最新数据显示,我国抽水蓄能(以下简称“抽蓄”)电站投产总装机容量已连续九年稳居世界首位。截至2024年底,我国抽蓄累计投产规模超5869万千瓦,占全球总量的四成。尽管大型抽蓄电站至关重要,但业内普遍认为,我国星罗棋布的水库大坝与小水电资源,为适度发展中小抽蓄电站开辟了新路径。
中小抽蓄电站具有建设周期短、资金压力小、调度灵活等显著优势,能精准匹配分布式新能源及区域电力系统的需求,为电网稳定运行提供坚实保障,并有力促进新能源就地消纳,从源头上减少弃风弃光。这些现有的水库大坝和小水电,已然为分布式新能源发展铺设了基础“轨道”。如何抓住这一契机,发展中小抽蓄,已成为业内亟待综合考量的关键议题。
中小抽蓄电站目前仍面临成本、资源、技术等方面的挑战,但其在新能源发展中的支撑作用不容忽视。业内认为,在政策扶持、技术创新与市场需求的三重驱动下,其未来发展潜力巨大。克服现有难题,中小抽蓄电站必将在构建新型电力系统的征程中扮演更为关键的角色。
多地布局中小抽蓄
国家能源局《抽水蓄能中长期发展规划(2021—2035年)》提出,到2030年抽蓄投产总规模1.2亿千瓦左右;规划布局重点实施项目340个,总装机容量约4.2亿千瓦。《“十四五”可再生能源发展规划》提出,在中东南部地区利用已建成的山谷水库和沿岸山顶地势,试点推进灵活分散的中小型抽蓄电站建设,提升区域新能源电力消纳能力。
上述文件的发布,无疑为中小抽蓄发展指明方向。早在三年前,相关机构就积极投入中小抽蓄电站的开发研究及项目论证工作,浙江、湖北、湖南等省也加紧进行中小型抽蓄电站的选址布局。
中国水力发电工程学会原副秘书长陈东平在接受《中国能源报》记者采访时表示,中小抽蓄的发展在全国各地呈现出差异化态势,这主要源于各地在资源条件、政策扶持、市场环境及开发力度上的不同。但总体而言,在国家坚定的“双碳”目标和政策引导下,结合新型电力系统建设的宏观方向,各地都保持了积极推进的势头。目前,已选定的试点项目进展顺利,这种良好态势极大地激发了全国其他地区建设中小抽蓄的积极性。
与大型抽水蓄能电站不同,中小抽蓄电站的规模较小,单机容量通常在15至150兆瓦之间,且装机台数一般不超过两台。在我国,已投入运行的中小抽蓄电站主要包括密云、潘家口、岗南、溪口、回龙、沙河、响洪甸等。目前,还有一些电站正在建设中,例如魏家冲、大悟等电站,它们都属于2台150兆瓦的配置。
在业内看来,与其一味追求大型抽蓄电站,我们更应关注星罗棋布的水库大坝和小水电资源。中小抽蓄电站凭借其灵活性和适应性,在地方能源结构调整中扮演了重要角色。
国际大坝委员会原副主席、电建集团公司首席技术专家周建平接受《中国能源报》记者采访时曾表示,中小抽蓄可利用资源数量远超常规,随着风光资源的高速发展,中小抽蓄在建设周期、调度运行、适应市场等相对具有明显优势方面必将被系统青睐,也是最重要的主网系统电力调蓄资源的拾遗补缺。
核心问题是经济性不高
尽管中小抽蓄的发展前景广阔,但其发展过程中仍面临多重挑战,其中经济性不高是最核心的问题。高昂的建设成本与巨大的投资压力构成了主要障碍。抽蓄电站建设本身需要巨额资金,而中小型项目由于规模限制,资金来源相对匮乏,融资难度更大,这直接限制了项目的快速落地。此外,部分地区抽蓄电站的市场化运营机制尚不完善,电站的收益模式和回报预期仍有待优化,进一步影响了项目的经济可行性。
一位不愿具名的抽蓄项目业内人士向《中国能源报》记者指出:“建设成本是抽蓄电站最主要的成本构成,包括坝体、输水道等土建工程、水泵、水轮机等设备购置及配套设施建设,其中土建和设备购置占比较高,且常受地形地质条件制约。”他补充道,设备维护、人工、大修以及抽水电费等运营成本长期存在,这些费用同样对电站的整体经济性产生直接影响。
陈东平也直言,中小抽蓄电价政策的制定存在“局部简单应对系统复杂”的问题,现行宏观电价政策未能充分体现中小抽蓄在分布式系统中的经济价值,从而影响了其经济效益和开发积极性。中小抽蓄资源普查工作本身技术虽不复杂,但涉及系统庞大,尤其依赖于清洁能源系统的规模与布局。地区差异和统筹协调不足会影响普查质量。“目前,中小抽蓄发展规划多由地方主导,与国家总体规划的衔接协调存在难度。同时,中小抽蓄的标准化体系虽在逐步建立,但起步较晚,标准制定分散且缺乏针对性,对行业的规范化、科学发展形成一定制约。”
此外,业内专家还指出,尽管抽蓄技术整体成熟,但是在高海拔、复杂地质等特殊环境下,中小抽蓄仍面临技术适应性及效率提升的挑战。例如,抽蓄技术要求水泵—水轮机高效双向转换,设备定制化程度高,相应的研发和技术引进成本也相对较高。
科学规划设计降低成本
面对挑战,业内也提出,在中小抽蓄项目启动之初就应设定明确目标,并建立全过程的造价控制体系,从预算编制到成本监控、变更管理,确保投资可控。同时,通过优化设计、应用新技术来提升建设效率、降低施工难度与成本,例如采用新型高效设备、优化内部结构以减少损耗。此外,研究和应用高强度、耐腐蚀、轻量化的新材料,延长设备寿命,降低维护支出。
业内普遍认为,通过优化设计、技术创新、政策扶持以及区域化布局等多管齐下,抽水蓄能成本问题可以得到有效缓解。这些措施不仅能降低建设和运营成本,更能提升电站的运行效率和市场竞争力。
在陈东平看来,中小抽蓄的发展与风光等清洁能源的布局紧密相连。当前,我国风光电力正经历超常规发展,虽然大幅提升了清洁能源占比,但是也暴露出系统发展不平衡、市场衔接不畅等问题,这在客观上凸显了储能的迫切需求,为响应更迅速、建设周期更短的中小型抽蓄带来了发展契机。
“中小抽蓄资源普查是一项复杂系统工程,需运用现代化方法科学比选,并重视从局部到宏观的统筹规划,以实现资源的高效利用。”陈东平强调,“随着管理科技水平的提升,协调好中央与地方的规划关系,建立规则下的统筹机制是必要条件。” 他还建议,在政策性电价主导下,中小抽蓄的电价机制应结合风光资源分布和地区特点,引入必要的市场化导向,在宏观调控中发挥市场调节作用,充分调动行业积极性。标准化建设是行业科学发展的基石,当前针对性的标准化工作正在推进,建立有序的规划、制定具有公信力的标准,对规范化、科学化地推动行业至关重要。