原標題:華東最大抽水蓄能電站落地建德,浙江爲何頻建抽水蓄能電站?

9月15日,總裝機容量240萬千瓦的浙江建德抽水蓄能電站籌備工程開工儀式在杭州建德市梅城鎮舉行,這是目前華東地區在建的最大抽水蓄能電站。3個月前,距此170公里外的湖州市安吉縣,總裝機容量210萬千瓦的長龍山抽水蓄能電站全部6臺機組剛投產發電。

浙江省是目前全國投建抽水蓄能項目最多的省份,已投入運營的抽水蓄能電站共5座,在建項目7個,還有20多個項目處於規劃、選址和待建階段。

“浙江是能源資源小省,但又是能源消費大省,一直以來能源安全保供壓力較大。近年來,在‘雙碳’背景下,構建新能源佔比逐步提高的新型電力系統迫在眉睫,由此調峯壓力更重了。浙江已建和在建、規劃的抽水蓄能電站,可以爲浙江乃至華東電網擔負調峯、填谷、調頻等重要作用,更可與風電、光伏發電等新能源相結合實現多能互補,將‘垃圾電’轉化成‘優質電’。”9月23日,浙江省發展規劃研究院能源與環境研究所工程師韓剛告訴澎湃新聞(www.thepaper.cn)。

“4度電換3度電”的划算買賣

電力即發即用,不能在電網中存儲電量。在過去以火力、水力發電爲主的電網系統中,傳統方式是不斷建設發電設施來滿足用電負荷增長的需要,在用電低谷時關停大量發電機組來節約能耗。由此,也會增加電力調節的難度,給電網的穩定性和安全性帶來隱患。

在20世紀80年代,隨着長三角地區經濟快速發展,電力需求猛增,在以火電爲主的華東電網在負荷高峯時不得不拉閘限電、在低谷時又要壓減火電機組出力(單位時間內的輸出電能)。在此背景下,華東電網決定建設一座大容量的抽水蓄能電站。專家在浙江、江蘇和安徽共尋找了50個可建抽水蓄能電站的站址,最終經過反覆分析、論證和比較,選址位於湖州安吉的天荒坪建設華東首個抽水蓄能電站。

1986年,華東勘測設計院編制完成《浙江天荒坪抽水蓄能電站可行性研究報告》,1992年,天荒坪抽水蓄能電站項目啓動,1994年3月正式開工建設,2000年12月六臺機組全部投產發電,總裝機容量180萬千瓦,整個建設週期歷時8年。

華東天荒坪抽水蓄能有限責任公司副總經理姜豐從1995年到天荒坪抽水蓄能電站工作,已在此工作27年。他介紹:“抽水蓄能電站主要由上水庫、下水庫、輸管道、可逆式水泵水輪機組成。抽水蓄能電站是利用電力系統負荷低谷時段剩餘電力,將水從下水庫抽到上水庫儲存富裕電能,在用電高峯或者系統需要靈活調節時將水從上水庫放出到下水庫發電,爲電力系統提供頂峯電能和輔助服務。同時,機組在抽水和發電生產過程中可以進行各種形式的工況轉換,根據系統需要提供靈活調節服務,實現系統安全穩定運行和能源資源高效利用。”

“在能量轉化過程中電能會有一定比例的損耗,天荒坪抽水蓄能電站因爲地理條件等原因能效轉換率高達80%左右,但目前大型抽水蓄能電站的總體轉換率在75%左右,相當於4度電換3度電,看起來好像不划算,但抽水蓄能確是技術最成熟、經濟性最優、最具大規模開發條件的綠色低碳清潔靈活調節電源。”姜豐告訴澎湃新聞。

天荒坪抽水蓄能電站是長三角區域合作的典型案例。因爲電站建設投資大,籌建時,上海市、江蘇省、浙江省及安徽省簽署了《關於集資建設天荒坪抽水蓄能電站協議書》,共同投資建設。電站建成運營後,一直實行跨省聯營,各省市電網按當時投資比例獲得電力電量,提供相應的抽水電力電量。天荒坪電站建成運營後,有效促進了華東地區新能源消納,改善了電網系統性能,可靠保障了華東電網的安全。

“雙碳”背景下新能源轉型的“黃金搭檔”

