抽水蓄能電站：點(diǎn)亮電網(wǎng)的“最后一根火柴”

　　最近一段時間，關(guān)于“新能源”的“冷思考”似乎比較多。

　　從“產(chǎn)能過剩”到“過度融資”，“過熱”成了縈繞在風(fēng)電光伏、鋰電氫能等賽道上的高頻詞匯之一，其中也包括常被視為新能源發(fā)展“壓艙石”的儲能。

　　“調(diào)度管理優(yōu)化，也許比儲能更重要，儲能永遠(yuǎn)不會成為電力系統(tǒng)第四只腳。隨機(jī)性、間歇性、波動性是新能源基本、正常的特性，不應(yīng)該去消滅，也消滅不了。”在8月29日的中國國際光儲充大會上，中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司專家委員會專職委員鄭耀東就表示，儲能與三足鼎立的“源網(wǎng)荷”體量相差懸殊，且這種差距依舊會持續(xù)存在。

　　這類直擊產(chǎn)業(yè)發(fā)展核心邏輯的質(zhì)疑，似乎折射出儲能在電力系統(tǒng)中的尷尬處境：如果接受新能源的基本特性，那么配套儲能似乎就不再必需。

　　近日，經(jīng)濟(jì)觀察網(wǎng)記者前往國內(nèi)首座大型抽水蓄能電站——廣州抽水蓄能電站進(jìn)行了現(xiàn)場實(shí)探，一睹究竟。

　　“老前輩”

　　在離廣州市中心東北方向約60公里處的從化區(qū)，有清澈的流溪河、奇特的芙蓉峽。荔枝之鄉(xiāng)從化也向來是廣州市民假期短途郊游的熱門地點(diǎn)之一。

　　其中，在從化呂田鎮(zhèn)南昆山的一座大型水利設(shè)施，就是附近市民熱衷前往消暑度假的一處“景點(diǎn)”，不過，許多當(dāng)?shù)鼐用穸疾恢涝撛O(shè)施的具體作用，甚至有人直接向記者稱其為“給廣州供水的一個水庫”。

廣州抽水蓄能電站下水庫 受訪者供圖

　　這座“水庫”，實(shí)際上是我國自行設(shè)計(jì)、建設(shè)的第一座高水頭、大容量、現(xiàn)代化的大型抽水蓄能電站。在30年前的1993年8月2日，時任國務(wù)院副總理鄒家華來到了從化呂田鎮(zhèn)，親自按下了廣州抽水蓄能電站(以下簡稱“廣蓄電站”)一號機(jī)組的啟動按鈕。

　　9月26日，經(jīng)濟(jì)觀察網(wǎng)記者到達(dá)廣蓄電站現(xiàn)場實(shí)探，而當(dāng)日正好是廣蓄電站并網(wǎng)至今累計(jì)發(fā)電量突破700億千瓦時的重要時刻。

　　“廣蓄運(yùn)行30年來累計(jì)發(fā)電達(dá)到712億千瓦時，安全啟停超過25萬次，節(jié)約標(biāo)煤消耗875萬噸，相應(yīng)減少二氧化碳排放3213萬噸。其中，對港累計(jì)送電超過127億千瓦時，相當(dāng)于香港3個月的全社會用電量。”南網(wǎng)儲能(600995.SH)廣東蓄能發(fā)電公司董事長盧宏振介紹說。

　　南網(wǎng)儲能廣州抽水蓄能電站項(xiàng)目公司辦公室主任高井榮告訴記者，廣蓄電站總裝機(jī)規(guī)模為2400MW，分兩期建設(shè)，各裝設(shè)4臺300MW豎軸單級可逆混流式水泵水輪發(fā)電機(jī)組，是目前世界最大的抽水蓄能電站之一，運(yùn)行30年間為大亞灣核電站、南方電網(wǎng)、香港電網(wǎng)的安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了保障，亦為西電東送提供了有力支撐。

