抽水蓄能提速新思路
2014/10/27 11:00:10 新闻来源：作者：吕少杰?陈同法 来自：能源评论
抽水蓄能电站的战略功能——定向服务，与调峰填谷、紧急事故备用有着诸多重大区别，因其事关新能源发展大计，须实施分类细化发展的新思路。
近两个月来，因国家发布了多项利好政策，抽水蓄能电站再次引发了社会关注。
8月中旬，国家发改委在"对抽水蓄能电站实行两部制电价"政策发布不到两周后，再次宣布"对抽水蓄能发电用水暂免征收水资源费"，传递出了主管部门要通过完善价格机制、推进抽水蓄能电站发展的信号。
抽水蓄能发展需提速
抽水蓄能电站功能多，不同运行方间启、停、转换灵活、迅捷，是电力系统稳定、安全、经济运行的重要支撑。然而也正因为抽水蓄能功能丰富甚至"复杂"，各方面认识不尽相同，致使更为合理的抽水蓄能发展政策迟迟不能出台，其健康发展受到影响。最近出台的政策尽管已经从价格层面进行调整，但在最根本的问题上仍需进一步厘清认识，比如抽水蓄能电站定向服务，与调峰填谷、紧急事故备用功能有多方面的重大区别，涉及站址资源、配合比例、立项原则、电价机制等。正是由于这些问题既特殊又复杂，如不能及时启动全面、系统的研究，势必会影响行业发展。
6月13日，中央财经领导小组第六次会议，要求"推动能源供给革命，建立多元供应体系"，同时要求"同步加强能源输配网络和储备设施建设"。这表明，建设坚强的、适应新的能源格局的电网，离不开抽水蓄能的有力支撑。目前电能存储方式有多种，但大规模储能技术只有抽水蓄能技术相对成熟，并被公认是最经济、可靠的调峰方式。根据美国电力研究委员会(EPRI)公布的数据，抽水蓄能在全球储能市场中容量最大，占总装机容量的99%以上。国家能源主管部门也曾明确提出希望提高储能技术在电力运行中的作用。
从我国的数据来看，截至2014年6月底，我国抽水蓄能电站运行容量为2151万千瓦，在建规模1904万千瓦。按照国家能源局组织的《全抽水蓄能电站选点规划》，2020年推荐装机规模为10700万千瓦(含上述两项)。
《全抽水蓄能电站选点规划》通过对国电源结构的优化研究，其中风电仅按2.0亿千瓦(200吉瓦)计，预测2020年水平，满足我国电力系统安全稳定运行的抽水蓄能电站最低需求规模为7300万千瓦(73吉瓦)，合理规模为0.97亿~1.3亿千瓦(97~130吉瓦)。
不应忽视的战略功能
抽水蓄能电站的开发建设周期很长，从启动预可研至建成投产至少12年，因此必须要有战略思考、超前研究。
一般来说，电力系统对抽水蓄能的需求集中表现为三种情况，分别是调峰填谷、紧急事故备用和定向服务。
电网的峰谷差通常高达当日最大负荷的40%左右，抽水蓄能电站替代常规火电机组解决所在系统的峰谷差，有经济和技术两方面的优势。一是在同等程度满足电力系统电力、电量和调峰需求的基础上，建设适当规模的抽水蓄能电站在经济上优于建设相应规模的常规火电。二是常规机组在大幅调峰时常面临技术难题，不得不频繁关停、重启机组，抽水蓄能可以有效缓解这种情况。
我国目前绝大多数抽水蓄能电站都以过半的"精力"承担着紧急事故备用功能，为电力系统的安全稳定经济运行发挥着重要作用。抽水蓄能在承担紧急事故备用功能方面有两项突出优势，一是可以以停机状态替代常规火电机组空转运行，减少系统内机组投运容量，优化发电机组运行区间，取得节煤效益。二是抽水蓄能电站爬坡能力强。常规火电机组每分钟负荷增加率仅为机组容量的1%~2%，而抽水蓄能可以在2分钟内从静止升至满载。当电力系统出现紧急情况时，抽水蓄能的快速爬坡功能能及时填补事故过程中的电力缺口，有效防止事故扩大，是电网安全运行的有力保障。以华东电网为例，2013年，网内300~1000兆瓦机组共352台，台均跳闸或紧急停机0.86次(上海市甚至高达1.31次)，接近于平均每天1台机组跳闸或紧急停机。这种情况下，快速启动抽水蓄能，可以防止事故扩大，赢得处理故障的时间。国际经验也说明了这一点，如日本东京电网的供电可靠性达到99.99%，一年仅停电5分钟，一个重要原因就是储能备用充分。
