氣候危機正在導致極端天氣災害頻發(fā)。全球氣候在持續(xù)變暖,電力系統(tǒng)的安全風險系數不斷增加。
2022入夏以來,歐洲出現持續(xù)性高溫天氣,大部分地區(qū)較以往更加干燥,一些國家的降水量跌破紀錄。高溫干旱在導致用電需求大增的同時,對電力生產造成嚴重影響,令歐洲電力短缺困局繼續(xù)惡化。
水力發(fā)電量的下降已造成區(qū)域內能源供給緊張,本就存在能源供應危機的歐洲國家更是雪上加霜。
在這種背景下,原來的水力發(fā)電站受到很大影響,但抽水蓄能電站可發(fā)揮重要作用。抽水蓄能通常是建設或使用原有的山上山下兩個水庫,形成落差,利用電力系統(tǒng)低谷負荷時段富余的電力抽水到高處蓄存,在高峰負荷時段放水發(fā)電。
通過合理布局和建設抽水蓄能電站,可以增強電力調節(jié)能力,維護電網的安全性,減少能源浪費,并促進其他清潔能源的開發(fā)。
“把能源儲存在本地,在要用的時候拿出來。”中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司工程師李世鈺認為,合理布局建設一批抽水蓄能電站用以儲存富余的電量,是提高電力調節(jié)能力、維護電網安全性、減少能源浪費和促進其他清潔能源開發(fā)的必要手段。
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極端天氣或不斷侵擾水電供應
抽水蓄能庫容一般在1000萬立方米量級,對于水量的要求不高。水源條件在降雨量大、河網密集的區(qū)域一般并不會成為抽水蓄能電站建設的限制條件。但是對于西北等相對干旱的區(qū)域,水源條件成為了重要的制約因素。有些地方具備建設抽水蓄能的地形地質條件,但是方圓幾十公里可能都沒有可以用于蓄水的水源。
干旱的情況下,水資源可能會受到限制,這可能會對抽水蓄能電站的建設和運營造成一定的影響。
我國已投產抽水蓄能電站主要分布在華東、華北、華中以及廣東,在建抽水蓄能電站約60%分布在華東和華北。
能源基金會首席執(zhí)行官兼中國區(qū)總裁鄒驥提出,中國的一個資源優(yōu)勢就是星羅棋布的水庫,因此我國擁有大力發(fā)展抽水蓄能的優(yōu)勢,在很多地區(qū)還有發(fā)展風光水多能互補的條件,同時開發(fā)小時級化學儲能和季節(jié)級的蓄能與調能措施,并應重視加強輸配電網的電力調配功能,再配合用電側的響應調節(jié),全系統(tǒng)的電量和電力平衡大有潛力。
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水利工程與抽水蓄能相結合
一直以來,水電都是重要的低碳電力來源。
據國際水電協(xié)會發(fā)布的數據,近年來全球水電裝機呈現穩(wěn)步增長態(tài)勢,2021年,全球水電累計裝機量達到1.36億千瓦,其中有260萬千瓦為新增裝機。
但在氣候變化明顯、極端天氣頻發(fā)的當下,該機構建議稱,要達成既定的氣候目標,水電行業(yè)應加快抽水蓄能產業(yè)發(fā)展,并挖掘各地區(qū)水電開發(fā)潛力,加快水電新增裝機速度,最后水電行業(yè)更是應加大對傳統(tǒng)水電設施的現代化改造投資,推進更多創(chuàng)新模式融合發(fā)展。
省水利規(guī)劃研究院副總工程師馮應和提到,發(fā)展抽水蓄能電站可以有三個方向:一是在已建成水庫中篩選一些點位進行考察論證,看是否可以加以改造利用;二是在在建水庫中,選擇合適項目進行建設方案調整,加入抽水蓄能相關功能;三是對于規(guī)劃中的一些水庫,在規(guī)劃時期就把抽水蓄能功能考慮進去。
依托既有水利工程開展的摸底與試點,已經開始。2021年底,省水利廳組織省水利規(guī)劃研究院和省農村水利中心對四川省開展了一次普查,重點是針對中東部負荷中心的已建水利工程,研判是否能改成抽水蓄能電站。根據我省已建成水利工程及地形特點,此次普查對初篩的182座水利工程進行了分析篩選、普查調研,并初步推選出15處已建成水利工程與抽水蓄能相結合站點,總裝機粗估為764萬千瓦。
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技術成熟、成本關鍵
中國國際工程咨詢有限公司高級工程師張建紅在2022年接受記者采訪時表示,從現階段來看,相比其他儲能方式,技術最成熟、成本最低、可靠性最好的仍然是抽水蓄能。在其他儲能技術大規(guī)模商業(yè)化應用前,抽水蓄能將繼續(xù)在儲能市場中占主導地位。
在兩部制電價中,容量電價主要體現抽水蓄能電站提供調頻、調壓、系統(tǒng)備用和黑啟動等輔助服務的價值,按照彌補抽水蓄能電站固定成本及準許收益的原則核定。電量電價主要體現抽水蓄能電站通過抽發(fā)電量實現的調峰填谷效益,主要彌補抽水蓄能電站抽發(fā)電損耗等變動成本。
“雖然抽水蓄能項目投資巨大,回報周期偏長,但收益穩(wěn)定且持久,總體上看屬于比較優(yōu)質的項目。當下,很少有項目可以有如此穩(wěn)定且長遠的收益。” 張建紅表示。
抽水蓄能電站運行成本的回收是通過上網電價高于抽水電價來實現的,即利用電力系統(tǒng)低谷負荷時段的低電價抽水,再在高峰負荷時段放水發(fā)電來“賺差價”。有專家分析,抽水蓄能電站大約是耗4度電發(fā)3度電,上網電價一般需要比抽水電價高出33%以上才有盈利。電站抽水越多、發(fā)電越多,收益就越高。
如此就很容易驅使抽水蓄能電站運營者爭取多抽水、多發(fā)電,賺取更多利潤,而非考慮按電網實際需求提供抽水發(fā)電服務,導致不必要的能源浪費。因此,必須加強前期規(guī)劃和后期監(jiān)管。
2023年,國家發(fā)展改革委關于抽水蓄能電站容量電價及有關事項的通知,通知的目的是進一步深化電力體制改革,完善抽水蓄能價格形成機制,促進抽水蓄能行業(yè)的健康發(fā)展。
相信隨著電力體制改革的深入推進和現代能源體系的加快構建,以及全國統(tǒng)一電力市場的逐步形成,預計可以吸引更多的民間資本進入,特別是有實力的民營企業(yè)加入,這將極大加速抽水蓄能電站的建設和發(fā)展。
原標題:大旱之下,還能建抽水蓄能嗎?