彭才德

（水電水利規(guī)劃設(shè)計總院，北京市 100120）

1 發(fā)展形勢

為實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”戰(zhàn)略目標，可再生能源將成為能源消費增量主體，并逐步走向存量替代，持續(xù)推進可再生能源大規(guī)模發(fā)展是大勢所趨。2030年前后碳排放達峰，非化石能源占一次能源消費比重達到25%，可再生能源基本滿足能源消費增量；2035年前能源消費總量達峰，可再生能源全面規(guī)?；娲茉?，以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)加速構(gòu)建；2050年可再生能源成為我國能源消費總量主體，可再生能源占一次能源消費比重超過50% ；2060年實現(xiàn)“碳中和”目標[1]。

應(yīng)對氣候變化成為全球共識，占世界經(jīng)濟總量70%的國家已相繼明確“碳中和”時間表，能源領(lǐng)域“碳中和”首當(dāng)其沖?；茉大w系向綠色、低碳能源體系轉(zhuǎn)變的能源變革趨勢已經(jīng)明確，主要國家相繼明確能源中長期發(fā)展目標，將可再生能源作為能源低碳轉(zhuǎn)型的主導(dǎo)方向。國際能源署等權(quán)威機構(gòu)預(yù)測，2050年全球發(fā)電量的80%～90%來自可再生能源，風(fēng)電、光伏發(fā)電是發(fā)展主力。傳統(tǒng)能源企業(yè)，包括國際油氣巨頭紛紛制定碳減排目標，將新能源作為重要發(fā)展方向，推動能源清潔、低碳、安全、高效利用。

能源科技創(chuàng)新高度活躍，圍繞構(gòu)建高比例可再生能源體系，新能源技術(shù)、分布式發(fā)電、儲能、氫能、智能電網(wǎng)、電動汽車等成為大國能源競爭熱點。

我國實現(xiàn)碳排放達峰到“碳中和”僅有30年左右時間，明顯短于歐洲國家的50年，且碳減排總量大（高達100億t左右），減排壓力大、時間緊，以風(fēng)電、光伏為代表的新能源被寄予厚望；風(fēng)電、光伏快速步入無補貼甚至低價發(fā)展階段，迎來高速發(fā)展新機遇。

新能源持續(xù)發(fā)展面臨著大規(guī)模開發(fā)、高比例消納、產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈安全等挑戰(zhàn)，電力系統(tǒng)靈活性不足問題凸顯；適應(yīng)新能源電力特性的技術(shù)、市場體系以及能源轉(zhuǎn)型過程中協(xié)調(diào)各方利益的體制機制等亟待建立；電力系統(tǒng)向高比例新能源轉(zhuǎn)型，風(fēng)、光發(fā)電出力波動性、隨機性，大規(guī)模開發(fā)應(yīng)用對電力安全穩(wěn)定運行造成影響，需要建設(shè)大量靈活調(diào)節(jié)電源，優(yōu)化資源配置、提升系統(tǒng)效率，增加整體靈活性；適應(yīng)新能源大規(guī)模發(fā)展，電力系統(tǒng)面臨著既要保障高效消納、又要保障電力可靠供應(yīng)的新挑戰(zhàn)。

2030年，風(fēng)電、太陽能發(fā)電總裝機容量12億kW以上[2]。2035年，我國電力系統(tǒng)最大峰谷差超過10億kW。新能源大規(guī)模接入和高效消納，迫切需要大量靈活調(diào)節(jié)電源，主要包括存量電源調(diào)節(jié)性能挖潛，常規(guī)電源從以提供電量為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐蕴峁┤萘啃б鏋橹鳎侠聿季纸?jīng)濟高效且具有規(guī)模效益的儲能調(diào)節(jié)措施，同時加強需求側(cè)管理與響應(yīng)。