作爲國內經濟發達省份,浙江對能源需求量近年來不斷攀升。今年5月印發的《浙江省能源發展“十四五”規劃》(下稱《規劃》)明確,目標到2025年,全省電力裝機總量由2021年的10142萬千瓦增加至13717萬千瓦,5年增長35%。

着眼長遠,核電、光伏和風能等將成爲浙江電能的發展方向。《規劃》提出,“十四五”期間,省力爭實現三門核電二期三期、三澳核電二期三期等開工建設,在建核電裝機規模達到1200萬千瓦以上。到2025年,三澳核電一期建成1臺機組,全省核電裝機超過1000萬千瓦。實施“風光倍增”工程,大力發展風電光伏。突出以整縣規模化開發分佈式光伏,以高質量推廣生態友好型發展集中式光伏,到2025年,全省光伏裝機達到2760萬千瓦以上;着力打造百萬千瓦級海上風電基地,到2025年,全省風電裝機達到640萬千瓦以上,其中海上風電500萬千瓦以上。

“浙江正處於能源綠色低碳轉型的關鍵時期,風電、光伏發電等新能源大規模發展,同時,浙江的空調負荷佔全社會最高負荷比重約三分之一,迎峯度夏時段電力系統峯谷差大,對抽水蓄能電站要求變得更爲迫切。”韓剛向澎湃新聞介紹,風電、太陽能發電出力具有隨機性和間歇性,發電穩定性和連續性差,對電網的衝擊很大,這些電能在併網後對電力系統實時平衡、保持電網安全穩定運行將帶來巨大挑戰。在此背景下,抽水蓄能電站不僅起到調峯填谷作用,還是新能源的“黃金搭檔”,將不穩定、不連續的“垃圾電”直接轉化成了“優質電”,從而避免能源浪費。

隨着能源體系向清潔低碳安全高效轉型,電力系統的運行特性將發生顯著變化,具有調峯、調頻、調相、儲能、系統備用和黑啓動(無外來電源情況下進行自啓動)等“六大功能”的抽水蓄能電站對電網的安全穩定運行發揮了尤爲重要的作用。

受此影響,浙江省明顯加快了抽水蓄能項目建設、規劃的步伐。2021年12月,投資107億元的天台抽水蓄能電站項目全面啓動建設,該項目額定水頭(上水庫水平面至下水庫水平面的垂直高度)724米,爲全球抽蓄電站最高水頭,總裝機容量170萬千瓦,其中單機容量全國最大;今年3月,投資71億元的溫州泰順抽水蓄能項目開工建設,裝機容量120萬千瓦;今年9月15日,浙江建德抽水蓄能電站舉行籌備工程開工儀式,該項目投資140億,其240萬千瓦的裝機容量規模列全國第二、華東第一,此外它還是國內首個由民營資本投資的抽水蓄能項目。

浙江省是目前全國投建抽水蓄能項目最多的省份,已投入運營的抽水蓄能電站共5座,在建項目7個,還有20多個項目處於規劃、選址和待建階段。根據《規劃》,到2025年,浙江省抽水蓄能電站裝機將達到798萬千瓦以上。“除了120萬千瓦及以上大型電站建設,浙江省內不少地區都在規劃、建設一些中小型抽水蓄能電站,主要集中在麗水、衢州和金華等山區。這些項目將直接拉動區域投資,爲山區發展助力。”韓剛向澎湃新聞表示。

浙皖抽水蓄能項目爲華東電網調峯承壓

澎湃新聞注意到,同在長三角的安徽省也開始發力抽水蓄能電站的規劃建設,提出打造長三角綠色儲能基地。

今年5月,安徽省印發的《抽水蓄能中長期發展規劃(2021—2035年)安徽省實施方案》顯示,安徽已建成投運抽水蓄能電站4座,裝機容量348萬千瓦,居全國第3位;在建抽水蓄能電站2座,裝機容量248萬千瓦。“十四五”期間,安徽省將覈准抽水蓄能電站項目9個,裝機容量1080萬千瓦;到2025年、2030年和2035年,全省累計建成抽水蓄能電站裝機容量分別達到468萬千瓦、1000萬千瓦以上和1600萬千瓦以上。

