[摘 要] 完全電力市場(chǎng)條件下抽水蓄能電站的建設(shè)管理是業(yè)內(nèi)人士關(guān)注的重點(diǎn)。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)考察，對(duì)實(shí)行完全電力市場(chǎng)的澳大利亞南澳大利亞州抽水蓄能電站項(xiàng)目開發(fā)環(huán)境進(jìn)行研究，供有關(guān)方面參考。

[關(guān)鍵詞] 澳大利亞 抽水蓄能 開發(fā) 環(huán)境

陳宏宇 陳同法(國(guó)網(wǎng)新源控股有限公司 北京 100761)

澳大利亞及南澳大利亞州概況

澳大利亞聯(lián)邦位于南太平洋和印度洋之間，面積 769.2 萬(wàn)平方公里，電力系統(tǒng)總裝機(jī)約 47000MW, 最高負(fù)荷約為 35000MW。其中燃?xì)鈾C(jī)組約占 21%，水電約占 4%，風(fēng)電約占 1%，其余為常規(guī)火電，約占 74%。

澳大利亞全國(guó)分為 6 個(gè)州和兩個(gè)地區(qū),目前尚未形成全國(guó)電網(wǎng)。除北部地方無電網(wǎng)外，各州都有州電網(wǎng)，多分布在沿海地 200km 的帶狀區(qū)域。各州內(nèi)電網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)營(yíng)，州間有弱聯(lián)接。

南澳洲是澳大利亞面積第四大州，全州面積 98.4 萬(wàn)平方公里，人口約 150 萬(wàn)。首府阿德萊德，人口約 100 萬(wàn)。

南澳州總裝機(jī)約 3000MW，其中風(fēng)電約 24%，燃?xì)鈾C(jī)組約占 49%，煤電約占 23%。系統(tǒng)內(nèi)燃?xì)鈾C(jī)組比重大且運(yùn)行成本較低，是系統(tǒng)的主要調(diào)峰電源。

南澳州開發(fā)抽水蓄能項(xiàng)目的政策環(huán)境

(1)南澳州電力系統(tǒng)的發(fā)展需要抽水蓄能支持

2013 年南澳洲風(fēng)電裝機(jī) 1202.85MW，占系統(tǒng)裝機(jī)容量的 24%，對(duì)電網(wǎng)造成了嚴(yán)重沖擊。由于調(diào)峰能力局限而又沒有必要的儲(chǔ)能手段，2013 年棄風(fēng)電量高達(dá) 25%，既嚴(yán)重影響本地區(qū)風(fēng)電效益，又影響了電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

南澳洲夏季炎熱負(fù)荷需求較大，而風(fēng)電出力是冬季大夏季小，季節(jié)性供需矛盾突出。就日內(nèi)過程而言，下午至上半夜風(fēng)出力小，但需求量大，后半夜至上午風(fēng)出力大，需求量卻變小，供需矛盾也十分突出。這種矛盾帶來了電力市場(chǎng)的電價(jià)大幅波動(dòng)，波動(dòng)范圍從-1 澳元/KWh 到 13 澳元/KWh(1 澳元約相當(dāng)于 5.5 人民幣元)。

根據(jù)控制碳排放的有關(guān)政策，南澳州目前一直在逐步關(guān)停火電站并大力發(fā)展風(fēng)電等新能源，規(guī)劃 2030 年風(fēng)電裝機(jī) 2660MW。

澳大利亞天然氣資源十分豐富，當(dāng)前承擔(dān)南澳州網(wǎng)內(nèi)調(diào)峰、緊急事故備用的機(jī)組主要是燃?xì)鈾C(jī)組。但是根據(jù)有關(guān)資料，近年來燃?xì)鈾C(jī)組的利用小時(shí)數(shù)急劇下降，部分電站接近關(guān)停。特別是天然氣漲價(jià)趨勢(shì)日益明顯，需要發(fā)展新的調(diào)峰、調(diào)頻形式。