大力發(fā)展抽水蓄能電站，是促進新能源大規(guī)模發(fā)展，實施多能互補，打造安全可靠、經(jīng)濟靈活電力系統(tǒng)的全球共識[3]。截至2019年底，全球抽水蓄能裝機容量約為1.5億kW[4]，占總儲能裝機容量的94%；有超過100個抽水蓄能電站在建，2億kW以上的抽水蓄能項目正在開展前期工作。

歐美國家建設(shè)了大量以抽水蓄能和燃氣電站為主體的靈活、高效、清潔的調(diào)節(jié)電源，其中，美國、德國、法國、日本、意大利等國家發(fā)展較快，抽水蓄能和燃氣電站在電力系統(tǒng)中的比例均超過10%。截至2020年底[3]，意大利、美國、日本、德國、法國占比分別達到55.2%、44.3%、32.3%、15.5%、13.1%，其中，抽水蓄能占比分別為6.6%、2.0%、8.0%、2.7%、4.3%。我國油氣資源稟賦相對匱乏，燃氣調(diào)峰電站發(fā)展不足，抽水蓄能和燃氣電站占比僅6%左右，其中，抽水蓄能占比1.4%，與發(fā)達國家相比仍有較大差距，抽水蓄能發(fā)展空間較大，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)對抽水蓄能發(fā)展提出更高要求。

為實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”戰(zhàn)略目標，我國新能源發(fā)展面臨新形勢、新任務(wù)、新要求，機遇前所未有，任務(wù)艱巨繁重。為構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，加快發(fā)展抽水蓄能電站非常必要。

2 新形勢下抽水蓄能電站的作用與功能定位

新能源大規(guī)模并網(wǎng)要求電力系統(tǒng)需要更多的靈活性調(diào)節(jié)資源來進行發(fā)、輸、配、變、用的平衡。電力系統(tǒng)靈活性資源包括電源側(cè)（煤電、氣電、水電等）、電網(wǎng)側(cè)（靈活控制技術(shù)、互聯(lián)互濟等）、用戶側(cè)（需求側(cè)管理與響應(yīng)）和儲能（抽水蓄能、化學(xué)儲能等）資源。構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，提升新能源消納、應(yīng)用占比，以滿足系統(tǒng)“安全穩(wěn)定、低碳經(jīng)濟”運行需求為基礎(chǔ)，優(yōu)化資源配置、提升系統(tǒng)效率，增加整體靈活性。

抽水蓄能電站是“構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)”的關(guān)鍵支撐，主要體現(xiàn)在“安全支撐、有效容量、綠色儲能、動態(tài)效益、經(jīng)濟高效”等方面。安全支撐：抽水蓄能電站是保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的有力手段，并提供系統(tǒng)必要的轉(zhuǎn)動慣量；有效容量：抽水蓄能電站靈活調(diào)節(jié)、快速反應(yīng)，為電力系統(tǒng)提供必需容量，在系統(tǒng)高峰負荷或新能源大量缺發(fā)時，關(guān)鍵時段發(fā)揮有效容量能“頂”的上去；綠色儲能：抽水蓄能是規(guī)?；?、較長時效的綠色儲能，在系統(tǒng)負荷低谷或新能源大發(fā)棄電時段抽水儲能、系統(tǒng)缺電時段發(fā)電，實現(xiàn)“電量時移”功能，且全生命周期環(huán)境效益明顯；動態(tài)效益：抽水蓄能為電力系統(tǒng)提供調(diào)頻、調(diào)相、事故備用以及黑啟動等輔助服務(wù)；經(jīng)濟高效：抽水蓄能是目前技術(shù)成熟可靠、最具大規(guī)模開發(fā)、經(jīng)濟高效的綠色儲能手段，具有顯著的比較優(yōu)勢。

3 抽水蓄能電站發(fā)展基礎(chǔ)

