中國儲能網訊：抽水蓄能電站的戰(zhàn)略功能——定向服務，與調峰填谷、緊急事故備用有著諸多重大區(qū)別，因其事關新能源發(fā)展大計，須實施分類細化發(fā)展的新思路。
文·呂少杰?陳同法
近兩個月來，因國家發(fā)布了多項利好政策，抽水蓄能電站再次引發(fā)了社會關注。
8月中旬，國家發(fā)改委在“對抽水蓄能電站實行兩部制電價”政策發(fā)布不到兩周后，再次宣布“對抽水蓄能發(fā)電用水暫免征收水資源費”，傳遞出了主管部門要通過完善價格機制、推進抽水蓄能電站發(fā)展的信號。
抽水蓄能發(fā)展需提速
抽水蓄能電站功能多，不同運行方間啟、停、轉換靈活、迅捷，是電力系統(tǒng)穩(wěn)定、安全、經濟運行的重要支撐。然而也正因為抽水蓄能功能豐富甚至“復雜”，各方面認識不盡相同，致使更為合理的抽水蓄能發(fā)展政策遲遲不能出臺，其健康發(fā)展受到影響。最近出臺的政策盡管已經從價格層面進行調整，但在最根本的問題上仍需進一步厘清認識，比如抽水蓄能電站定向服務，與調峰填谷、緊急事故備用功能有多方面的重大區(qū)別，涉及站址資源、配合比例、立項原則、電價機制等。正是由于這些問題既特殊又復雜，如不能及時啟動全面、系統(tǒng)的研究，勢必會影響行業(yè)發(fā)展。
6月13日，中央財經領導小組第六次會議，要求“推動能源供給革命，建立多元供應體系”，同時要求“同步加強能源輸配網絡和儲備設施建設”。這表明，建設堅強的、適應新的能源格局的電網，離不開抽水蓄能的有力支撐。目前電能存儲方式有多種，但大規(guī)模儲能技術只有抽水蓄能技術相對成熟，并被公認是最經濟、可靠的調峰方式。根據美國電力研究委員會（EPRI）公布的數據，抽水蓄能在全球儲能市場中容量最大，占總裝機容量的99%以上。國家能源主管部門也曾明確提出希望提高儲能技術在電力運行中的作用。
從我國的數據來看，截至2014年6月底，我國抽水蓄能電站運行容量為2151萬千瓦，在建規(guī)模1904萬千瓦。按照國家能源局組織的《全抽水蓄能電站選點規(guī)劃》，2020年推薦裝機規(guī)模為10700萬千瓦（含上述兩項）。
《全抽水蓄能電站選點規(guī)劃》通過對國電源結構的優(yōu)化研究，其中風電僅按2.0億千瓦（200吉瓦）計，預測2020年水平，滿足我國電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的抽水蓄能電站最低需求規(guī)模為7300萬千瓦（73吉瓦），合理規(guī)模為0.97億~1.3億千瓦（97~130吉瓦）。
不應忽視的戰(zhàn)略功能
抽水蓄能電站的開發(fā)建設周期很長，從啟動預可研至建成投產至少12年，因此必須要有戰(zhàn)略思考、超前研究。
一般來說，電力系統(tǒng)對抽水蓄能的需求集中表現為三種情況，分別是調峰填谷、緊急事故備用和定向服務。
電網的峰谷差通常高達當日最大負荷的40%左右，抽水蓄能電站替代常規(guī)火電機組解決所在系統(tǒng)的峰谷差，有經濟和技術兩方面的優(yōu)勢。一是在同等程度滿足電力系統(tǒng)電力、電量和調峰需求的基礎上，建設適當規(guī)模的抽水蓄能電站在經濟上優(yōu)于建設相應規(guī)模的常規(guī)火電。二是常規(guī)機組在大幅調峰時常面臨技術難題，不得不頻繁關停、重啟機組，抽水蓄能可以有效緩解這種情況。
我國目前絕大多數抽水蓄能電站都以過半的“精力”承擔著緊急事故備用功能，為電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定經濟運行發(fā)揮著重要作用。抽水蓄能在承擔緊急事故備用功能方面有兩項突出優(yōu)勢，一是可以以停機狀態(tài)替代常規(guī)火電機組空轉運行，減少系統(tǒng)內機組投運容量，優(yōu)化發(fā)電機組運行區(qū)間，取得節(jié)煤效益。二是抽水蓄能電站爬坡能力強。常規(guī)火電機組每分鐘負荷增加率僅為機組容量的1%~2%，而抽水蓄能可以在2分鐘內從靜止升至滿載。當電力系統(tǒng)出現緊急情況時，抽水蓄能的快速爬坡功能能及時填補事故過程中的電力缺口，有效防止事故擴大，是電網安全運行的有力保障。以華東電網為例，2013年，網內300~1000兆瓦機組共352臺，臺均跳閘或緊急停機0.86次（上海市甚至高達1.31次），接近于平均每天1臺機組跳閘或緊急停機。這種情況下，快速啟動抽水蓄能，可以防止事故擴大，贏得處理故障的時間。國際經驗也說明了這一點，如日本東京電網的供電可靠性達到99.99%，一年僅停電5分鐘，一個重要原因就是儲能備用充分。