建設(shè)抽水蓄能電站可以解決風(fēng)電日內(nèi)和年內(nèi)出力過程與需求不匹配的矛盾，有效緩解系統(tǒng)內(nèi)調(diào)峰、調(diào)頻困難，促進(jìn)南澳洲的風(fēng)電發(fā)展。目前南澳洲風(fēng)電在電力系統(tǒng)中已經(jīng)飽和，如果沒有抽水蓄能電站配合，實(shí)現(xiàn)規(guī)劃的 2030 年風(fēng)電容量 2660MW 十分困難。

另根據(jù) AEMO(Australian Energy Market Operator)的預(yù)測(cè)，2020 和 2030 年南澳的最大負(fù)荷將達(dá)到 4500MW 和 5300MW,規(guī)劃裝機(jī)容量分別為 7108MW 和 8934MW，其中火電裝機(jī)容量 4402MW 和 5361MW, 風(fēng)電為 2177MW 和 2660MW，其它為地?zé)岷退姟；痣姌?gòu)成中燃?xì)怆娬菊既种济汉筒裼驼既种弧?jù)測(cè)算，2020-2030 年，南澳州電網(wǎng)投入 200MW 左右的抽水蓄能電站才能解決調(diào)峰和穩(wěn)定運(yùn)行問題。

綜上所述，南澳州電力系統(tǒng)的發(fā)展需要有抽水蓄能支持——建設(shè)抽水蓄能電站，將為風(fēng)電等新能源的持續(xù)發(fā)展開辟更大的空間。

(2)政策環(huán)境不支持在現(xiàn)階段投資建設(shè)抽水蓄能電站

澳大利亞電力系統(tǒng)的交易經(jīng)營(yíng)為完全電力市場(chǎng)，在 Australian Energy Regulator(AER)監(jiān)管下，由 AEMO 負(fù)責(zé)調(diào)度運(yùn)行。其中，發(fā)電商和電力用戶在電力市場(chǎng)中自主決策，輸、配電網(wǎng)的經(jīng)營(yíng)者接受重點(diǎn)監(jiān)管。

在完全電力市場(chǎng)中，政府不能直接干預(yù)電力市場(chǎng)，不能直接向抽水蓄能電站提供特殊的優(yōu)惠政策，抽水蓄能電站只能在市場(chǎng)中根據(jù)現(xiàn)有的交易規(guī)則獲取收益。抽水蓄能可能的收益主要包括兩個(gè)方面：一是低谷抽水、高峰發(fā)電獲取電費(fèi)差額收益，二是獲取輔助服務(wù)的報(bào)酬。

根據(jù)測(cè)算，雖然低谷電價(jià)接近于 0(最低值為-1 澳元/kwh)，高峰電價(jià)高達(dá) 13.1 澳元/kwh，但是高峰刻非常短暫，并且抽水蓄能電站投入后高峰時(shí)段的電價(jià)很可能大幅降低，因此依靠調(diào)峰填谷獲取電費(fèi)差彌補(bǔ)抽水蓄能電站的投資和運(yùn)營(yíng)成本的困難比較大。

澳大利亞電力市場(chǎng)對(duì)提供輔助服務(wù)的發(fā)電商給予補(bǔ)償。這些輔助服務(wù)主要包括調(diào)頻、緊急事故備用、黑啟動(dòng)等(不包括調(diào)相，調(diào)相被視為電廠的應(yīng)盡義務(wù))。但是，輔助服務(wù)費(fèi)用僅占電力市場(chǎng)交易額的很小份額(約為 1%)。

另外，與 AER 與 AEMO 等電力管理部門溝通過程中，感受不到其對(duì)抽水蓄能電站的明顯支持。

鑒于上述，抽水蓄能電站在澳大利亞電力市場(chǎng)中競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)，而又幾乎沒有與電網(wǎng)捆綁的可能性，因此，澳大利亞南澳州的政策環(huán)境暫不適宜投資建設(shè)抽水蓄能電站。

(3)高鹽水質(zhì)是制約南澳州抽水蓄能電站的重要技術(shù)問題

澳大利亞是全球最干燥的大陸，境內(nèi)河流含鹽量普遍比較大。絕大多數(shù)可供選擇的站址水質(zhì)含鹽量都較高，是制約南澳州抽水蓄能電站的重要技術(shù)問題。

