2021年中國抽水蓄能發(fā)展現(xiàn)狀與展望

韓 冬，趙增海，嚴秉忠，崔正輝，任 艷

(水電水利規(guī)劃設計總院，北京 100120)

0 引 言

目前，我國正處在實現(xiàn)中華民族偉大復興的關鍵時期，世界百年未有之大變局加速演進，全球新一輪能源革命和科技革命深度演變、方興未艾，大力發(fā)展可再生能源已成為全球能源轉型和應對氣候變化的重大戰(zhàn)略方向和一致宏大行動。習近平總書記高瞻遠矚、審時度勢，作出我國力爭“2030年前實現(xiàn)碳達峰、2060年前實現(xiàn)碳中和”的莊嚴承諾，明確要求到2030年非化石能源占一次能源消費比重達到25%左右，風電和太陽能發(fā)電總裝機容量達到12億kW以上。中共中央、國務院印發(fā)《關于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》[1]，國務院印發(fā)《2030年前碳達峰行動方案》[2]，為全面推進“碳達峰、碳中和”工作指明了方向，提出了加快建設新型電力系統(tǒng)的發(fā)展目標。

抽水蓄能是當前技術最成熟、經(jīng)濟性最優(yōu)、最具大規(guī)模開發(fā)條件的電力系統(tǒng)綠色低碳清潔靈活調節(jié)電源，與風電、太陽能發(fā)電、核電、火電等配合效果較好。加快發(fā)展抽水蓄能，是構建新型電力系統(tǒng)的迫切要求，是保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的重要支撐，是可再生能源大規(guī)模發(fā)展的重要保障。“十四五”期間，我國抽水蓄能產(chǎn)業(yè)即將全面進入高質量發(fā)展新階段。

2021年是中國共產(chǎn)黨成立100周年，是開啟全面建設社會主義現(xiàn)代化國家新征程的第一年，也是做好“碳達峰、碳中和”工作、建設現(xiàn)代能源治理體系的關鍵之年。這一年，為加快推進抽水蓄能電站建設，國家發(fā)展改革委、國家能源局先后印發(fā)了《進一步完善抽水蓄能價格形成機制的意見》[3]和《抽水蓄能中長期發(fā)展規(guī)劃(2021—2035年)》[4](以下簡稱《規(guī)劃》)，作為指導未來抽水蓄能發(fā)展的綱領性文件，為抽水蓄能快速發(fā)展奠定了堅實的基礎。

1 資源概況

20世紀80年代中期，為了研究解決電網(wǎng)調峰困難問題，廣東省、華北電網(wǎng)、華東電網(wǎng)等地區(qū)有關單位，組織開展了重點區(qū)域的抽水蓄能電站資源調查和規(guī)劃選點工作。2009年～2013年，國家能源局組織水電水利規(guī)劃設計總院、國網(wǎng)新源控股有限公司和南網(wǎng)調峰調頻發(fā)電公司等單位，開展了抽水蓄能電站選點規(guī)劃工作，規(guī)劃推薦抽水蓄能站點59個，總裝機容量7 485萬kW[5]。“十三五”期間，國家能源局組織開展了廣西等12個省(區(qū))的選點規(guī)劃或規(guī)劃調整工作。增加推薦規(guī)劃站點22個，總裝機容量2 970萬kW。截至2020年底，我國陸續(xù)開展25個省(區(qū)、市)的抽水蓄能電站選點規(guī)劃或選點規(guī)劃調整工作，批復的規(guī)劃站點總裝機容量約1.2億kW[6]。2020年，國家能源局組織各省(市、區(qū))能源行業(yè)主管部門開展全國新一輪抽水蓄能規(guī)劃，規(guī)劃工作過程中，綜合考慮地理位置、地形地質、水源條件、水庫淹沒、環(huán)境影響、工程技術條件等因素，又進一步普查篩選出資源站點1 500余個，總裝機規(guī)模約16億kW。在此基礎上，《規(guī)劃》提出重點實施項目和備選項目約7.2億kW。