“浙江和安徽頻頻建設抽水蓄能電站並非只爲本省考慮,還將承擔起華東電網調峯、填谷和儲能等重任。抽水蓄能電站一般500千伏併網,最佳傳輸距離在500公里範圍內,華東地區各地抽水蓄能資源極不平均。浙江、安徽天然資源最好,江蘇受地形影響目前只有宜興和溧陽兩座建成和句容一座在建的抽水蓄能電站,後期可選站址的地方也不多,上海則不具備建站條件。同時,江蘇和上海又是能源消費大省(市),且本身能源自給率也不高,因此浙江和安徽將承擔起較重的華東電網調峯填谷壓力。”一位抽水蓄能領域研究人員告訴澎湃新聞。

這一點能在浙江安吉縣已建成的天荒坪和長龍山兩座抽水蓄能電站的運營中找到答案。安吉縣發改局重點建設項目管理科副科長呂波向澎湃新聞介紹,天荒坪發電量分配就是按當年建設時的投資比例由長三角各省(市)共享,而長龍山抽水蓄能電站的發電量也有一定比例提供給江蘇。

上述研究人員表示,《長江三角洲區域一體化發展規劃綱要》指出,要研究建立華東電網抽水蓄能市場化運行的成本分攤機制。但目前這一市場化的成本分攤機制並沒有完全建立,接下去需要長三角省市間研究和制定,採用“誰受益、誰分攤”,細化、明確並落定抽水蓄能容量省市間的分攤比例,特別是對在建和規劃電站提早制定容量分配方案和成本分攤方案。

“從全國層面來看,已經開始對抽水蓄能電站市場化的成本分攤機制進行有效探索,希望藉此充分調動社會資本的投資積極性。 ”該研究人員告訴澎湃新聞,2014年前,抽水蓄能電站價格形成機制經歷了單一容量電價、單一電量電價和兩部制電價。2021年4月,《國家發展改革委關於進一步完善抽水蓄能價格形成機制的意見》出臺,明確將容量電價納入輸配電價回收,同時強化與電力市場建設發展的銜接,逐步推動抽水蓄能電站進入市場,着力提升電價形成機制的科學性、操作性和有效性,2023年起按優化後的兩部制電價機制執行。

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“抽水蓄能第一縣”安吉的綠色雄心

“天荒坪抽水蓄能電站的建設和投入運行,大大地促進了地方基礎設施建設,改善了地區交通、通訊和招商條件,活躍了當地物資市場和勞動力市場,促進了地區經濟的發展,同時使安吉縣知名度大增,帶動了旅遊業的蓬勃發展。”安吉縣發改局重點建設項目管理科副科長呂波向澎湃新聞表示,依託天荒坪電站的上水庫建成了江南天池景區,後又投建長三角首家室外滑雪場,由此帶動了周邊農家樂的發展。江南天池景區附近的大溪村共有500多戶人家,有超過200家農家樂和民宿。

天荒坪抽水蓄能電站讓安吉嚐到了甜頭,2017年同在天荒坪鎮、與天荒坪電站隔山而立且裝機規模更大的長龍山抽水蓄能項目主體工程開工建設。2021年6月,長龍山抽水蓄能電站首臺機組投產發電,今年6月30日電站6臺機組全部投產發電,210萬千瓦的總裝機容量是目前華東地區已投運最大的抽蓄電站。據介紹,2014年國家制定出臺一系列扶持抽水蓄能電站的新政策,當年10月國務院將抽水蓄能電站覈准權下放到省一級政府,長龍山項目也是浙江省首個核準並開建的項目。

“如今這兩座超大裝機容量抽水蓄能電站隔山相望,直線距離僅3公里,使得安吉縣境內的抽水蓄能電站總裝機規模達到390萬千瓦,成爲全國抽蓄電站裝機容量最大的一個縣。從地質構造條件、與用電負荷中心的直線距離看,安吉建設抽水蓄能電站項目有天然優勢。目前我們正在規劃建設縣內第三個抽蓄電站項目,選址在章村鎮,裝機容量爲140萬千瓦,已完成項目預賦碼、合作開發協議簽訂和預可行性研究方案編制工作,計劃在2030年前建成投產。通過打造世界級抽水蓄能電站集羣,進一步夯實安吉‘中國抽蓄第一縣’的地位,成爲長三角地區重要綠色儲能基地。”呂波說。

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