中國儲能網(wǎng)訊：第十二屆中國國際儲能大會演講速記如下：
雷一：各位來賓，大家下午好！今天這個會場的最后一個匯報由我給大家?guī)砘趦刹恐齐妰r的抽水蓄能投資回收與價格疏導機制的初步探索。
我的分享分為五方面：第一，抽水蓄能發(fā)展的背景與趨勢。儲能的種類很多，常規(guī)的分類還是把抽水蓄能習慣于歸結為常規(guī)蓄能，像前面很多報告中的壓縮空氣儲能、飛輪儲能等都歸結在新型儲能的范疇之內(nèi)。但是我們?yōu)槭裁催€是對抽水蓄能有一個持續(xù)的關注呢？因為抽水蓄能是目前為止安裝規(guī)模最大的儲能形式，其次，儲能這個產(chǎn)業(yè)里最為頭疼的一個環(huán)節(jié)，就是價格疏導和投資回收的機制問題，儲能能不能進入輸配電價回收的問題，現(xiàn)在抽水蓄能在最新的政策下，會形成一些探索性的東西，我的報告也會圍繞這些內(nèi)容開展。
新型電力系統(tǒng)當中，很大一個問題就是由于新能源的波動性和比例的不斷增長，把常規(guī)的機組和地區(qū)負荷曲線峰谷差拉得更大。抽水蓄能是一項很古老的儲能技術，幾十年前就誕生了，它的原理也比較簡單，就像圖中一樣，一個上水庫，一個下水庫，就是在需要儲能的時候把下水庫的水抽上來，需要釋能的時候就放水發(fā)電。
早期的抽水蓄能主要是解決負荷中心調(diào)峰的問題，但是隨著新能源的發(fā)展，抽水蓄能的作用也將同時肩負調(diào)峰和幫助新能源消納，以及為整個電力系統(tǒng)提供輔助調(diào)節(jié)服務這樣的一些功能。
我們國家抽水蓄能現(xiàn)在發(fā)展的基本情況，首先是規(guī)模，截至到去年6月，我們國家已經(jīng)是世界上規(guī)模最大的抽水蓄能裝機國家，3639萬千瓦，位于世界第一。同時，抽水蓄能在各類儲能中的技術也是最為成熟，成本最低，而且也是最為安全可靠，能夠為電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)提供幾乎所有調(diào)節(jié)需求，包括調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)壓、調(diào)相、黑啟動、旋轉備用、爬坡、備用等。同時它的缺點也比較明顯，建設周期會很長，一般5-8年，選址會受到地質條件的限制，必須要有滿足要求的上下水庫，而且有400米以上的高差。如今在環(huán)保生態(tài)的壓力下，它的選址受限更大。
雖然我們國家抽水蓄能裝機已經(jīng)是世界第一，但是同國外先進的國家相比，特別是和歐洲、美洲和日本相比，比重目前還比較低，2021年抽水蓄能的裝機也僅僅占到了整個電力系統(tǒng)裝機的1.5%。但在一個成熟的電力系統(tǒng)當中，應該是4%-6%這樣的比例規(guī)模，所以說未來我國抽水蓄能電站仍然還存在很大的發(fā)展空間。右邊這張圖是截至2021年6月已經(jīng)投運的抽水蓄能電站的分布，很明顯長三角和珠三角較多，中西部相對來說較少。
雖然是一項古老的儲能技術，但是回顧2021年通過工程實踐，我們在抽水蓄能領域也實現(xiàn)了很多技術的突破。比如說，吉林敦化抽水蓄能電站去年投運，它在我國首次實現(xiàn)了700米超高的水頭。在浙江長龍山抽水蓄能電站，它的水頭甚至達到了756米，5/6號機組的轉數(shù)達到了600轉/分，這些都是創(chuàng)造了世界第一。黑龍江荒溝抽水蓄能電站，采用分數(shù)極路比的繞組技術，也填補了國內(nèi)的技術空白。在廣東陽江抽水蓄能電站，也是去年投運，是我國目前在運的單機容量規(guī)模最大的抽水蓄能機組，單臺機組的規(guī)模達到40萬千瓦。但是這里要補充說明一點，現(xiàn)在只是在運的單機最大規(guī)模是它，這個記錄馬上就要被刷新了，今年開工的浙江另外一座抽水蓄能電站，它的單機容量已經(jīng)達到了42.5萬，已經(jīng)超過它了。
