□ 李 亮 余春濤 王壽根
近期，國家能源局印發(fā)《抽水蓄能中長期發(fā)展規(guī)劃》（2021-2035年），全國重點(diǎn)實(shí)施項(xiàng)目總裝機(jī)規(guī)模達(dá)4.2億千瓦。構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，迫切需要建設(shè)大規(guī)模儲能設(shè)施，而抽水蓄能電站作為目前技術(shù)最成熟、效率最高、經(jīng)濟(jì)性最好的生態(tài)友好型儲能工程，是當(dāng)前及今后一段時期提高電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力和促進(jìn)大規(guī)模新能源發(fā)展的最優(yōu)解決方案?？梢灶A(yù)見，國內(nèi)抽水蓄能電站建設(shè)將迎來一輪高潮。
四川作為全國清潔能源示范省，抽水蓄能的歷史是什么樣？在本輪建設(shè)高潮中有何動作？未來又將如何發(fā)展？帶著眾多關(guān)心問題，筆者走訪了《四川省抽水蓄能發(fā)展中長期規(guī)劃》編制牽頭單位——中國電建集團(tuán)成都勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司。
抽水蓄能發(fā)展歷史沿革
四川省抽水蓄能發(fā)展歷史較早。1992年建成的寸塘口全國建成時間排名前五。目前正利用已建春廠壩電站擴(kuò)建可逆機(jī)組，裝機(jī)5MW，預(yù)計(jì)今年投產(chǎn)。
上世紀(jì)末，有關(guān)單位開展過成都周邊站點(diǎn)普查及金堂李家山、馬湖、木格措等站點(diǎn)前期工作。進(jìn)入二十一世紀(jì)以后，隨著四川水電快速發(fā)展，抽水蓄能電站發(fā)展較少，僅是有關(guān)單位近年開展過資源普查。
面臨怎樣的機(jī)遇和挑戰(zhàn)
四川作為全國清潔能源示范省，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，在電力和峰谷差需求穩(wěn)步增長、水電開發(fā)完成、新能源大規(guī)模開發(fā)、火電限制發(fā)展的情況下，抽水蓄能電站是電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)運(yùn)行優(yōu)質(zhì)電源，作為最成熟的儲能技術(shù)，具有超大容量、經(jīng)濟(jì)可靠、生態(tài)環(huán)保等優(yōu)勢特點(diǎn)，對保障電力供應(yīng)、確保電網(wǎng)安全、促進(jìn)新能源消納具有重要意義，是四川中長期電力發(fā)展主力電源之一。
四川省抽水蓄能前期基礎(chǔ)較為薄弱。抽蓄電站的開發(fā)建設(shè)需要一定周期，為滿足2030年及2035年四川電力發(fā)展需求，亟須加快前期工作。公式
大邑抽水蓄能電站樞紐布置示意圖
電力需求和電網(wǎng)發(fā)展格局如何
隨著新時代推進(jìn)西部大開發(fā)形成新格局、成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈建設(shè)等國家戰(zhàn)略在川深入實(shí)施，四川經(jīng)濟(jì)和用電需求仍將保持穩(wěn)定增長。預(yù)計(jì)2025年、2030年、2035年最大負(fù)荷達(dá)到7100萬千瓦、8500萬千瓦和9600萬千瓦。同時，四川也要為全國“西電東送”提供堅(jiān)強(qiáng)電力支撐，2025年送電規(guī)模達(dá)6260萬千瓦。四川面臨著滿足自身電力需求與維持川電外送的雙重壓力，電力供需形勢嚴(yán)峻。
“十四五”時期，四川將新增1000千伏特高壓交流環(huán)網(wǎng)。中東部成都等受端負(fù)荷中心需求大占全省的80%、本地電源少。西部送端電源較多水電占全省的80%、負(fù)荷小，屬于電力富裕區(qū)。四川電源與負(fù)荷中心逆向分布，通過省內(nèi)送電通道，西部電源滿足中東部負(fù)荷中心需求。
未來電源將如何發(fā)展
四川能源資源稟賦決定了電源結(jié)構(gòu)是以水、風(fēng)、光為主，建立高比例可再生能源系統(tǒng)，推動能源高質(zhì)量發(fā)展。
預(yù)計(jì)四川省2030年、2035年水電裝機(jī)達(dá)到1.22億千瓦、1.24億千瓦，開發(fā)程度達(dá)82.0%和83.5%；2030年水電開發(fā)接近完成，2035年基本開發(fā)完畢。
預(yù)計(jì)2030年、2035年省內(nèi)消納新能源可達(dá)4700萬千瓦和7500萬千瓦左右。從區(qū)域上看，2030年涼山州風(fēng)電基本開發(fā)完畢，2025年以后新增光伏主要分布在甘孜州和阿壩州，2035年光伏主要集中在甘孜州，新增新能源多分布在流域上游水電較少地區(qū)。新能源僅提供電量不能提供容量，且具有隨機(jī)性和波動性的特點(diǎn)，需要其他靈活性電源調(diào)節(jié)。
按照“雙碳”目標(biāo)、節(jié)能減排政策和能源電力需求，四川將嚴(yán)控煤電發(fā)展，適度發(fā)展氣電。
