中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：1882年瑞士建成世界第一座抽水蓄能電站，此后，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，抽水蓄能電站成為世界各國(guó)保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要方式，在電力系統(tǒng)中承擔(dān)著調(diào)峰、填谷、儲(chǔ)能、調(diào)頻、調(diào)相、備用和黑啟動(dòng)等多種功能。盡管近年來(lái)新型儲(chǔ)能技術(shù)如鋰離子電池、壓縮空氣儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能等取得明顯進(jìn)步，但相比之下，抽水蓄能具有響應(yīng)速度快、成本低、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)過140余年的發(fā)展，抽水蓄能已經(jīng)成為當(dāng)前技術(shù)最成熟、經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)、最具大規(guī)模開發(fā)條件的電力系統(tǒng)綠色低碳清潔靈活調(diào)節(jié)電源。
我國(guó)于1968年在河北省平山縣建成第一座抽水蓄能電站——崗南水電站。改革開放以后，隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和電力需求增長(zhǎng)，電網(wǎng)負(fù)荷峰谷差逐漸增大。因此，為保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，抽水蓄能經(jīng)歷了第一個(gè)快速增長(zhǎng)期，裝機(jī)規(guī)模顯著增長(zhǎng)，主要分布在華東、華北、華中和廣東等以火電為主、經(jīng)濟(jì)相對(duì)發(fā)達(dá)的地區(qū)。2017年，我國(guó)抽水蓄能電站總裝機(jī)容量達(dá)到2849萬(wàn)千瓦，超過日本，成為全球抽水蓄能規(guī)模最大的國(guó)家。但相對(duì)來(lái)說，我國(guó)抽水蓄能在電力總裝機(jī)中的占比仍然偏低，2020年僅為1.4%，低于日本、意大利、法國(guó)、德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家，也未達(dá)到《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃（2016—2020年）》中規(guī)劃的4000萬(wàn)千瓦的發(fā)展目標(biāo)，尚不能有效滿足我國(guó)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行和新能源大規(guī)?？焖侔l(fā)展的需要。
“十四五”以來(lái)，我國(guó)電力供需形勢(shì)發(fā)生顯著變化，供電側(cè)以風(fēng)、光為主的新能源電力裝機(jī)和發(fā)電量比例大幅提升，用電側(cè)負(fù)荷峰谷差進(jìn)一步增大；與此同時(shí)，±500千伏柔性直流電網(wǎng)、±1100千伏直流輸電等特高壓輸電技術(shù)陸續(xù)投入運(yùn)行。新型電力系統(tǒng)對(duì)靈活調(diào)節(jié)電源的需求更加迫切。為更好地適應(yīng)新能源、特高壓電網(wǎng)的快速發(fā)展，國(guó)家和地方政府出臺(tái)了一系列政策推動(dòng)抽水蓄能行業(yè)發(fā)展。其中，2021年8月，國(guó)家能源局發(fā)布的《抽水蓄能中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃（2021—2035年）》明確提出，到2025年，抽水蓄能投產(chǎn)總規(guī)模6200萬(wàn)千瓦以上；到2030年，投產(chǎn)總規(guī)模1.2億千瓦左右，以保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行和可再生能源大規(guī)模發(fā)展；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(guó)際競(jìng)爭(zhēng)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)。可以看出，我國(guó)抽水蓄能發(fā)展將迎來(lái)新的高峰。近年來(lái)，已有山東沂蒙、河北豐寧、遼寧清原等大型抽水蓄能電站相繼投產(chǎn)運(yùn)行。其中，河北豐寧抽水蓄能電站裝機(jī)容量達(dá)360萬(wàn)千瓦，是目前世界上規(guī)模最大的抽水蓄能電站，可有效緩解“三北”地區(qū)棄風(fēng)、棄光問題，更好地消納跨區(qū)清潔能源，同時(shí)對(duì)于華北電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行也具有重要意義。
未來(lái)，我國(guó)將在西南、西北、東北等地區(qū)布局更多的抽水蓄能電站，以更好地匹配當(dāng)?shù)仫L(fēng)、光、水等大型可再生能源開發(fā)基地建設(shè)，促進(jìn)可再生能源電力消納。尤其是在西北地區(qū)，中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃的抽水蓄能電站項(xiàng)目規(guī)模最大，占全國(guó)規(guī)劃抽水蓄能電站項(xiàng)目總裝機(jī)容量的20.7%，這主要是由于西北地區(qū)新能源資源十分豐富?！丁笆奈濉笨稍偕茉窗l(fā)展規(guī)劃》提出要加快推進(jìn)以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點(diǎn)的大型風(fēng)電太陽(yáng)能發(fā)電基地，這些地區(qū)對(duì)抽水蓄能電站有極大需求。同時(shí)，西北地區(qū)是“西電東送”的輸出地，遠(yuǎn)距離的特高壓輸電通道電源配置中也需要一定容量的抽水蓄能電站來(lái)保證其安全、穩(wěn)定運(yùn)行，以緩解新能源對(duì)輸電系統(tǒng)無(wú)功電壓和系統(tǒng)頻率穩(wěn)定性的影響。此外，西南地區(qū)的水風(fēng)光綜合基地一體化開發(fā)也需要大量抽水蓄能電站來(lái)促進(jìn)可再生能源電力消納。
