運的抽水蓄能電站共5座。南方五省區(qū)抽水蓄能裝機占比2.1%，高于全國平均水平（全國平均1.42%）?！笆濉逼陂g，南方電網下屬抽水蓄能電站累計為系統(tǒng)節(jié)約標煤1570萬噸。
目前南方電網在建的重大抽蓄項目主要有陽江抽水蓄能電站和梅州抽水蓄能電站。
南方電網廣東陽江抽水蓄能電站在2015年10月獲廣東省發(fā)改委核準開工，于同年11月23日正式啟動建設，位于陽春市與茂名市電白縣交界處的八甲山區(qū)，總裝機容量240萬千瓦，共分兩期。一期工程裝機容量為120千瓦，總投資76.27億元，計劃于2021年底首臺機組投產，2022年3臺機組全部投產。電站機組單機容量40萬千瓦，是目前國內核準建設的單機容量最大、凈水頭最高、埋深最大的抽水蓄能電站。
梅州抽水蓄能電站（以下簡稱“梅蓄電站”）于2015年7月29日獲得廣東省發(fā)改委的同意建設批復，并于同年9月30日全面動工建設，規(guī)劃裝機240萬千瓦，總投資120億元。首期裝機120萬千瓦，投資約70.5億元，建設4臺30萬千瓦的立軸單級混流可逆式機組，預計首臺機組將提前至2021年底投產。梅蓄電站是廣東省各抽水蓄能電站中水庫容量最大的電站。
>>國家電網抽水蓄能建設目標和動態(tài)
1、建設目標
2021年3月，國家電網公司發(fā)布加快抽水蓄能開發(fā)建設重要舉措。舉措中，國家電網提出將于“十四五”期間在新能源集中開發(fā)地區(qū)和負荷中心新增開工2000萬千瓦以上裝機、1000億元以上投資規(guī)模的抽水蓄能電站的目標。對比“十三五”，國網“十四五”抽蓄投資將同比增加約43%。
國網此次發(fā)布的加快抽水蓄能開發(fā)建設重要舉措共包括六個方面，即：優(yōu)化布局、加快開發(fā)，廣泛合作、互利共贏，精心組織、優(yōu)質建設，科學調度、高效利用，盡責盡職、專業(yè)服務，自主創(chuàng)新、聯(lián)合攻關。
2、建設動態(tài)
豐寧抽水蓄能電站（以下簡稱豐蓄電站）是國家電網在建的代表性抽水蓄能電站項目。
豐蓄電站位于河北省承德市豐寧滿族自治縣境內，電站的供電范圍為京津及冀北電網。電站建成后，將和十三陵等先期建設的抽水蓄能電站及其他調峰電源，共同解決京津及冀北電網調峰能力不足，也包括調節(jié)風電負荷等問題。
該電站總裝機容量360萬千瓦，是世界在建裝機容量最大的抽水蓄能電站。電站分兩期開發(fā)，一期工程裝機容量為180萬千瓦，投資99.84億元，年發(fā)電量可達到22.368億千瓦時，稅收3.6億元；二期工程裝機容量180萬千瓦，安裝6臺30萬千瓦可逆式水輪發(fā)電機組，以500千伏電壓接入華北電網，工程投資87.5億元。
三
抽水蓄能發(fā)展前景
>>抽水蓄能發(fā)展前景概述
國際可再生能源署（IRENA）《電力儲存與可再生能源：2030年的成本與市場》提出，到2030年，全球儲能裝機將在2017年基礎上增長42%～68%，抽水蓄能裝機增長幅度約為40%～50%。
此外，為實現(xiàn)我國“碳達峰、碳中和”的宏偉目標，國家能源局在《抽水蓄能中長期發(fā)展規(guī)劃（2021~2035年）》提出，到2025年，抽水蓄能投產總規(guī)模較“十三五”翻一番，達到6200萬kW以上；到2030年，抽水蓄能總投產規(guī)模較“十四五”再翻一番，達到1.2億kW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，技術先進、管理優(yōu)質、國際競爭力強的抽水蓄能現(xiàn)代化產業(yè)，培育形成一批抽水蓄能大型骨干企業(yè)。