隨著水電基本開發(fā)完，新能源大規(guī)模開發(fā)需要靈活性調(diào)節(jié)電源，抽水蓄能電站將是四川省中長期電源擴(kuò)展重要方向之一。
公式
四川省風(fēng)電開發(fā)布局
公式
四川省光伏開發(fā)布局
水電大省為何建設(shè)抽蓄
2030年四川水電開發(fā)程度很高，考慮各種電源的可能發(fā)展，2030年、2035年電力缺口達(dá)到1000萬千瓦、2000萬千瓦。
隨著經(jīng)濟(jì)持續(xù)強(qiáng)勁發(fā)展，電力系統(tǒng)峰谷差越來越大，新能源大規(guī)模開發(fā)其反調(diào)峰特性加大了調(diào)峰需求。四川雖然水電較多，但水電年內(nèi)豐多枯少，豐水期棄水調(diào)峰，枯水期缺水和調(diào)節(jié)能力不足致調(diào)峰能力不足，同時由于生態(tài)環(huán)保及綜合利用等原因，進(jìn)一步制約調(diào)峰能力的發(fā)揮。
初步測算2030年開始出現(xiàn)調(diào)峰缺口，2035年汛、枯期分別缺少調(diào)峰容量1600萬千瓦、1500萬千瓦。進(jìn)一步考慮分區(qū)送出通道限制、調(diào)度運(yùn)行響應(yīng)和安全穩(wěn)定裕度等，2035年送端調(diào)峰容量缺口2020萬千瓦，受端負(fù)荷中心調(diào)峰容量缺口1220萬千瓦。
新能源大規(guī)模接入電網(wǎng)，需建設(shè)具有靈活提供容量和調(diào)峰作用的電源。抽水蓄能電站同時具備調(diào)峰填谷作用，其調(diào)峰作用為水電站的2倍，燃?xì)怆娬镜?.5倍，在經(jīng)濟(jì)合理的情況下宜較大規(guī)模開發(fā)。
能否帶動新能源發(fā)展
化學(xué)儲能還有規(guī)模、安全性、電池環(huán)保、全生命周期技術(shù)經(jīng)濟(jì)性等問題亟待解決。抽水蓄能電站是目前技術(shù)最為成熟可靠且經(jīng)濟(jì)實(shí)用的大規(guī)模儲能，能夠提供系統(tǒng)需要的轉(zhuǎn)動慣量。在新能源集中地區(qū)，宜更多考慮抽水蓄能與風(fēng)光互補(bǔ)運(yùn)行，提高電網(wǎng)輸電利用小時，降低輸電成本，提高電網(wǎng)接納風(fēng)電和光伏的能力。
據(jù)分析，2030年前部分地區(qū)新能源可通過水風(fēng)光一體化實(shí)現(xiàn)消納。2030年~2035年，待消納新能源規(guī)模超3000萬千瓦，主要分布在三江流域上游，這些地區(qū)水電資源不足，可通過建設(shè)抽水蓄能電站消納新能源。根據(jù)新能源的位置、規(guī)模和互補(bǔ)消納分析，其中的2500萬千瓦可通過風(fēng)光儲一體化消納，相應(yīng)抽水蓄能需求規(guī)模約800萬千瓦，可以大幅提高送出通道利用效率降低輸電成本，促進(jìn)西部三江流域新能源基地建設(shè)。公式
2030年~2035年待消納新能源分布示意圖
對電網(wǎng)保安全作用如何
抽蓄負(fù)荷跟蹤能力強(qiáng)，有利于改善負(fù)荷備用電源分布格局，具有承擔(dān)緊急事故備用能力，可增強(qiáng)調(diào)峰能力釋放水電群和火電事故備用。2035年新能源省內(nèi)消納規(guī)模達(dá)到7500萬千瓦，占總裝機(jī)比達(dá)到40%，抽蓄有助于改善電網(wǎng)可能出現(xiàn)的無功不足、電壓不穩(wěn)定等問題，保障電網(wǎng)安全。
目前成都負(fù)荷中心缺少調(diào)相電源，抽水蓄能電站可以吸收和補(bǔ)償無功，是系統(tǒng)中理想的調(diào)壓調(diào)相電源。
發(fā)展目標(biāo)布局和任務(wù)
通過電源擴(kuò)展分析比較，四川抽蓄的合理規(guī)模為1100萬千瓦~1300萬千瓦?？紤]省內(nèi)西電東送總體格局和水風(fēng)光分布，布局上主要考慮中東部負(fù)荷中心、西部新能源富集且水電較少地區(qū)?？紤]滿足中東部負(fù)荷中心的調(diào)峰需求，2035年布局規(guī)模約800萬千瓦。為有效消納西部的新能源，2035年布局規(guī)模約800萬千瓦。
近期，國家能源局正式發(fā)布了規(guī)劃，四川省“十四五”重點(diǎn)實(shí)施、“十五五”重點(diǎn)實(shí)施和儲備項(xiàng)目共納入規(guī)劃的有16個站址，其中負(fù)荷中心9個站址、電源側(cè)7個站址。
在國家宏觀政策的指引下，四川有序發(fā)展抽水蓄能未來可期。
（李亮系中國電建集團(tuán)成都勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司設(shè)計(jì)分公司規(guī)劃院專業(yè)總工程師；余春濤系中國電建集團(tuán)成都勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司設(shè)計(jì)分公司副總經(jīng)理；王壽根系中國電建集團(tuán)成都勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司副總經(jīng)理）
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