定向服务指抽水蓄能机组为配合特定的风电、太阳能或核电而建设、运行。在我国环保压力持续加大的情况下，风电、太阳能、核电成为重要的战略资源，但是由于安全等方面的原因，这些电站必须有适当比例的抽水蓄能机组为其提供调峰或储能保障，否则不能充分发挥设计功能，从这个意义上来讲，抽水蓄能电站是风电、太阳能或核电的"必需品"。
定向服务不同于常规的调峰填谷。常规调峰填谷失效不至于影响主电源方案的成败，而定向服务到位与否则直接决定风电、太阳能或核电等主方案可行与否。2013年，我国能源消费接近38亿吨标煤，预计到2020年这一数值将达到50亿。即使这新增12亿吨标煤的能源全部使用清洁能源，也难以抵消化石能源消费对环境的破坏。从这一严峻形势以及风电和太阳能的发展趋势来看，定向服务型机组将在全部抽水蓄能容量中占有相当大的比重。
拒绝粗放 分类对待
我国幅员辽阔，经济社会发展十分不平衡，电源构成、电网结构千差万别，即便是同一个电力系统，不同历史时期也可能呈现不同的特点。服务对象不同，抽水蓄能电站的主要功能优势必然不同。当前，我国抽水蓄能电站绝大多数是综合型的，即某时段电站的不同机组分担不同的功能，而就整座电站来讲，基本具备上述"调峰填谷+紧急事故备用"或"紧急事故备用+定向服务"的功能。
不同电力系统中抽水蓄能的功能不同，其相应的立项依据、经济评价指标、运行方式和电价机制应当有所区别。
首先，根据电力系统对本质功能的需求，开展抽水蓄能必要性论证，确定合理开发规模。各省级电网的第一座抽水蓄能电站，原则上应以"紧急事故备用"作为必要性论证的主要依据。根据业界共识，以火电为主的省份，承担紧急事故备用功能的抽水蓄能容量至少应占电网最高负荷的3%。在论证调峰填谷需求时，应扣除上述用于紧急事故备用的容量，以保证调峰填谷容量不"缩水"。
其次，以必要性论证确定的功能作为经济评价的基本依据。抽水蓄能电站的调峰填谷功能一般都只是经济功能而不是战略功能。如果风电、核电或太阳能电站基于战略需求，那么与其配合的抽水蓄能的定向服务功能将是战略功能。抽水蓄能的紧急事故备用功能是否是战略功能，视所在电网而定。执行常规经济功能的电站，应严格开展经济评价、论证项目经济可行性。执行战略功能的抽水蓄能电站，则不应以经济评价结论作为电站建设可行与否的判据。对于综合型抽水蓄能电站，开展经济评价时应以机组为单位视功能侧重分别计算，而不是现行做法，只计调峰填谷效益而忽略紧急事故备用等其余效益。
再次，以必要性论证确定的功能作为约束运行方式的基本依据。以本质功能为立项依据，加大了不同项目立项条件的差异，使得不同抽水蓄能电站(机组)的"身份"不再一致。为了维护抽水蓄能的开发秩序，抽水蓄能必要性论证应有足够的严肃性——原则上，承担紧急事故备用功能的机组，不应以赚取电价差额收益为目的频繁参与调峰填谷;调峰填谷机组，也不应随意变换为停机备用。
第四，以机组功能定位为依据，确定电站建设和运营成本的补偿机制。不同功能的抽水蓄能电站，应采用不同的补偿机制。比如，调峰填谷型适用两部制，紧急事故备用和定向服务型更适用容量制。紧急事故备用及定向服务型抽水蓄能电站，应特别加强造价监督和管理，并在核定电费标准时严格控制其利润水平，以合理控制建设热情，避免过度开发。
最后，应依据本质功能，合理确定电站建设运行成本的承担者。紧急事故备用型抽水蓄能电站很大程度上是电网的应有设施，能推动电网质量升级。根据我国销售电价核算模式，电网的所有投资和运营成本都会转化到销售电费中。因此，紧急事故备用型抽水蓄能电站的投资费用应当由电力客户承担。需要说明的是，在我国目前电价机制下，抽水蓄能电站承担备用功能，有很大的容量效益，其受益者为发电企业。对此，受益的发电企业也应有所承担。调峰填谷型抽水蓄能电站建设运行费用应由受益的火电厂全额承担。核电、风电或太阳能电站通常是跨区域输电，这些电站替代了受电客户所在省份的常规火电站，受电客户享受了环保成果。因此，定向服务型抽水蓄能机组的费用应由接受该机组所服务的核电、风电或太阳能电站电能的客户承担。