《巴黎協(xié)定》的簽訂掀起了全球綠色低碳的轉型大潮，隨著新能源的快速發(fā)展，抽水蓄能因其靈活調節(jié)特性成為了保障風電、太陽能等不可控新能源發(fā)電的重要手段，抽水蓄能電站的規(guī)劃建設又一次進入各主要國家決策者視野，開啟了新一輪的建設高潮。
>>我國抽水蓄能發(fā)展存在的主要問題
1、發(fā)展規(guī)模滯后于電力系統(tǒng)需求
截至2020年底，我國抽水蓄能裝機容量占比僅為1.43%，與其他國家相比存在較大差距，日本在役抽水蓄能裝機占電源總裝機的比重最高，達到8.5%，其次為意大利、西班牙、德國、法國，比重在3.5%～6.6%之間。而抽水蓄能電站建成投產規(guī)模小、在電源結構中占比低，將難以滿足電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定經濟運行和新能源大規(guī)模發(fā)展需要。
2、資源儲備與發(fā)展需求不匹配
抽水蓄能電站規(guī)模巨大，對自然資源條件要求較高，在地域分布上具有一定的局限性。我國抽水蓄能電站資源儲備與大規(guī)模發(fā)展需求銜接不足，西北、華東、華北等區(qū)域抽水蓄能電站需求規(guī)模大，但建設條件好、制約因素少的資源儲備相對缺乏，形成資源儲備與發(fā)展需求的不匹配。
3、開發(fā)與保護協(xié)調有待加強
抽水蓄能電站開發(fā)時間較長，且通常建于山區(qū)等崇山峻嶺位置，存在對生態(tài)保護的影響，因而其資源站點規(guī)劃需要與生態(tài)保護紅線劃定、國土空間規(guī)劃等方面協(xié)調。目前國內相關工作尚不夠充分，影響抽水蓄能電站建設進程和綜合效益的充分發(fā)揮，有待加強。
4、市場化程度不高
國內抽水蓄能電站市場化獲取資源不足，非電網企業(yè)和社會資本開發(fā)抽水蓄能電站積極性不高。同時，抽水蓄能參與市場的方式存在一定不確定性，電量按照市場定價結算卻不參與市場交易，僅依靠調度進行管控，為盈利方式帶來了不利因素，電價疏導相關配套實施細則還需進一步完善。
5、部分設備國產化尚不充分
作為電力系統(tǒng)穩(wěn)定器、調節(jié)器、平衡器，要求抽水蓄能具備更高的可靠性，在一些關鍵的核心元器件和工藝材料方面，國產設備仍存在可靠性不足、性能不達標的問題。在國內抽水蓄能迎來新一輪爆發(fā)的大背景下，對設備的充分自主可控國產化將成為建設健康行業(yè)生態(tài)的重要需求。
>>我國抽水蓄能發(fā)展思考與方向
1、積極推進在建項目建設，加快新建項目開工建設
在新型電力系統(tǒng)對儲能調節(jié)的剛需下，應充分利用需求與供給不對等所帶來的機會，在確保工程質量和施工安全的條件下，積極推進河北豐寧、山東文登、遼寧清原、廣東陽江等在建抽水蓄能電站建設，如期實現(xiàn)投產運行。加快推進已核準抽水蓄能電站的開工建設，加快項目核準建設，積極推動新項目的開工建設。
2、加強項目布局規(guī)劃和站點儲備工作
統(tǒng)籌新能源為主體的新型電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行、高比例可再生能源發(fā)展、多能互補綜合能源基地建設和大規(guī)模遠距離輸電需求，結合站點資源條件，基于各地區(qū)本地電力系統(tǒng)需求并統(tǒng)籌考慮省際間、區(qū)域內的資源優(yōu)化配置，合理布局抽水蓄能電站。
同時，根據各地區(qū)的實際條件，不斷滾動開展抽水蓄能站點資源普查和項目儲備工作，綜合考慮地形地質等建設條件和環(huán)境保護要求，開展規(guī)劃儲備項目調整工作。加強協(xié)調，合理合規(guī)地推動規(guī)劃項目布局與生態(tài)保護紅線協(xié)調銜接，為納入規(guī)劃重點實施項目、加快項目實施創(chuàng)造條件。