　　記者了解到，抽水蓄能電站，是一種特殊形式的水電站，由上水庫、下水庫、輸水道、廠房及開關(guān)站等部分組成，是一種儲存電的倉庫。

　　“抽水蓄能電站利用的是可以兼具水泵和水輪機(jī)兩種工作方式的抽水蓄能機(jī)組，在用電低谷期因部分用戶用電停止，而各種大型火電、水電、核電不能大幅度停機(jī)或少發(fā)電，電力系統(tǒng)出現(xiàn)剩余電量時，抽水蓄能電站可以利用這些剩余電量，開動設(shè)備把低處的水抽到高處蓄存起來，等到電力系統(tǒng)用電高峰時，再把高處的水放下來，帶動水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電，把電力送回電網(wǎng)，供給用戶用電，發(fā)電后的水仍回到低處。如此循環(huán)往復(fù)地操作運(yùn)用，保障整個電網(wǎng)運(yùn)行靈活可靠、安全經(jīng)濟(jì)。”高井榮說。

　　作為當(dāng)前裝機(jī)規(guī)模最大的電力儲能形式，抽水蓄能具有技術(shù)成熟、響應(yīng)速度快、儲能規(guī)模大、長周期放電、經(jīng)濟(jì)性好、環(huán)境友好等優(yōu)勢，且有調(diào)峰、填谷、調(diào)頻、調(diào)相、儲能、事故備用和“黑啟動”等多種功能。

　　根據(jù)CNESA DataLink全球儲能數(shù)據(jù)庫的不完全統(tǒng)計(jì)，截至2023年6月底，中國已投運(yùn)電力儲能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)70.2GW，其中以鋰電、壓縮空氣、飛輪等儲能形式為代表的新型儲能，占累計(jì)裝機(jī)規(guī)模的比例僅為30%，而抽水蓄能的占比則高達(dá)69.1%。

　　“現(xiàn)在有觀點(diǎn)總把儲能當(dāng)成給新能源配套的‘充電寶’來看，這種說法是不全面的，儲能從來都不是單純給新能源做配套而存在的。”高井榮向記者表示。

　　他進(jìn)一步以“削峰填谷”為例，向記者說明儲能尤其是抽水蓄能在電力系統(tǒng)中所發(fā)揮的作用——電力負(fù)荷在一天之內(nèi)是波動的，抽水蓄能電站在用電高峰期間發(fā)電，在用電低谷期間抽水，以達(dá)到降低負(fù)荷高峰，填補(bǔ)負(fù)荷低谷的目的，從而改善燃煤火電機(jī)組和核電機(jī)組的運(yùn)行條件，減少棄風(fēng)棄光量，提高電網(wǎng)綜合效益。

　　又比如在“黑啟動服務(wù)”方面，當(dāng)整個電力系統(tǒng)因故障停運(yùn)后，系統(tǒng)全部停電，無法正常運(yùn)行，抽水蓄能機(jī)組作為啟動電源，可在無外界幫助的情況下，迅速自啟動，并通過輸電線路輸送啟動功率帶動電力系統(tǒng)內(nèi)的其他機(jī)組，從而使電力系統(tǒng)在發(fā)生事故后在最短時間內(nèi)恢復(fù)供電能力，是點(diǎn)亮電網(wǎng)的“最后一根火柴”。

　　“抽水蓄能電站是目前技術(shù)最成熟、經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)、最具大規(guī)模開發(fā)條件的儲能方式，是電力系統(tǒng)綠色低碳清潔靈活的調(diào)節(jié)電源。目前，我國抽水蓄能總裝機(jī)規(guī)模達(dá)到4900萬千瓦，南網(wǎng)儲能公司建成總裝機(jī)容量達(dá)1028萬千瓦，超過我國總裝機(jī)規(guī)模的五分之一。”高井榮說。