具體站址工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件評(píng)析

以南澳州首府阿德萊德西北部有某 B 站點(diǎn)為例。

該站點(diǎn)下水庫(kù)可利用已建的 B 水庫(kù)。如前文所述，高鹽水質(zhì)是制約工程建設(shè)的重要技術(shù)問題。為了便于對(duì)問題進(jìn)行較為全面的認(rèn)識(shí)，現(xiàn)排除高鹽水質(zhì)的影響，就工程建設(shè)的其他影響因素進(jìn)行分析。

B 水庫(kù)建于 1921 年，為一供水水庫(kù)，多年調(diào)節(jié)。壩址集水面積 136km2 ，入庫(kù)徑流量不詳。現(xiàn)狀年農(nóng)業(yè)供水 10 萬(wàn) m3 ，并作為下游 50000 人小鎮(zhèn)和一座鋼廠的備用水源。

根據(jù)現(xiàn)有資料，B 抽水蓄能電站站址無制約項(xiàng)目成立的重大地質(zhì)問題,可裝機(jī) 100MW。上水庫(kù)正常蓄水位 307.5m，調(diào)節(jié)庫(kù)容約 240 萬(wàn) m3。主壩壩頂長(zhǎng)度 235m，最大壩高 60m。下水庫(kù)采用已有的 B 水庫(kù),壩頂長(zhǎng)度 301m，最大壩高 31m。上下水庫(kù)水位高差 190.25m。

據(jù)測(cè)算，B 抽水蓄能電站靜態(tài)投資約 31 億元人民幣，單位投資 3.1 萬(wàn)元人民幣/千瓦。初步財(cái)務(wù)分析表明，當(dāng)平均發(fā)電電價(jià)為 0.267 澳元/KWh，抽水電價(jià)為 0.020 澳元/KWh，項(xiàng)目全部投資的收益率才能達(dá)到 8%。

實(shí)際上，以 2011 年為例，全年電價(jià)大于 0.100 澳元/KWh 的時(shí)段不足 1%。考慮抽水蓄能電站投入后，電網(wǎng)的峰谷電價(jià)波動(dòng)會(huì)縮小，電價(jià)會(huì)趨于平均，抽水蓄能項(xiàng)目利用峰谷電費(fèi)差額獲取收益的空間會(huì)被進(jìn)一步壓縮。

因此可以認(rèn)為，在南澳洲建設(shè)抽水電站采用價(jià)差獲得投資回報(bào)的風(fēng)險(xiǎn)很大。

結(jié)語(yǔ)

(1)南澳州燃?xì)鈾C(jī)組占 49%，是電網(wǎng)中承擔(dān)調(diào)峰、緊急事故備用任務(wù)的主要電源。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，燃?xì)鈨r(jià)格大幅上漲趨勢(shì)明顯。隨著碳減排要求越來越高，一些燃煤機(jī)組將逐步關(guān)停，解決南澳州電力問題主要靠發(fā)展風(fēng)電等可再生能源。風(fēng)電的特性，需要其與抽水蓄能電站捆綁，因此在南澳州發(fā)展抽水蓄能有空間。

(2)南澳州是缺水地區(qū)，水源條件缺乏，可選擇建設(shè)抽水蓄能電站的地形條件差，具備建設(shè)中型抽水蓄能電站的兩個(gè)水庫(kù)的水源已鹽化，與建設(shè)海水抽水蓄能電站條件相當(dāng)。

(3)從考察情況看，沒有明顯的加大風(fēng)電開發(fā)的跡象和政策法規(guī)環(huán)境。

(4)完全電力市場(chǎng)和輔助功能市場(chǎng)化未必能有效解決抽水蓄能發(fā)展的全部問題。推動(dòng)抽水蓄能的健康發(fā)展，最根本的還是要立足于綜合國(guó)力，立足于能源戰(zhàn)略，立足于發(fā)展的視角。