抽水蓄能：云南省構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的必由之路

全球能源戰(zhàn)略和供需格局已進入深度調(diào)整變革期，習(xí)總書記在氣候雄心峰會上宣布的我國“3060”碳達峰、碳中和目標，順應(yīng)了綠色低碳可持續(xù)發(fā)展的全球大勢，充分展示了中國的大國擔當，也開啟了新一輪能源革命。而努力構(gòu)建清潔低碳、安全高效能源體系，建設(shè)以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，是黨中央、國務(wù)院作出的重大決策部署，也是“雙碳”的必要支撐。

云南省以水、風(fēng)、光為代表的綠色能源資源稟賦優(yōu)異，當前已基本建成國家級水電基地和“西電東送”重要送端。在“四個革命、一個合作”與“雙碳”戰(zhàn)略目標的指引下，未來大規(guī)模發(fā)展新能源，全面建成國家清潔能源基地、新型電力系統(tǒng)先行示范區(qū)、能源碳達峰示范區(qū)以及區(qū)域國際綠色能源樞紐，已成為云南省能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的鴻業(yè)遠圖。然而，高比例新能源接入將給電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行帶來諸多問題，為適應(yīng)云南省未來大規(guī)模新能源建設(shè)，確保新型電力系統(tǒng)的穩(wěn)定與安全，既需要電網(wǎng)發(fā)揮消納高比例新能源的核心樞紐作用，也需要儲能規(guī)?；瘧?yīng)用。

抽水蓄能是支撐新型電力系統(tǒng)的重要儲能技術(shù)和基礎(chǔ)裝備，對推動能源綠色轉(zhuǎn)型、應(yīng)對極端事件、保障能源安全、促進能源高質(zhì)量發(fā)展、助力“雙碳”戰(zhàn)略目標有效達成具有重要意義。今年以來，國家發(fā)改委、能源局多次發(fā)文支持抽水蓄能發(fā)展，其中，國家能源局印發(fā)的《抽水蓄能中長期發(fā)展規(guī)劃》（2021-2035年）更是為我國抽水蓄能事業(yè)發(fā)展指明了方向。在多重因素的疊加影響下，未來云南省抽水蓄能發(fā)展有較大空間，有望迎來一波熱潮。

改革開放40年以來，云南省電力發(fā)展勢頭迅猛，綠色能源產(chǎn)業(yè)成績斐然，多項綠色能源指標全國領(lǐng)先、世界一流。截止2020年底，云南省電力裝機已突破1億千瓦，綠色能源裝機占比84%，高出全國平均約46個百分點；綠色能源發(fā)電量占比90.5%，高出全國平均約67個百分點。伴隨“雙碳”戰(zhàn)略目標的提出，在經(jīng)濟社會發(fā)展全面加速、電源結(jié)構(gòu)深度轉(zhuǎn)變、能源清潔低碳轉(zhuǎn)型加快的情況下，云南省能源電力發(fā)展進入新階段，新能源發(fā)展機遇空前，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)勢在必行。

社會經(jīng)濟發(fā)展全面加速，云南省電力需求持續(xù)增長。“十三五”后期以來，云南省加速產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，構(gòu)建現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系，持續(xù)推進新型城鎮(zhèn)化建設(shè)，全省能源電力需求飛速增長。“十四五”期間，云南省全社會用電量年均增長率將超過10%。此外，隨著中央財經(jīng)委員會第九次會議提出“實施可再生能源替代行動，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)”，東部地區(qū)對云南電力的需求日益旺盛，西電東送規(guī)模將進一步擴大，全省綜合用電需求明顯增大，電力供應(yīng)形勢由略有盈余向供應(yīng)緊張轉(zhuǎn)變。

電源結(jié)構(gòu)深度轉(zhuǎn)變，新能源將成為增量電源的主體。云南省水電開發(fā)大潮已然退去，未開發(fā)水電資源不足3000萬千瓦，且剩余水電資源大多集中在金沙江、怒江等流域，面臨生態(tài)環(huán)境、移民搬遷、民族文化等多重壓力，難以滿足云南省經(jīng)濟社會發(fā)展需求?；痣娫趪夷茉唇Y(jié)構(gòu)低碳轉(zhuǎn)型的整體趨勢下，大規(guī)模新增裝機的可行性較低。與水電、火電步入開發(fā)平臺期不同，云南省新能源開發(fā)潛力巨大，預(yù)計資源量超1.7億千瓦，未開發(fā)率超過92%。“十四五”時期，云南省將新增新能源裝機5000萬千瓦以上，到2035年，云南省將新增新能源裝機超1億千瓦，“十四五”以后，以風(fēng)電、光伏為代表的可再生能源將成為增量電源的絕對主體。