　　關(guān)于“抽水蓄能”的重要的性，國家能源局在《抽水蓄能中長期發(fā)展規(guī)劃(2021—2035年)》中亦明確表示，“抽水蓄能電站是當(dāng)前及未來一段時期滿足電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)需求的關(guān)鍵方式，對保障電力系統(tǒng)安全、促進(jìn)新能源規(guī)模發(fā)展和消納利用具有重要作用，是建設(shè)現(xiàn)代智能電網(wǎng)新型電力系統(tǒng)的重要支撐”。

　　該份文件亦同時明確，“到2025年，我國抽水蓄能投產(chǎn)總規(guī)模要達(dá)到6200萬千瓦以上;到2030年投產(chǎn)總規(guī)模達(dá)到1.2億千瓦左右”。

　　“選址難”

　　不過，抽水蓄能電站的建設(shè)也有一本自己“難念的經(jīng)”。

　　“抽蓄最難的問題首先在選址，你的天然地理?xiàng)l件越好，電站建設(shè)成本就越低，所以我們老說抽蓄電站越后建越吃虧，因?yàn)楹玫牡胤蕉冀o人選完了。”高井榮告訴記者。

　　據(jù)其回憶，當(dāng)初為配套大亞灣核電站建設(shè)，國家有關(guān)部門決定在廣東建設(shè)一個抽水蓄能電站后，選址普查工作便圍繞著華南電力負(fù)荷中心廣州市方圓100公里的范圍內(nèi)展開。而之所以最終將選址定在呂田南昆山，是因?yàn)樵摰貐^(qū)離廣州市直線距離僅90公里，輸電距離短，同時水頭高(上游水面與下游水面之間的高度差)，上、下水庫均有天然庫盆，筑壩工程量小，集雨面積大，天然徑流充沛。

　　在廣蓄電站的沙盤結(jié)構(gòu)圖中，記者看到該電站上水庫位于珠江支流流溪河上游、南昆山脈北側(cè)召大水的陳禾洞天然盆地，集雨面積約5平方公里，正常蓄水位816.8m;下水庫位于南昆山脈北側(cè)九曲水的小杉盆地，集雨面積13平方公里，正常蓄水位287.4m;上庫大壩最大壩高68米，壩頂高程820米。下庫大壩最大壩高43.5米，壩頂高程290米;上下水庫落差達(dá)550米。

　　“沒有，全是雨水，大壩建好之后我們蓄了幾個月水就投入使用了。”在記者提及上下水庫是否有從珠江支流引水時，高井榮如是回答。

　　“為什么說對于抽蓄電站來說選址很重要，首先你附近要有負(fù)荷中心吧，不然沒有調(diào)節(jié)的需求;其次，要找一個有足夠地勢落差的地方，不然發(fā)電轉(zhuǎn)換效率不好;最后，還要找到能蓄水的天然庫盆，現(xiàn)在國內(nèi)有一些人工挖的庫盆，但滲漏會比較大，蓄不住水，你還要用水泥全部進(jìn)行鋪設(shè)，做好防滲，增加很多成本。”高井榮進(jìn)一步告訴記者。

　　站在70多米高的上水庫大壩上，往下俯瞰規(guī)模快趕上一個小鎮(zhèn)的廣蓄電站，記者又注意到了抽蓄電站的另一大缺陷——“建設(shè)周期長、資金投入大”。

　　根據(jù)南網(wǎng)儲能此前公開披露的信息，抽蓄電站項(xiàng)目建設(shè)周期約為5年左右，而投資成本則與選址開發(fā)難度、原材料市場價(jià)格、工程建設(shè)周期、征地移民條件、開發(fā)建設(shè)技術(shù)水平等關(guān)系密切。而根據(jù)2023年6月水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院、中國水力發(fā)電學(xué)會抽水蓄能行業(yè)分會發(fā)布的《抽水蓄能產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告2022》，2022年核準(zhǔn)的抽蓄電站平均單位千瓦(1兆瓦=1000千瓦)靜態(tài)投資就達(dá)到5429元。