(作者分别系国网新源控股有限公司副总经济师、发展策划部主管)
近两个月来，因国家发布了多项利好政策，抽水蓄能电站再次引发了社会关注。
8月中旬，国家发改委在"对抽水蓄能电站实行两部制电价"政策发布不到两周后，再次宣布"对抽水蓄能发电用水暂免征收水资源费"，传递出了主管部门要通过完善价格机制、推进抽水蓄能电站发展的信号。
抽水蓄能发展需提速
抽水蓄能电站功能多，不同运行方间启、停、转换灵活、迅捷，是电力系统稳定、安全、经济运行的重要支撑。然而也正因为抽水蓄能功能丰富甚至"复杂"，各方面认识不尽相同，致使更为合理的抽水蓄能发展政策迟迟不能出台，其健康发展受到影响。最近出台的政策尽管已经从价格层面进行调整，但在最根本的问题上仍需进一步厘清认识，比如抽水蓄能电站定向服务，与调峰填谷、紧急事故备用功能有多方面的重大区别，涉及站址资源、配合比例、立项原则、电价机制等。正是由于这些问题既特殊又复杂，如不能及时启动全面、系统的研究，势必会影响行业发展。
6月13日，中央财经领导小组第六次会议，要求"推动能源供给革命，建立多元供应体系"，同时要求"同步加强能源输配网络和储备设施建设"。这表明，建设坚强的、适应新的能源格局的电网，离不开抽水蓄能的有力支撑。目前电能存储方式有多种，但大规模储能技术只有抽水蓄能技术相对成熟，并被公认是最经济、可靠的调峰方式。根据美国电力研究委员会(EPRI)公布的数据，抽水蓄能在全球储能市场中容量最大，占总装机容量的99%以上。国家能源主管部门也曾明确提出希望提高储能技术在电力运行中的作用。
从我国的数据来看，截至2014年6月底，我国抽水蓄能电站运行容量为2151万千瓦，在建规模1904万千瓦。按照国家能源局组织的《全抽水蓄能电站选点规划》，2020年推荐装机规模为10700万千瓦(含上述两项)。
《全抽水蓄能电站选点规划》通过对国电源结构的优化研究，其中风电仅按2.0亿千瓦(200吉瓦)计，预测2020年水平，满足我国电力系统安全稳定运行的抽水蓄能电站最低需求规模为7300万千瓦(73吉瓦)，合理规模为0.97亿~1.3亿千瓦(97~130吉瓦)。
不应忽视的战略功能
抽水蓄能电站的开发建设周期很长，从启动预可研至建成投产至少12年，因此必须要有战略思考、超前研究。
一般来说，电力系统对抽水蓄能的需求集中表现为三种情况，分别是调峰填谷、紧急事故备用和定向服务。
电网的峰谷差通常高达当日最大负荷的40%左右，抽水蓄能电站替代常规火电机组解决所在系统的峰谷差，有经济和技术两方面的优势。一是在同等程度满足电力系统电力、电量和调峰需求的基础上，建设适当规模的抽水蓄能电站在经济上优于建设相应规模的常规火电。二是常规机组在大幅调峰时常面临技术难题，不得不频繁关停、重启机组，抽水蓄能可以有效缓解这种情况。
我国目前绝大多数抽水蓄能电站都以过半的"精力"承担着紧急事故备用功能，为电力系统的安全稳定经济运行发挥着重要作用。抽水蓄能在承担紧急事故备用功能方面有两项突出优势，一是可以以停机状态替代常规火电机组空转运行，减少系统内机组投运容量，优化发电机组运行区间，取得节煤效益。二是抽水蓄能电站爬坡能力强。常规火电机组每分钟负荷增加率仅为机组容量的1%~2%，而抽水蓄能可以在2分钟内从静止升至满载。当电力系统出现紧急情况时，抽水蓄能的快速爬坡功能能及时填补事故过程中的电力缺口，有效防止事故扩大，是电网安全运行的有力保障。以华东电网为例，2013年，网内300~1000兆瓦机组共352台，台均跳闸或紧急停机0.86次(上海市甚至高达1.31次)，接近于平均每天1台机组跳闸或紧急停机。这种情况下，快速启动抽水蓄能，可以防止事故扩大，赢得处理故障的时间。国际经验也说明了这一点，如日本东京电网的供电可靠性达到99.99%，一年仅停电5分钟，一个重要原因就是储能备用充分。
