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加快抽水蓄能电站建设速度 支撑新型电力系统构建

来源:南方电网、南方电网报   作者:章鹏   时间:2021-07-21

我国提出2030年前碳排放达到峰值、努力争取2060年前实现碳中和的战略目标,可再生能源将成为能源消费增量主体,并逐步走向存量替代,电力系统面临着既要保障高效消纳、又要保障电力可靠供应的新挑战。新能源大规模并网要求电力系统需要更多的灵活性调节资源来进行发、输、配、变、用的平衡,电网迫切需要重新构建调峰储能体系,构建以新能源为主体的新型电力系统,逐步提升新能源消纳能力。

抽水蓄能是目前应用最成熟、规模最大且较为经济的储能技术,具有调峰、填谷、调频、调相、紧急事故备用等多种功能,运行灵活、反应快速,是电力系统中的特殊电源,是“构建以新能源为主体的新型电力系统”的关键支撑。截至2020年,我国已建抽水蓄能电站32座,在建34座,投产总装机3059万千瓦,在建4605万千瓦,投产总装机约占电源总装机的1.6%,缺口巨大。《南方电网公司建设新型电力系统行动方案(2021—2030年)》中提出:“十四五”和“十五五”期间分别投产500万千瓦和1500万千瓦抽水蓄能,2030年抽水蓄能装机达到2800万千瓦左右。

通常情况下,抽水蓄能电站从预可行研究到全部建成投产要8—10年的时间,这很难适应实现“双碳”目标的需要。如何加快抽水蓄能电站建设速度是目前亟待研究解决的问题,涉及国家政策、基建程序、技术方案等多个方面,需要多方同向发力才能大幅度缩短建设周期。

加快抽水蓄能电站建设速度的必要性和紧迫性

1.对加快抽水蓄能电站建设速度的必要性认识已发生根本性变化。

以往对抽水蓄能电站主要定位为电网调度运行的管理工具,对在加快其建设速度的必要性认识上总体要求不高,按部就班即可。但在构建新型电力系统的目标下,2030年非化石能源消费比重将达到25%左右、风电和太阳能发电总装机容量将达到12亿千瓦以上,可再生能源的间歇性和随机性给电力系统的电力电量平衡带来了巨大的挑战,电力系统储能需求巨大。已有的化学储能、物理储能和电磁储能等大规模储能技术中,综合技术和经济比较,当前乃至今后较长一段时期,只有抽水蓄能技术相对成熟,加快抽水蓄能电站建设速度的必要性已成为共识。

2.加快抽水蓄能电站建设速度的紧迫性日趋强烈。

2021年2月中旬,受极端寒冷天气影响,美国得克萨斯州发生大规模停电事故,大约400万户居民在零下十几摄氏度的寒潮下无电可用。导致此次得州大规模断电的直接原因是极端气候引发的电网供需失衡,一方面电力需求急剧上升,另一方面,极低气温导致电网主要依赖的天然气、风电等发电来源中断。在此次事件中,极端天气对新能源发电的影响备受关注,同时也从侧面揭示了在构建新型电力系统时加快抽水蓄能电站建设速度的紧迫性要求,事关新型电力系统的安全稳定运行。

加快抽水蓄能电站建设速度的几点思考

1.抽水蓄能电站站点资源储备工作亟待加强。

虽然国家对抽水蓄能资源开展了多次普查,但面对新的要求,资源储备仍不足,将会制约抽水蓄能电站的建设速度。以广东省为例,已开展了8次较大规模的资源普查,筛选了数十个站点,并按近期开发、远期备选和远期保留进行了分类,但受征地红线、自然保护区、基本农田等因素制约,可以落地的站点有限,现有项目难以支撑发展目标。基于抽水蓄能电站资源的特殊性,每次普选总会遗漏一些站点,为此建议加快资源普查滚动修编的速度。同时随着对源网荷储、多能互补等研究工作的推进,中小型抽水蓄能电站也会有建设需求,国家目前尚无中小型抽水蓄能电站资源普查的相关政策,需要尽快出台政策并落地,前瞻性地做好资源储备。

2.抽水蓄能电站基建程序亟待优化。

目前复杂的基建程序对抽水蓄能电站建设速度影响极大。2021年5月,国家发展改革委发布《关于进一步完善抽水蓄能价格形成机制的意见》,解决了影响抽水蓄能发展速度的最大制约因素,但受基建程序制约,前期准备工作尚需较多时间。抽水蓄能电站主体工程开工(厂房第一层开始开挖)前,需要开展大量的勘测设计专题研究、行政审批和前期准备工程施工,一般需2—3年时间。2014年项目核准权限下放到省级政府,核准流程相对简化,但还是存在其他较多复杂的流程,存在大量的前期准备工程如何立项的困惑。如何优化流程,需要政府、行业主管部门、企业等各方引起重视,共同努力,找出问题,推动相关工作程序的改进完善。

3.抽水蓄能电站施工进度亟待精细化管控。

主体工程开工后的施工时间较长,以往项目对建设进度未有迫切需求,施工进度安排主要是参考类似工程经验数据,管控较为粗放,施工方法也较为传统,主厂房开挖至首台机组发电时间一般在55个月左右。面对抽水蓄能电站跨越式发展的需求,有必要对其建设过程中影响建设速度的各种因素进行梳理和分析,找到科学合理的应对措施,从而在确保工程安全质量的前提下,加快其建设速度。

展望

新型电力系统的构建,赋予了抽水蓄能新的内涵和使命,抽水蓄能电站将会由过去在电力系统中的配角转变为主角之一。抽水蓄能建设者要乘势而为、不辱使命,通过努力,多措并举,在确保工程安全质量的前提下,千方百计加快抽水蓄能电站建设速度,为支撑构建新型电力系统、保障国家能源安全、促进清洁低碳转型和建设美丽中国作出更大贡献。

(作者章鹏 为调峰调频公司工程建设管理分公司专家)

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