　　“生意經(jīng)”

　　雖然抽蓄電站作為重資本、長周期建設(shè)項(xiàng)目，存在著建設(shè)成本波動、投資回收較慢等諸多“風(fēng)險(xiǎn)”，但從南網(wǎng)儲能財(cái)報(bào)來看，抽蓄電站的業(yè)務(wù)還是很好地回報(bào)了其前期投入。

　　根據(jù)南網(wǎng)儲能財(cái)報(bào)，2022年及2023年上半年，該公司分別實(shí)現(xiàn)營收82.61億元、28.61億元，其中抽水蓄能業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)營收分別為46.05億元、21.61億元，2022年南網(wǎng)儲能抽水蓄能業(yè)務(wù)毛利率達(dá)到53.88%。

　　那么，抽蓄電站具體是怎么賺錢的呢?

　　記者在現(xiàn)場了解到，抽蓄電站的盈利模式，主要依靠與電網(wǎng)公司簽署電能轉(zhuǎn)換及調(diào)峰服務(wù)協(xié)議，通過向電網(wǎng)公司提供調(diào)峰調(diào)頻服務(wù)，一般按照省級以上發(fā)改委確定的電價(jià)，收取相應(yīng)費(fèi)用作為收入，扣除生產(chǎn)經(jīng)營各項(xiàng)成本費(fèi)用后獲得利潤，而成本費(fèi)用主要為前期投資建設(shè)電站形成的固定資產(chǎn)折舊、運(yùn)維費(fèi)用及財(cái)務(wù)費(fèi)用。

　　具體到南網(wǎng)儲能，目前其下屬的抽水蓄能電站執(zhí)行的電價(jià)政策，主要包括兩部制和單一容量制兩種。其中，兩部制電價(jià)機(jī)制是按照電站的容量及上網(wǎng)的發(fā)電量分別計(jì)付電費(fèi)的電價(jià)模式，是為容量電價(jià)和電量電價(jià)，由政府確定價(jià)格后執(zhí)行。

　　根據(jù)國家發(fā)展改革委頒布的《抽水蓄能容量電價(jià)核定辦法》，在抽水蓄能電站實(shí)際成本調(diào)查的基礎(chǔ)上，基于彌補(bǔ)成本、合理收益的原則，按照資本金內(nèi)部收益率對電站經(jīng)營期內(nèi)年度凈現(xiàn)金流進(jìn)行折現(xiàn)，以實(shí)現(xiàn)整個經(jīng)營期現(xiàn)金流收支平衡為目標(biāo)，核定電站容量電價(jià)。

　　“簡單來說，容量電費(fèi)用于彌補(bǔ)抽水蓄能電站的固定成本，電量電費(fèi)用于補(bǔ)償抽水蓄能電站抽發(fā)電損耗等變動成本，2021年的發(fā)改委633號文(《國家發(fā)展改革委關(guān)于進(jìn)一步完善抽水蓄能電站價(jià)格形成機(jī)制的意見》)出臺后，抽水蓄能電站的成本疏導(dǎo)機(jī)制被明確，容量電價(jià)按經(jīng)營期內(nèi)資本金內(nèi)部收益率6.5%核定;電量電價(jià)方面，有電力現(xiàn)貨市場時的電量電價(jià)按現(xiàn)貨市場價(jià)格及規(guī)則結(jié)算，無現(xiàn)貨市場的區(qū)域抽水電價(jià)按燃煤發(fā)電基準(zhǔn)價(jià)的75%執(zhí)行。633號文在承接過往對抽水蓄能電站發(fā)展的相關(guān)政策基礎(chǔ)上，解決了長久以來影響抽水蓄能行業(yè)發(fā)展的容量電費(fèi)疏導(dǎo)問題，但抽水蓄能電站的收入來源仍主要為容量電費(fèi)。”10月8日，一位廣東的能源企業(yè)高管向記者表示。

