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(shù)不斷增加。
2022入夏以來,歐洲出現(xiàn)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(chǎn)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(nèi)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(diào)節(jié)能力,維護電網(wǎng)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(diào)節(jié)能力、維護電網(wǎng)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(wǎng)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(zhì)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(chǎn)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(diào)能措施,并應重視加強輸配電網(wǎng)的電力調(diào)配功能,再配合用電側(cè)的響應調(diào)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(jié)合
一直以來,水電都是重要的低碳電力來源。
據(jù)國際水電協(xié)會發(fā)布的數(shù)據(jù),近年來全球水電裝機呈現(xiàn)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(gòu)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(chǎn)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(xiàn)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(diào)整,加入抽水蓄能相關(guān)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(jīng)開始。2021年底,省水利廳組織省水利規(guī)劃研究院和省農(nóng)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(jù)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(diào)研,并初步推選出15處已建成水利工程與抽水蓄能相結(jié)合站點,總裝機粗估為764萬千瓦。
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技術(shù)成熟、成本關(guān)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(xiàn)階段來看,相比其他儲能方式,技術(shù)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(shù)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(xiàn)抽水蓄能電站提供調(diào)頻、調(diào)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(xiàn)抽水蓄能電站通過抽發(fā)電量實現(xiàn)的調(diào)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(zhì)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(wǎng)電價高于抽水電價來實現(xiàn)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(wǎng)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(qū)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(wǎng)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(guān)于抽水蓄能電站容量電價及有關(guān)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(xiàn)代能源體系的加快構(gòu)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?