綜合考慮歷次選點規(guī)劃和中長期規(guī)劃，截至2021年底，我國已納入規(guī)劃的抽水蓄能站點資源總量約8.14億kW，其中已建3 639萬kW，在建 6 153萬kW，中長期規(guī)劃重點實施項目4.1億kW，備選項目3.1億kW。中國已納入規(guī)劃的抽水蓄能站點資源量見圖1，其中，東北、華北、華東、華中、南方、西南、西北電網(wǎng)的資源量分別為10 500萬、8 000萬、10 500萬、12 500萬、9 700萬、14 300萬、15 900萬kW。

圖1 中國已納入規(guī)劃的抽水蓄能站點資源量(單位：萬kW)

2 發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 發(fā)展歷程

20世紀60、70年代，我國試點開發(fā)建設了河北崗南、北京密云等抽水蓄能電站。20世紀80、90年代，大型抽水蓄能電站起步開發(fā)，先后建成了廣州、十三陵等大型抽水蓄能電站[7]。

21世紀的第1個10年，隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，電力系統(tǒng)對抽水蓄能電站的需求也在不斷增加，浙江天荒坪、桐柏、河北張河灣、安徽瑯琊山等大型抽水蓄能電站陸續(xù)建成投產(chǎn)，2008年抽水蓄能規(guī)模突破1 000萬kW，集中在華南、華東、華北電網(wǎng)。在21世紀第2個10年中，抽水蓄能繼續(xù)快速發(fā)展[8]，截至2020年底，我國抽水蓄能電站總裝機規(guī)模3 149萬kW、在建裝機規(guī)模5 273萬kW。抽水蓄能歷年新投產(chǎn)和在運裝機、新核準裝機情況分別見圖2。

2.2 2021年發(fā)展情況

2021年，安徽績溪、河北豐寧、吉林敦化、浙江長龍山、黑龍江荒溝、山東沂蒙、廣東梅州和陽江、福建周寧等抽水蓄能電站項目部分機組投產(chǎn)發(fā)電，新增投產(chǎn)裝機規(guī)模490萬kW；新核準黑龍江尚志、浙江泰順和天臺、江西奉新、河南魯山、湖北平坦原、重慶栗子灣、廣西南寧、寧夏牛首山、廣州梅州二期、遼寧莊河等抽水蓄能項目，核準裝機規(guī)模1 370萬kW，是歷年來核準規(guī)模最多的一年，遠高于2020年的核準規(guī)模。同時，還有超過2億kW的抽水蓄能電站正在開展前期勘測設計工作。截至2021年底，我國抽水蓄能電站在運項目40座，裝機容量3 639萬kW[9]，在建項目48座，裝機容量6 153萬kW，全國各省(區(qū)市)在運、在建抽水蓄能項目見表1。中國抽水蓄能電站已建和在建裝機規(guī)模均為世界第一。目前，已建、在建抽水蓄能項目主要分布在華東、華中、華北和南方、東北電網(wǎng)，西北電網(wǎng)、西南電網(wǎng)相對較少，已建、在建抽水蓄能站點區(qū)域分布情況見圖3，站點分布情況見圖4。

圖2 抽水蓄能歷年裝機和項目核準情況

表1 在運、在建抽水蓄能項目清單

圖3 中國已建、在建抽水蓄能區(qū)域情況(不含臺灣省)(單位：萬kW)

圖4 中國已、在建抽水蓄能電站站點分布情況(截至2021年底)

隨著一大批標志性工程相繼建設投產(chǎn)，我國抽水蓄能電站工程技術水平顯著提升，調度運行、水沙調控、庫盆防滲、高水頭壓力管道、復雜地下洞室群以及施工技術等方面達到了世界領先水平或者先進水平，電價政策日益完善，關鍵設備與機組研發(fā)也基本實現(xiàn)國產(chǎn)化，基本形成涵蓋標準制定、規(guī)劃設計、工程建設、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。

3 問題和建議

《規(guī)劃》發(fā)布以來，根據(jù)工作推進實踐和相關調研，為確保抽水蓄能中長期規(guī)劃目標順利完成，還需要著重解決以下主要問題。

一是電價形成機制還有待進一步明確。國家發(fā)展改革委《關于進一步完善抽水蓄能價格形成機制的意見》[3]對抽水蓄能電價形成機制和價格疏導機制都做了較為明確的規(guī)定，為抽水蓄能電站加快發(fā)展、充分發(fā)揮綜合效益創(chuàng)造更加有利的條件。但是文件中對于抽水蓄能電站資本金如何核定、服務多省區(qū)的抽水蓄能電站容量電價如何核定，容量電費如何在特定電源和電力系統(tǒng)間分攤等問題還不明確，項目業(yè)主在進行投資決策時存在疑慮。建議盡快出臺抽水蓄能價格機制的實施細則。