　　電量電費(fèi)方面，記者了解到，目前國內(nèi)抽水蓄能的上網(wǎng)電價(jià)按燃煤發(fā)電基準(zhǔn)價(jià)執(zhí)行，抽水電價(jià)則按燃煤發(fā)電基準(zhǔn)價(jià)的75%執(zhí)行，電量電費(fèi)的計(jì)算公式為：電量電費(fèi)收入=燃煤發(fā)電基準(zhǔn)價(jià)×上網(wǎng)電量-燃煤發(fā)電基準(zhǔn)價(jià)×0.75×抽水電量，即行業(yè)內(nèi)俗稱的“抽四發(fā)三”。

　　不難看出，只要上網(wǎng)電量超過抽水電量的75%時，抽發(fā)電量將實(shí)現(xiàn)削峰填谷效益，從而形成電量電費(fèi)收入。

　　而根據(jù)南網(wǎng)儲能披露的公開信息，2020年至2022年第一季度，在該公司抽水蓄能業(yè)務(wù)收入結(jié)構(gòu)中，容量電費(fèi)收入占比超過97%，電量電費(fèi)收入占比低于3%。

　　對于抽水蓄能來說，從單一容量制邁向兩條腿走路的兩部制電價(jià)固然是件好事，但在電量電價(jià)這條腿還沒長好之前，前段時間，抽蓄電站賴以生存的容量電價(jià)卻先被小“砍”了一刀。

　　今年5月15日，國家發(fā)改委發(fā)布《關(guān)于抽水蓄能電站容量電價(jià)及有關(guān)事項(xiàng)的通知》，公布了核定在運(yùn)及2025年底前擬投運(yùn)的48座抽水蓄能電站容量電價(jià)，《通知》自6月1日起執(zhí)行。根據(jù)《通知》，南網(wǎng)儲能所屬的部分投運(yùn)抽水蓄能電站容量電價(jià)(含稅)分別為：廣東廣州抽水蓄能電站二期 338.34元/千瓦、廣東惠州抽水蓄能電站 324.24元/千瓦、廣東深圳抽水蓄能電站 414.88元/千瓦、廣東陽江抽水蓄能電站一期 643.98元/千瓦。

　　容量電價(jià)重新核定后，南網(wǎng)儲能直接發(fā)了一份公告稱：“公司2023年收入預(yù)計(jì)減少約4.96億元。”

　　“新型電力系統(tǒng)下我國電力現(xiàn)貨市場進(jìn)程加快，在未來三年中，抽水蓄能電量電價(jià)部分有望得到根本性提高，因此本次容量電價(jià)下浮對公司影響甚小，須重視電網(wǎng)側(cè)儲能中抽蓄的主導(dǎo)地位以及資產(chǎn)的稀缺性，不改抽水蓄能的成長性、盈利性預(yù)期。”東吳證券在隨后的一份研報(bào)中如是點(diǎn)評容量電價(jià)核定一事。

　　而民生證券分析師嚴(yán)家源則在研報(bào)中用了一句“耐人尋味”的話來總結(jié)：“有望給過熱的抽蓄大開發(fā)降降溫，防止未來出現(xiàn)供給過剩的囧境。”

　　不過，對于南網(wǎng)儲能來說，無論電力市場機(jī)制調(diào)整如何影響收入，提升電站運(yùn)營效率、降低成本總是一個不錯的選擇。在廣蓄電站實(shí)探的過程中，記者注意到，雖然該電站占地面積巨大，但其中的工作人員并不多，哪怕在電廠中控室，都是處于無人值守的狀態(tài)。

　　“2003年1月，廣蓄電站就是國內(nèi)首家百萬千瓦級水電站‘廠房無人值班’的水電廠，南網(wǎng)儲能在電站管理上一直推進(jìn)集約化、專業(yè)化改革，現(xiàn)在公司旗下有專門的修試公司、建管公司、運(yùn)行公司、信通公司，把蓄能電站的建設(shè)、運(yùn)行、檢修和信息通信業(yè)務(wù)分別集中專業(yè)化管理。”高井榮告訴記者。