3、加強開展中小型抽水蓄能建設
發(fā)揮中小型抽水蓄能站點資源豐富、布局靈活、距離負荷中心近、與分布式新能源緊密結合等優(yōu)勢，在資源較充沛的地區(qū)結合當地電力發(fā)展和新能源發(fā)展需求，因地制宜規(guī)劃建設中小型抽水蓄能電站。探索與分布式發(fā)電等結合的小微型抽水蓄能技術研發(fā)和示范建設，簡化管理，提高效率。
4、建立行業(yè)監(jiān)測體系
制定抽水蓄能電站綜合監(jiān)測技術導則，研究建立監(jiān)測指標體系，建立具備實時監(jiān)測、巡視檢查、項目對標、信息共享、監(jiān)督管理等功能的全國抽水蓄能電站智能綜合監(jiān)測平臺。建立監(jiān)測信息公開機制，定期發(fā)布電站運行情況，按年度發(fā)布抽水蓄能發(fā)展報告。
5、參與市場促進經營合規(guī)高效發(fā)展
積極試點抽水蓄能以市場獨立主體參與電力市場交易的方式，探索電力中長期交易、現(xiàn)貨交易、輔助服務市場交易規(guī)則和盈利模式。探索抽水蓄能與新能源、核電的合作交易方式，引導營收模式的多元化。探索抽水蓄能規(guī)模化發(fā)展后對社會整體電價的影響，形成更加充分反映用電成本、供求關系和資源稀缺程度的電價機制。
6、科技創(chuàng)新提速設備自主可控制造
對于市場范圍應用廣、行業(yè)適用性強的技術，依托行業(yè)的科技發(fā)展逐步在抽水蓄能相關設備上推動試點應用，如電力芯片、核心電力電子器件等產品。對于市場應用較窄、行業(yè)適用性窄的技術，與設備廠家聯(lián)合建立科技攻關項目，進行研制、試點、推廣，如適用于大電流頻繁開斷的發(fā)電機出口斷路器、勵磁系統(tǒng)直流開關等。對于涉及材料基礎科學的研發(fā)應用，依托科研院所、設備制造企業(yè)聯(lián)合研發(fā)，利用抽水蓄能行業(yè)的規(guī)?；l(fā)展效應，推進產學研的合作。
7、開發(fā)建設混合式抽水蓄能電站
將常規(guī)水電站改建成混合式抽水蓄電站，具有投資小、建設快、水庫淹沒環(huán)境影響小等優(yōu)點。對我國現(xiàn)有水電站和梯級電站的資源條件進行普查，將具備條件的水電站開發(fā)建設成混合式抽水蓄能電站，可迅速擴大國內抽蓄規(guī)模，促進行業(yè)發(fā)展。
8、智能調度確保功能高效智能發(fā)揮
建立抽水蓄能與新能源消納的靈活調用機制，以最大化消納新能源、確保電網安全、綜合成本最優(yōu)為目標，以數字電網建設為載體，建立智能調度的策略。建立抽水蓄能綜合評價機制，解決抽水蓄能功能發(fā)揮相互沖突而帶來的評價難題，引導調度的合理調用，最大化發(fā)揮抽水蓄能能力。適時考慮獎懲機制，對抽水蓄能功能發(fā)揮進行考核，推動運營管理水平的整體提升。
9、資產管理提升設備綜合利用效能
建立適用于抽水蓄能的資產全生命周期管理體系，以體系標準、業(yè)務框架、職能要求為載體形成標準，從規(guī)劃設計、設備選型、工程建設、維護檢修、退役報廢全生命周期的各個環(huán)節(jié)統(tǒng)一業(yè)務目標，提升設備的安全可靠性，發(fā)揮設備的最大效力和價值，實現(xiàn)在設備風險、成本、效益方面的綜合最優(yōu)。適時推進抽水蓄能設備的狀態(tài)檢修，借鑒以可靠性為中心的管理理念提升設備的可靠性管理，最大化地提升設備的利用效能。推進數字化建設水平，提升資產設備的全時空感知能力，推動管理效率的提升。