構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，是黨中央、國務(wù)院作出的重大決策部署，也是推動“雙碳”目標順利實現(xiàn)的必要支撐，云南省新能源未來將迎來爆發(fā)式增長，新型電力系統(tǒng)對抽水蓄能的需求極為迫切。

抽水蓄能是新型電力系統(tǒng)的穩(wěn)定器。伴隨新能源大規(guī)模開發(fā)與投產(chǎn)，云南省電源結(jié)構(gòu)將由之前的以水電為主、火電與新能源為輔，逐步向以水電與新能源為主、火電小比例輔助轉(zhuǎn)變，由于新能源基本不提供有效電力，而云南省負荷增長需求又與規(guī)劃調(diào)節(jié)電源發(fā)展規(guī)模極不匹配，未來電力供應(yīng)保障將存在問題。

經(jīng)研究預(yù)測，在無新增調(diào)節(jié)電源的情況下，云南電網(wǎng)2030年、2035年將分別存在約1400萬千瓦、2200萬千瓦的電力缺口，系統(tǒng)中長期電力供應(yīng)形勢極為嚴峻。結(jié)合全國能源電力發(fā)展趨勢及云南省自身電源發(fā)展?jié)摿Ψ治?，未來云南省電力缺口將主要由推動瀾滄江、金沙江大型水電擴機、建設(shè)抽水蓄能電站以及布局少量氣電予以解決。從系統(tǒng)調(diào)節(jié)電力需求特點來看，云南電網(wǎng)枯期主要缺多能互補的調(diào)節(jié)電力，汛期主要缺絕對調(diào)峰電力，云南省中長期建設(shè)一定規(guī)模的抽水蓄能電站，可為系統(tǒng)提供容量效益，保障系統(tǒng)電力供應(yīng)。

抽水蓄能是新型電力系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器。云南省主力調(diào)峰電源目前主要為有調(diào)節(jié)能力的水電和燃煤火電。雖然省內(nèi)水電裝機比重較大，但大型調(diào)節(jié)水庫數(shù)量有限，流域水電調(diào)蓄能力弱，水電汛枯出力差異大，整體調(diào)峰能力有限。受資源條件、“十三五”棄水、煤炭去產(chǎn)能等因素影響，云南省火電裝機比重較低，占比不足15%，火電可提供的調(diào)峰能力有限。隨著新能源大規(guī)模接入，以及未來云南省整體調(diào)峰需求的不斷增長，峰谷差的持續(xù)擴大，存量電源調(diào)峰能力已無法滿足系統(tǒng)未來發(fā)展需求，系統(tǒng)對包括抽水蓄能在內(nèi)的調(diào)峰電源建設(shè)需求將大大增加，抽水蓄能將成為云南省新型電力系統(tǒng)中重要的調(diào)節(jié)器。

抽水蓄能是大規(guī)模新能源建設(shè)的助推器。以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)在超短周期（毫秒至秒級）、短周期（分鐘至小時級）、日周等不同時間尺度均有調(diào)節(jié)需求，而抽水蓄能主要用于滿足系統(tǒng)短周期、日周調(diào)節(jié)能力需求，重點解決新能源出力特性與用電負荷特性匹配性較差、新能源受天氣影響而導(dǎo)致的在較長時間尺度上電力供應(yīng)不確定性等問題。作為優(yōu)質(zhì)的靈活性調(diào)節(jié)電源，抽水蓄能快速的響應(yīng)能力以及長時間的容量儲備，可以有效應(yīng)對風(fēng)光新能源發(fā)電的隨機性和不確定性，平滑新能源出力的同時實現(xiàn)新能源電量的時移，保障新能源入網(wǎng)安全，使得新能源成為電網(wǎng)友好型優(yōu)質(zhì)電源，突破電網(wǎng)規(guī)模對新能源容量的限制，促進新能源并網(wǎng)消納。

抽水蓄能是西電東送戰(zhàn)略有效實施的安全閥。云南是西電東送重要的省區(qū)之一，目前已建成10條直流外送大通道向廣東、廣西、華中送電，根據(jù)云南省“十四五”綠色能源規(guī)劃，將逐步推動區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)互通，打造國際能源樞紐。作為輻射全國、面向東南亞的電力交換樞紐，云南電網(wǎng)未來既是送端也是受端，交直流混合運行，特高壓與綠色能源雙箭齊發(fā)，從未來云南對外大規(guī)模的電力交換情況來看，在西電東送和互聯(lián)互通戰(zhàn)略通道主要電力交換端口附近配置一定抽水蓄能電站，配合特高壓外送通道的運行，可提高西電東送電力系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性和安全穩(wěn)定性，保障西電東送戰(zhàn)略有效實施。

受電力供需、電源結(jié)構(gòu)、政策機制等因素影響，云南省抽水蓄能電站建設(shè)起步較晚，2020年前未能形成系統(tǒng)性的選點規(guī)劃，也無已建或在建抽水蓄能電站。當前，國家正在積極完善和出臺相關(guān)政策支持抽水蓄能建設(shè)，隨著各項支撐政策的逐步完備，抽水蓄能發(fā)展前景較為廣闊。