　　此外，在今年7月，南網(wǎng)儲能的集控中心正式投入運(yùn)行，廣東區(qū)域六座抽蓄電站全部接入集控中心監(jiān)盤與控制，也是國內(nèi)首個抽水蓄能多廠站集控中心，改變了抽水蓄能電站獨(dú)立分散監(jiān)控的運(yùn)行模式。

　　高井榮還表示，在2014年至2021年期間，在新增裝機(jī)容量342萬千瓦、增幅達(dá)42.75%的快速發(fā)展形勢下，南網(wǎng)儲能公司用工總量增幅僅為3.8%。

　　“國產(chǎn)化”

　　在實(shí)探過程中，記者注意到該電站的主要設(shè)備來自法國和德國。

　　高井榮表示，之所以廣蓄電站設(shè)備以海外產(chǎn)品為主，主要系該電站投建時間較早，彼時我國可逆式水輪機(jī)產(chǎn)品尚不成熟。

　　“我們到廣東省第二座抽水蓄能電站—惠州抽水蓄能電站建設(shè)時便開始嘗試采用國產(chǎn)機(jī)組，該電站4號機(jī)組就是首臺國產(chǎn)化抽水蓄能機(jī)組，邁出了抽水蓄能機(jī)組國產(chǎn)化的第一步;之后清遠(yuǎn)抽水蓄能電站實(shí)現(xiàn)了蓄能機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)核心技術(shù)國產(chǎn)化、自主化，深圳抽水蓄能電站實(shí)現(xiàn)機(jī)組全面國產(chǎn)化設(shè)計(jì)、制造、安裝和調(diào)試，梅州抽水蓄能電站4號機(jī)組發(fā)電電動機(jī)斷路器、電氣制動開關(guān)、換相隔離開關(guān)、啟動開關(guān)、拖動開關(guān)均實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化并擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，不斷填補(bǔ)國內(nèi)空白，使我國成為少數(shù)具有該類高端設(shè)備生產(chǎn)能力的國家之一。”高井榮說。

　　此外，記者還了解到，該公司旗下最新投產(chǎn)的陽江抽水蓄能電站，是國內(nèi)已投運(yùn)單機(jī)容量最大的抽水蓄能電站，高井榮告訴記者，該電站擁有世界首條800米水頭級鋼筋混凝土襯砌水道，同時填補(bǔ)了我國在40萬千瓦700米級超高水頭、超大容量抽水蓄能機(jī)組設(shè)計(jì)制造上的空白。

廣州抽水蓄能電站水輪機(jī)組 鄭晨燁攝

　　記者亦進(jìn)一步了解到，目前抽蓄電站的核心設(shè)備——可逆式水輪機(jī)，國產(chǎn)品牌也已走在世界前列，其中代表便是哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司(以下簡稱：“哈電”)，從公開信息來看，截至去年年底，哈電共參與了國內(nèi)28座抽水蓄能電站、100臺套抽水蓄能機(jī)組的研制，總?cè)萘窟_(dá)2932萬千瓦，市場占有率達(dá)40%以上，穩(wěn)居國內(nèi)第一。

　　那么，用上國產(chǎn)機(jī)組的新抽蓄電站，是否能在一些關(guān)鍵性能指標(biāo)上大幅領(lǐng)先國外呢?對此，高井榮向記者表示：“國產(chǎn)水輪機(jī)和國外性能其實(shí)差不多，只是一方面是國外產(chǎn)品性價(jià)比不如國產(chǎn)的，再一個是關(guān)鍵技術(shù)不能始終掌握在別人手上”。

　　經(jīng)濟(jì)觀察網(wǎng) 記者 鄭晨燁