定向服務指抽水蓄能機組為配合特定的風電、太陽能或核電而建設、運行。在我國環(huán)保壓力持續(xù)加大的情況下，風電、太陽能、核電成為重要的戰(zhàn)略資源，但是由于安全等方面的原因，這些電站必須有適當比例的抽水蓄能機組為其提供調峰或儲能保障，否則不能充分發(fā)揮設計功能，從這個意義上來講，抽水蓄能電站是風電、太陽能或核電的“必需品”。
定向服務不同于常規(guī)的調峰填谷。常規(guī)調峰填谷失效不至于影響主電源方案的成敗，而定向服務到位與否則直接決定風電、太陽能或核電等主方案可行與否。2013年，我國能源消費接近38億噸標煤，預計到2020年這一數值將達到50億。即使這新增12億噸標煤的能源全部使用清潔能源，也難以抵消化石能源消費對環(huán)境的破壞。從這一嚴峻形勢以及風電和太陽能的發(fā)展趨勢來看，定向服務型機組將在全部抽水蓄能容量中占有相當大的比重。
拒絕粗放 分類對待
我國幅員遼闊，經濟社會發(fā)展十分不平衡，電源構成、電網結構千差萬別，即便是同一個電力系統(tǒng)，不同歷史時期也可能呈現不同的特點。服務對象不同，抽水蓄能電站的主要功能優(yōu)勢必然不同。當前，我國抽水蓄能電站絕大多數是綜合型的，即某時段電站的不同機組分擔不同的功能，而就整座電站來講，基本具備上述“調峰填谷+緊急事故備用”或“緊急事故備用+定向服務”的功能。
不同電力系統(tǒng)中抽水蓄能的功能不同，其相應的立項依據、經濟評價指標、運行方式和電價機制應當有所區(qū)別。
首先，根據電力系統(tǒng)對本質功能的需求，開展抽水蓄能必要性論證，確定合理開發(fā)規(guī)模。各省級電網的第一座抽水蓄能電站，原則上應以“緊急事故備用”作為必要性論證的主要依據。根據業(yè)界共識，以火電為主的省份，承擔緊急事故備用功能的抽水蓄能容量至少應占電網最高負荷的3%。在論證調峰填谷需求時，應扣除上述用于緊急事故備用的容量，以保證調峰填谷容量不“縮水”。
其次，以必要性論證確定的功能作為經濟評價的基本依據。抽水蓄能電站的調峰填谷功能一般都只是經濟功能而不是戰(zhàn)略功能。如果風電、核電或太陽能電站基于戰(zhàn)略需求，那么與其配合的抽水蓄能的定向服務功能將是戰(zhàn)略功能。抽水蓄能的緊急事故備用功能是否是戰(zhàn)略功能，視所在電網而定。執(zhí)行常規(guī)經濟功能的電站，應嚴格開展經濟評價、論證項目經濟可行性。執(zhí)行戰(zhàn)略功能的抽水蓄能電站，則不應以經濟評價結論作為電站建設可行與否的判據。對于綜合型抽水蓄能電站，開展經濟評價時應以機組為單位視功能側重分別計算，而不是現行做法，只計調峰填谷效益而忽略緊急事故備用等其余效益。
再次，以必要性論證確定的功能作為約束運行方式的基本依據。以本質功能為立項依據，加大了不同項目立項條件的差異，使得不同抽水蓄能電站（機組）的“身份”不再一致。為了維護抽水蓄能的開發(fā)秩序，抽水蓄能必要性論證應有足夠的嚴肅性——原則上，承擔緊急事故備用功能的機組，不應以賺取電價差額收益為目的頻繁參與調峰填谷；調峰填谷機組，也不應隨意變換為停機備用。
第四，以機組功能定位為依據，確定電站建設和運營成本的補償機制。不同功能的抽水蓄能電站，應采用不同的補償機制。比如，調峰填谷型適用兩部制，緊急事故備用和定向服務型更適用容量制。緊急事故備用及定向服務型抽水蓄能電站，應特別加強造價監(jiān)督和管理，并在核定電費標準時嚴格控制其利潤水平，以合理控制建設熱情，避免過度開發(fā)。
最后，應依據本質功能，合理確定電站建設運行成本的承擔者。緊急事故備用型抽水蓄能電站很大程度上是電網的應有設施，能推動電網質量升級。根據我國銷售電價核算模式，電網的所有投資和運營成本都會轉化到銷售電費中。因此，緊急事故備用型抽水蓄能電站的投資費用應當由電力客戶承擔。需要說明的是，在我國目前電價機制下，抽水蓄能電站承擔備用功能，有很大的容量效益，其受益者為發(fā)電企業(yè)。對此，受益的發(fā)電企業(yè)也應有所承擔。調峰填谷型抽水蓄能電站建設運行費用應由受益的火電廠全額承擔。核電、風電或太陽能電站通常是跨區(qū)域輸電，這些電站替代了受電客戶所在省份的常規(guī)火電站，受電客戶享受了環(huán)保成果。因此，定向服務型抽水蓄能機組的費用應由接受該機組所服務的核電、風電或太陽能電站電能的客戶承擔。
（作者分別系國網新源控股有限公司副總經濟師、發(fā)展策劃部主管）
（文章來源：《能源評論》雜志）