截至2020年底[5]，我國已建抽水蓄能電站總裝機規(guī)模為3149萬kW，占發(fā)電總裝機規(guī)模的1.43%，其中，華北、華東、華中、東北、西南電網(wǎng)區(qū)域內(nèi)裝機規(guī)模分別為547萬、1156萬、499萬、150萬、9萬kW；在建（核準）規(guī)模達到5373萬kW，其中，華北、東北、華東、西北、華中電網(wǎng)裝機規(guī)模分別為1610萬、780萬、1743萬、380萬、620萬kW。已建、在建規(guī)模均居世界首位。

經(jīng)過幾十年的發(fā)展[6]，特別是廣州、天荒坪、豐寧、陽江、長龍山、敦化等一批具有世界先進水平的抽水蓄能電站的相繼建設(shè)，電站工程技術(shù)水平顯著提升，技術(shù)上向高水頭、大容量機組發(fā)展，700m級水頭項目推進順利，30萬、35萬kW機組技術(shù)基本成熟，40萬kW級機組推進順利；完成了海水抽水蓄能普查工作[7]；已基本形成涵蓋標準制定、規(guī)劃設(shè)計、工程建設(shè)、裝備制造、運營維護的全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展體系和專業(yè)化發(fā)展模式。

本次抽水蓄能中長期規(guī)劃在全國范圍內(nèi)全面普查并篩選抽水蓄能資源站點1500余個，總裝機規(guī)模約為16億kW；規(guī)劃提出總規(guī)模4.2億kW的重點實施項目和總規(guī)模3.05億kW的規(guī)劃儲備項目，奠定未來中長期發(fā)展的資源基礎(chǔ)。

為適應(yīng)抽水蓄能發(fā)展，相關(guān)電價政策也在不斷完善[8]。2021年4月，國家發(fā)展改革委印發(fā)《關(guān)于進一步完善抽水蓄能價格形成機制的意見》（發(fā)改價格〔2021〕633號），明確提出“堅持并優(yōu)化抽水蓄能兩部制電價政策”“健全抽水蓄能電站費用分攤疏導(dǎo)方式”等相關(guān)內(nèi)容，對電價形成機制、疏導(dǎo)機制等各方關(guān)切的問題都進行了明確的規(guī)定，同時強化與電力市場建設(shè)發(fā)展的銜接，逐步推動抽水蓄能電站進入市場。穩(wěn)定、可預(yù)期的電價機制為抽水蓄能電站的大力發(fā)展提供了政策保障。

4 抽水蓄能電站發(fā)展與建議

根據(jù)抽水蓄能新形勢下的定位和發(fā)展需求，加快抽水蓄能電站高質(zhì)量發(fā)展，發(fā)揮其在構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)中的綜合作用非常必要。

抽水蓄能發(fā)展將生態(tài)優(yōu)先貫穿抽水蓄能發(fā)展全過程，在做好站點資源保護、提出調(diào)整規(guī)劃重點實施項目、開展項目前期工作、項目開工建設(shè)以及運行管理等過程中，嚴格落實生態(tài)環(huán)境保護法律法規(guī)和相關(guān)要求，與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展[3]。推進多規(guī)合一，做好與國土空間規(guī)劃統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，預(yù)留發(fā)展空間。

統(tǒng)籌電力系統(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(shè)和大規(guī)模遠距離輸電要求，以系統(tǒng)需求導(dǎo)向深化抽水蓄能合理需求和布局論證。主要包括：統(tǒng)籌考慮每個省電力系統(tǒng)發(fā)展需求、新能源并網(wǎng)消納等因素，確定布局電站的功能定位，滿足本省需求；華東、華北、華南等地區(qū)考慮區(qū)域資源優(yōu)化配置，結(jié)合站點資源條件，在滿足本省電力系統(tǒng)需求同時，加強省際間、區(qū)域內(nèi)資源優(yōu)化配置；華中、華北、華東及廣東等主要受端地區(qū)考慮區(qū)外送電的特點和能力，結(jié)合經(jīng)濟社會發(fā)展統(tǒng)籌研究抽水蓄能合理配置；西北地區(qū)是我國新能源規(guī)?；?、基地化開發(fā)重點區(qū)域，目前五省區(qū)尚無已建抽水蓄能電站，僅3座（380萬kW）在建，未來需結(jié)合新能源大規(guī)模發(fā)展和電力外送需要，加強抽水蓄能布局和建設(shè)。