云南省由于獨特的地形地貌、水系等條件，抽水蓄能電站資源十分豐富，可支撐抽水蓄能大規(guī)模開發(fā)建設(shè)。云南省抽水蓄能中長期規(guī)劃過程中初步普查梳理出全省范圍內(nèi)的抽水蓄能資源站點超過200個，合計裝機容量超過3億千瓦。而在大滇中（楚雄、昆明、曲靖、玉溪等地）、滇南（紅河、文山）負荷中心以及新能源富集地開發(fā)條件較好的常規(guī)抽水蓄能資源站點超過20個，規(guī)模近3000萬千瓦，具備支撐中長期開發(fā)建設(shè)的天然條件。同時，金沙江和瀾滄江干流梯級大型水電站分布集中，還具備建設(shè)混合式抽水蓄能電站的條件。

為更好地發(fā)揮抽水蓄能電站作用，滿足云南電網(wǎng)未來調(diào)峰需要，促進新能源開發(fā)與消納，提升西電東送穩(wěn)定性，改善電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)運行的安全性和經(jīng)濟性，結(jié)合云南省電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及電源分布情況，云南省抽水蓄能中長期規(guī)劃站點將優(yōu)先考慮在大滇中、滇南等負荷中心布局，保障系統(tǒng)電力供應(yīng)；在風(fēng)光火荷集中區(qū)域布局（紅河、文山、曲靖、楚雄等地），促進新能源開發(fā)及消納。預(yù)計到2030年，云南省擬建成抽水蓄能裝機規(guī)模達400萬千瓦以上，有效支撐云南省新型電力系統(tǒng)建設(shè)，全省電力供應(yīng)及調(diào)峰保障能力得到提升。到2035年，云南省擬建成抽水蓄能裝機規(guī)模達800萬千瓦以上，新能源開發(fā)利用更加高質(zhì)高效，電力供應(yīng)保量增質(zhì)。

云南省抽水蓄能發(fā)展還處于起步階段，為有效推動優(yōu)勢抽蓄項目落地，保障云南抽水蓄能高質(zhì)量發(fā)展、穩(wěn)健有序開發(fā)，后期還需加強相關(guān)研究部署。

完善相關(guān)配套機制，促進抽水蓄能健康發(fā)展。緊跟國家政策，因地制宜完善科學(xué)合理、實用性強的抽蓄市場化運營模式和價格機制，促進云南省抽水蓄能健康發(fā)展。包括：建立多元化的投資機制，鼓勵社會資本投資，促進抽水蓄能電站投資建設(shè)市場化；研究完善儲能價格形成機制，探索推進季節(jié)性電價、分時電價等機制；建立健全儲能作為獨立市場主體參與輔助服務(wù)市場機制，提供調(diào)頻、備用等交易品種；探索抽水蓄能電站和新能源等項目協(xié)調(diào)配套投資及運營管理模式，實現(xiàn)項目聯(lián)合優(yōu)化運行，促進優(yōu)勢互補、良性互動，減少資源浪費。

統(tǒng)籌抽蓄布局和關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，夯實發(fā)展基礎(chǔ)。結(jié)合云南省不同地區(qū)電力供需形勢、新能源消納形勢、電價承受能力等，合理確定各類儲能中長期發(fā)展規(guī)模、應(yīng)用場景和建設(shè)時序，統(tǒng)籌優(yōu)化抽水蓄能建設(shè)布局。同時，根據(jù)云南省抽蓄資源特點及建設(shè)條件，超前部署抽水蓄能建設(shè)技術(shù)攻關(guān)，在復(fù)雜地質(zhì)條件下的抽水蓄能電站洞室穩(wěn)定關(guān)鍵技術(shù)、抽水蓄能電站庫盆防滲關(guān)鍵技術(shù)方面取得突破，為云南復(fù)雜地質(zhì)條件下抽水蓄能開發(fā)建設(shè)掃清障礙。

做好各環(huán)節(jié)的要素保障，推動抽水蓄能穩(wěn)步發(fā)展。加強抽水蓄能開發(fā)項目與國家及云南省其他各項規(guī)劃的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，在開發(fā)布局、開發(fā)強度、重點任務(wù)和發(fā)展方向等方面與國民經(jīng)濟與社會發(fā)展規(guī)劃、國土空間規(guī)劃、生態(tài)保護紅線等上位規(guī)劃和重大政策戰(zhàn)略相適應(yīng)，推動規(guī)劃有效落地實施。（作者系中國電建集團昆明勘測設(shè)計研究院有限公司副總經(jīng)理兼總工程師朱國金；中國電建集團昆明勘測設(shè)計研究院有限公司副總工程師向軍）