但需要注意的是，部分抽水蓄能資源站點(diǎn)規(guī)劃可能涉及自然保護(hù)區(qū)、水源保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)等生態(tài)敏感區(qū)，與生態(tài)保護(hù)紅線劃定、國(guó)土空間規(guī)劃等方面協(xié)調(diào)不夠。此外，抽水蓄能電站在建設(shè)施工階段，尤其是上、下水庫(kù)的建設(shè)，不可避免地要開挖、淹沒大量土地，除了會(huì)造成一定的征地移民之外，還會(huì)破壞地表植被和動(dòng)物棲息地，導(dǎo)致一定的生物損失；在運(yùn)行期間，也會(huì)因水庫(kù)頻繁蓄水、放水導(dǎo)致水庫(kù)水質(zhì)發(fā)生變化，同時(shí)改變河流水體的自然時(shí)空分布，這些都會(huì)對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)造成一定干擾。同時(shí)，抽水蓄能電站在建設(shè)和運(yùn)行過程中還會(huì)因水工建筑材料、機(jī)電設(shè)備、電力等資源能源的大量投入在產(chǎn)業(yè)鏈條上造成一定的環(huán)境排放污染。因此，要助力我國(guó)構(gòu)建清潔電力系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，推進(jìn)抽水蓄能電站全生命周期綠色開發(fā)十分重要，這主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面。
首先，科學(xué)優(yōu)化新增抽水蓄能電站布局。現(xiàn)階段，在政策助推下，駛?cè)氚l(fā)展“快車道”的抽水蓄能行業(yè)應(yīng)避免盲目開發(fā)，綜合考慮電力系統(tǒng)需求與抽水蓄能站點(diǎn)資源條件，在更大范圍內(nèi)優(yōu)化資源配置，合理布局抽水蓄能電站。同時(shí)，在不涉及自然保護(hù)地、生態(tài)保護(hù)紅線等生態(tài)保護(hù)要求的前提下，做好前期嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目碧揭?guī)劃與可行性分析，以確定合適的地理位置與裝機(jī)規(guī)模，做到抽水蓄能開發(fā)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展。
其次，在建設(shè)新的抽水蓄能電站時(shí)，應(yīng)優(yōu)化工程設(shè)計(jì)，并采取必要的生態(tài)環(huán)境保護(hù)措施，最大限度地減小電站建設(shè)和運(yùn)行過程中對(duì)當(dāng)?shù)仃懙睾退鷳B(tài)系統(tǒng)的干擾。例如，施工過程中加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)理以保護(hù)野生動(dòng)物，施工結(jié)束后做好植被恢復(fù)，運(yùn)行期間及時(shí)下泄下游河道生態(tài)需水等。在中西部地區(qū)，也可考慮因地制宜利用現(xiàn)有梯級(jí)中小型水電站，將其改造成中小型抽水蓄能電站，在夏季洪水期利用豐富的來(lái)水發(fā)電，在枯水期發(fā)揮抽水蓄能作用，更好地調(diào)節(jié)風(fēng)電和光伏等新能源電力生產(chǎn)，促進(jìn)可再生能源消納，從而探索抽水蓄能建設(shè)新模式。
再次，相關(guān)研究表明，從全生命周期視角看，在我國(guó)現(xiàn)有電力結(jié)構(gòu)下，每?jī)?chǔ)存一度電，抽水蓄能的環(huán)境排放都低于鋰離子電池和壓縮空氣儲(chǔ)能等新型儲(chǔ)能技術(shù)，相對(duì)來(lái)說，抽水蓄能是綠色低碳清潔的靈活調(diào)節(jié)電源。但考慮到抽水蓄能“抽四發(fā)三”的運(yùn)行特征，其全生命周期的環(huán)境排放仍然值得關(guān)注。因此，應(yīng)加強(qiáng)抽水蓄能電站的系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，采用環(huán)境友好的工程方案和建筑材料，以期改善抽水蓄能電站的環(huán)境表現(xiàn)。
最后，在規(guī)劃抽水蓄能電站時(shí)，應(yīng)盡量減小征地及移民安置等社會(huì)成本，探索切實(shí)可行的移民與抽水蓄能開發(fā)的利益共享機(jī)制，實(shí)現(xiàn)抽水蓄能開發(fā)與移民發(fā)展雙贏。例如，電站投資者可考慮投資地方交通、農(nóng)業(yè)灌溉設(shè)施等惠及“三農(nóng)”的伴隨設(shè)施，提高移民后續(xù)生產(chǎn)生活水平，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展。
（張力小系北京師范大學(xué)環(huán)境學(xué)院教授，水環(huán)境模擬國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任；龐明月系重慶大學(xué)環(huán)境與生態(tài)學(xué)院副教授）