因地制宜開展中小抽水蓄能建設(shè)，探索與分布式發(fā)電等結(jié)合的小微型抽水蓄能技術(shù)研發(fā)和示范建設(shè)，探索推進水電梯級融合改造，鼓勵依托常規(guī)水電站建設(shè)混合式抽水蓄能，探索結(jié)合礦坑治理建設(shè)抽水蓄能電站[3]。

創(chuàng)新工程建設(shè)技術(shù)，鼓勵和推廣新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備和新材料的應(yīng)用，提高工藝水平，降低工程造價，確保工程安全和質(zhì)量；增強裝備制造能力，堅持自主創(chuàng)新為主，增強機電設(shè)備設(shè)計制造能力；實現(xiàn)全國抽水蓄能智能綜合監(jiān)測，定期發(fā)布監(jiān)測信息[3]。

建立規(guī)劃滾動調(diào)整機制，對列入本次規(guī)劃儲備項目庫中的項目，在落實相關(guān)條件、做好與生態(tài)保護紅線等環(huán)境制約因素避讓和銜接后，可調(diào)整進入重點實施項目庫；可根據(jù)需要在不同五年計劃中前后調(diào)整項目[3]。

建議通過市場交易方式或協(xié)議方式，合理確定抽水電價和發(fā)電電價；完善容量電價實施細則，按照市場經(jīng)濟原則，確定分擔(dān)費用，明確支付主體和支付方式。開展項目及其容量電價競爭性招標，由項目業(yè)主向相關(guān)?。▍^(qū)、市）政府提交項目和容量電價競標申請和方案，省（區(qū)、市）政府組織省級能源主管部門以及技術(shù)支持單位，編制招標文件，確定選擇項目和容量電價的評標標準，通過競爭性比選、優(yōu)選等方式確定項目和相應(yīng)的容量電價；或者設(shè)置基準電價進行優(yōu)選。

按照《國家能源局關(guān)于鼓勵社會資本投資建設(shè)水電站的指導(dǎo)意見》，鼓勵多元化投資。近年來，非電網(wǎng)企業(yè)積極介入項目開發(fā)建設(shè)。抽水蓄能新價格機制政策的出臺，投資主體積極性提高，有利于推進抽水蓄能電站投資主體多元化。建議省級政府盡快制定并出臺項目投資主體選擇管理辦法。同時，鼓勵探索抽水蓄能電站開發(fā)服務(wù)于特定電源，采用一體化開發(fā)等模式。

5 結(jié)語

我國可再生能源將進入大規(guī)模、高比例、市場化發(fā)展階段，將進一步引領(lǐng)能源生產(chǎn)和消費革命的主流方向，發(fā)揮能源清潔低碳轉(zhuǎn)型的主導(dǎo)作用，大力發(fā)展抽水蓄能，為實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”目標提供有力支撐。

水電水利規(guī)劃設(shè)計總院將按照國家能源局的要求，認真做好抽水蓄能電站規(guī)劃建設(shè)的技術(shù)論證和技術(shù)把關(guān)工作，在項目規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)、運行全過程中提供更高水平的技術(shù)服務(wù)，為確保工程建設(shè)質(zhì)量和工程安全提供技術(shù)支持。同時，搭建好溝通、交流平臺，發(fā)揮平臺優(yōu)勢，集聚國內(nèi)外專家團隊力量，形成更強的專業(yè)技術(shù)能力和全方位解決問題的能力；持續(xù)做好政策、規(guī)劃研究和技術(shù)、信息服務(wù)，竭誠為各級政府、為國內(nèi)外各開發(fā)企業(yè)和相關(guān)單位提供技術(shù)、信息服務(wù)。