二是抽水蓄能產(chǎn)業(yè)鏈能力還有待提升。經(jīng)初步統(tǒng)計，目前全國有近2億kW的抽水蓄能電站正在開展前期工作，現(xiàn)在承擔前期工作的各主要勘測設計單位生產(chǎn)任務較重。抽水蓄能電站的裝備制造企業(yè)主要包括東方電氣、哈爾濱電機、國電南瑞等企業(yè)，抽水蓄能機組的年生產(chǎn)能力現(xiàn)狀約1 000～1 500萬kW，預計“十五五”期間可以達到2 000～2 500萬kW，距離高峰期實際需要仍有較大的差距。建議進一步統(tǒng)籌考慮抽水蓄能產(chǎn)業(yè)鏈能力，合理確定各重點實施項目開發(fā)時序。

三是前期工作推進還需要進一步規(guī)范。抽水蓄能電站投資巨大，工程建設難度較大。合理的工作周期、合乎規(guī)范的勘測設計深度對于保障抽水蓄能建設質量和安全運行具有十分重要的意義。依據(jù)行業(yè)管理，抽水蓄能勘測設計工作主要包括預可行性研究和可行性研究兩個階段，其中一般以可行性研究報告作為項目申請報告編制的基礎。目前，部分項目在預可行性研究完成后，跨階段進行核準，可能為后續(xù)的工程建設帶來較大的風險。建議制定提出抽水蓄能電站前期工作管理辦法，規(guī)范前期工作程序。

四是受資源條件限制站點分布不均勻。抽水蓄能電站建設需要具備地形、地質等因素，同時需要具備一定的水資源條件。因為這些限制，所以抽水蓄能電站往往分布在山區(qū)和丘陵地區(qū)，如大別山區(qū)、太行山區(qū)、橫斷山脈、遼東丘陵、山東丘陵、東南丘陵(包括江南丘陵、閩浙丘陵和兩廣丘陵)等區(qū)域，抽水蓄能站點分布情況與電力系統(tǒng)的需求并不完全匹配，且相對分布較為密集，資源總量雖然較多，但分布不均勻不平衡的問題較為突出。建議統(tǒng)籌考慮新型儲能措施、常規(guī)水電擴機、火電靈活性改造、電力需求側管理等多方面措施，因地制宜提高電力系統(tǒng)對于新能源的消納能力。

4 前景與展望

“十三五”期間，我國抽水蓄能行業(yè)得到了長足穩(wěn)定的發(fā)展。根據(jù)《國務院關于印發(fā)2030年前碳達峰行動方案的通知》[2]和《抽水蓄能中長期發(fā)展規(guī)劃(2021—2035年)》[4]，按照大力發(fā)展抽水蓄能電站的發(fā)展思路，從“十四五”開始，未來15～20年間，我國抽水蓄能將正式進入高質量發(fā)展的新階段。

隨著豐寧、長龍山等在建抽水蓄能電站的陸續(xù)投產(chǎn)、運行，預計到2025年，我國抽水蓄能電站裝機容量達到6 200萬kW；到2030年，隨著垣曲、清原等在建項目，以及“十四五”期間開工項目的陸續(xù)投產(chǎn)，我國抽水蓄能裝機容量將達到1.2億kW。按照“應規(guī)盡規(guī)，能開盡開”的原則，預計2035年前后，我國抽水蓄能裝機容量有望達到3.0億kW左右[10]。

依托于穩(wěn)健的抽水蓄能電價政策，圍繞以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的發(fā)展需要，在全國分散布局，未來將建成一批促進新能源高速發(fā)展、滿足智能電網(wǎng)要求、資源利用高質高效、生態(tài)環(huán)境友好和諧、日常運行安全可靠的現(xiàn)代化抽水蓄能電站，全面形成技術先進、管理優(yōu)質、國際競爭力強的抽水蓄能現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)，培育形成一批抽水蓄能大型骨干企業(yè)，共同推動實現(xiàn)抽水蓄能高質量發(fā)展，更好服務于“碳達峰、碳中和”戰(zhàn)略決策。