□ 李 亮 余春濤 王壽根

近期，國(guó)家能源局印發(fā)《抽水蓄能中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》（2021-2035年），全國(guó)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(chǔ)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(chǔ)能工程，是當(dāng)前及今后一段時(shí)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(jiàn)，國(guó)內(nèi)抽水蓄能電站建設(shè)將迎來(lái)一輪高潮。

四川作為全國(guó)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(dòng)作？未來(lái)又將如何發(fā)展？帶著眾多關(guān)心問(wèn)題，筆者走訪了《四川省抽水蓄能發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃》編制牽頭單位——中國(guó)電建集團(tuán)成都勘測(cè)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(guó)建成時(shí)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(kāi)展過(guò)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(kāi)展過(guò)資源普查。

面臨怎樣的機(jī)遇和挑戰(zhàn)

四川作為全國(guó)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(zhǎng)、水電開(kāi)發(fā)完成、新能源大規(guī)模開(kāi)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(chǔ)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(shì)特點(diǎn)，對(duì)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(zhǎng)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(kāi)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(shí)代推進(jìn)西部大開(kāi)發(fā)形成新格局、成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈建設(shè)等國(guó)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(zhǎng)。預(yù)計(jì)2025年、2030年、2035年最大負(fù)荷達(dá)到7100萬(wàn)千瓦、8500萬(wàn)千瓦和9600萬(wàn)千瓦。同時(shí)，四川也要為全國(guó)“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(wàn)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(shì)嚴(yán)峻。

“十四五”時(shí)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(guò)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(lái)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(dòng)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(kāi)發(fā)程度達(dá)82.0%和83.5%；2030年水電開(kāi)發(fā)接近完成，2035年基本開(kāi)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(wàn)千瓦和7500萬(wàn)千瓦左右。從區(qū)域上看，2030年涼山州風(fēng)電基本開(kāi)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(dòng)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(kāi)發(fā)完，新能源大規(guī)模開(kāi)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(zhǎng)期電源擴(kuò)展重要方向之一。

公式

四川省風(fēng)電開(kāi)發(fā)布局

公式

四川省光伏開(kāi)發(fā)布局

水電大省為何建設(shè)抽蓄

2030年四川水電開(kāi)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(wàn)千瓦、2000萬(wàn)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(lái)越大，新能源大規(guī)模開(kāi)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(shí)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(cè)算2030年開(kāi)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(wàn)千瓦、1500萬(wàn)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(wàn)千瓦，受端負(fù)荷中心調(diào)峰容量缺口1220萬(wàn)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(shí)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(kāi)發(fā)。

能否帶動(dòng)新能源發(fā)展

化學(xué)儲(chǔ)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(wèn)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(chǔ)能，能夠提供系統(tǒng)需要的轉(zhuǎn)動(dòng)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(shí)，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(guò)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(wàn)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(guò)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(wàn)千瓦可通過(guò)風(fēng)光儲(chǔ)一體化消納，相應(yīng)抽水蓄能需求規(guī)模約800萬(wàn)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(duì)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(wàn)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(wú)功不足、電壓不穩(wěn)定等問(wèn)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(wú)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(guò)電源擴(kuò)展分析比較，四川抽蓄的合理規(guī)模為1100萬(wàn)千瓦~1300萬(wàn)千瓦。考慮省內(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(wàn)千瓦。為有效消納西部的新能源，2035年布局規(guī)模約800萬(wàn)千瓦。

近期，國(guó)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(chǔ)備項(xiàng)目共納入規(guī)劃的有16個(gè)站址，其中負(fù)荷中心9個(gè)站址、電源側(cè)7個(gè)站址。

在國(guó)家宏觀政策的指引下，四川有序發(fā)展抽水蓄能未來(lái)可期。

（李亮系中國(guó)電建集團(tuán)成都勘測(cè)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(guó)電建集團(tuán)成都勘測(cè)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(guó)電建集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司副總經(jīng)理）