定向服务指抽水蓄能机组为配合特定的风电、太阳能或核电而建设、运行。在我国环保压力持续加大的情况下，风电、太阳能、核电成为重要的战略资源，但是由于安全等方面的原因，这些电站必须有适当比例的抽水蓄能机组为其提供调峰或储能保障，否则不能充分发挥设计功能，从这个意义上来讲，抽水蓄能电站是风电、太阳能或核电的"必需品"。
定向服务不同于常规的调峰填谷。常规调峰填谷失效不至于影响主电源方案的成败，而定向服务到位与否则直接决定风电、太阳能或核电等主方案可行与否。2013年，我国能源消费接近38亿吨标煤，预计到2020年这一数值将达到50亿。即使这新增12亿吨标煤的能源全部使用清洁能源，也难以抵消化石能源消费对环境的破坏。从这一严峻形势以及风电和太阳能的发展趋势来看，定向服务型机组将在全部抽水蓄能容量中占有相当大的比重。
拒绝粗放 分类对待
我国幅员辽阔，经济社会发展十分不平衡，电源构成、电网结构千差万别，即便是同一个电力系统，不同历史时期也可能呈现不同的特点。服务对象不同，抽水蓄能电站的主要功能优势必然不同。当前，我国抽水蓄能电站绝大多数是综合型的，即某时段电站的不同机组分担不同的功能，而就整座电站来讲，基本具备上述"调峰填谷+紧急事故备用"或"紧急事故备用+定向服务"的功能。
不同电力系统中抽水蓄能的功能不同，其相应的立项依据、经济评价指标、运行方式和电价机制应当有所区别。
首先，根据电力系统对本质功能的需求，开展抽水蓄能必要性论证，确定合理开发规模。各省级电网的第一座抽水蓄能电站，原则上应以"紧急事故备用"作为必要性论证的主要依据。根据业界共识，以火电为主的省份，承担紧急事故备用功能的抽水蓄能容量至少应占电网最高负荷的3%。在论证调峰填谷需求时，应扣除上述用于紧急事故备用的容量，以保证调峰填谷容量不"缩水"。
其次，以必要性论证确定的功能作为经济评价的基本依据。抽水蓄能电站的调峰填谷功能一般都只是经济功能而不是战略功能。如果风电、核电或太阳能电站基于战略需求，那么与其配合的抽水蓄能的定向服务功能将是战略功能。抽水蓄能的紧急事故备用功能是否是战略功能，视所在电网而定。执行常规经济功能的电站，应严格开展经济评价、论证项目经济可行性。执行战略功能的抽水蓄能电站，则不应以经济评价结论作为电站建设可行与否的判据。对于综合型抽水蓄能电站，开展经济评价时应以机组为单位视功能侧重分别计算，而不是现行做法，只计调峰填谷效益而忽略紧急事故备用等其余效益。
再次，以必要性论证确定的功能作为约束运行方式的基本依据。以本质功能为立项依据，加大了不同项目立项条件的差异，使得不同抽水蓄能电站(机组)的"身份"不再一致。为了维护抽水蓄能的开发秩序，抽水蓄能必要性论证应有足够的严肃性——原则上，承担紧急事故备用功能的机组，不应以赚取电价差额收益为目的频繁参与调峰填谷;调峰填谷机组，也不应随意变换为停机备用。
第四，以机组功能定位为依据，确定电站建设和运营成本的补偿机制。不同功能的抽水蓄能电站，应采用不同的补偿机制。比如，调峰填谷型适用两部制，紧急事故备用和定向服务型更适用容量制。紧急事故备用及定向服务型抽水蓄能电站，应特别加强造价监督和管理，并在核定电费标准时严格控制其利润水平，以合理控制建设热情，避免过度开发。
最后，应依据本质功能，合理确定电站建设运行成本的承担者。紧急事故备用型抽水蓄能电站很大程度上是电网的应有设施，能推动电网质量升级。根据我国销售电价核算模式，电网的所有投资和运营成本都会转化到销售电费中。因此，紧急事故备用型抽水蓄能电站的投资费用应当由电力客户承担。需要说明的是，在我国目前电价机制下，抽水蓄能电站承担备用功能，有很大的容量效益，其受益者为发电企业。对此，受益的发电企业也应有所承担。调峰填谷型抽水蓄能电站建设运行费用应由受益的火电厂全额承担。核电、风电或太阳能电站通常是跨区域输电，这些电站替代了受电客户所在省份的常规火电站，受电客户享受了环保成果。因此，定向服务型抽水蓄能机组的费用应由接受该机组所服务的核电、风电或太阳能电站电能的客户承担。
(作者分别系国网新源控股有限公司副总经济师、发展策划部主管)