去年投運的還有一座抽水蓄能電站就是河北豐寧抽水蓄能電站，這是目前為止世界上裝機容量最大的一個抽水蓄能電站，達到了360萬千瓦，目前是世界上儲能電站容量的最高記錄。這個儲能電站也是國內(nèi)首次引進了變速機組，為我們國家承辦冬奧會立下了不少的保電功勞。
2021年的時候，國家發(fā)布了《抽水蓄能中長期發(fā)展規(guī)劃》，規(guī)劃到2021-2035年的發(fā)展前景，計劃到2025年，裝機規(guī)模從現(xiàn)在的3600萬增加到6200萬，四年左右時間接近翻一番。到2030年的時候，規(guī)模還要翻一番，達到1.2億千瓦的裝機水平。到2035年，這里雖然沒有規(guī)定裝機容量的預期，但是對整個產(chǎn)業(yè)進行了一個描繪，就是形成一個新能源高比例發(fā)展需求的，技術先進、管理優(yōu)質、國際競爭力強的抽水蓄能現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)，并且培養(yǎng)一批骨干企業(yè)。
從2021年6月份收集到的全國已經(jīng)開工的抽水蓄能電站的分布來看，中部和西部有了明顯的建設規(guī)模，同時在環(huán)京津冀，東北這些風光資源比較豐富，以及福建、廣東、浙江沿海地區(qū)，都有大量的抽水蓄能電站在開工建設。
第二部分，抽水蓄能價格政策機制。
抽水蓄能不同的工況，它的運行方式?jīng)Q定了它的工況，不同的工況也影響著抽水蓄能的功能和收益，有些情況下可能同時有幾種收益存在，它的功能，我們把它主要分為靜態(tài)功能和動態(tài)功能。靜態(tài)功能是調(diào)峰和填谷，動態(tài)功能是面對很多輔助服務調(diào)節(jié)，在這些情況下都會有不同的運行狀態(tài)。在電力系統(tǒng)當中，無非我們都會把它看成兩種形式：一種就是抽水狀態(tài)，就是“電動機+水泵”，從下往上抽水；另外一種狀態(tài)是“水輪機+發(fā)電機”放水發(fā)電。
在全球范圍來看抽蓄的電價機制，我們調(diào)研了日本、法國、英美、德國的情況，總結起來主要包括：純粹的電網(wǎng)經(jīng)營制，就是算作一個電網(wǎng)的資產(chǎn)，或者采用容量租賃制，有一些調(diào)節(jié)需求的發(fā)電企業(yè)也好，負荷也好，電網(wǎng)公司也好，通過支付容量的租賃費給抽水蓄能電站帶來收益。
再來看我國的抽水蓄能電站價格政策。我們對這20年來抽水蓄能電站價格政策進行了梳理。早期在電力市場改革開始之前，抽水蓄能被視為了電網(wǎng)資產(chǎn)的一部分，由電網(wǎng)統(tǒng)一進行運營或者是租賃經(jīng)營，也沒有進行獨立定價，因為那時候電網(wǎng)都是統(tǒng)購統(tǒng)銷。第二個階段，在2014年的時候，有一個文件叫做《關于完善抽水蓄能電站價格形成機制有關問題的通知》，這個通知初步確立了抽水蓄能和電網(wǎng)其他資產(chǎn)要區(qū)別開，有兩部制電價這樣的機制。但是這種機制下，容量電費由電網(wǎng)公司支付給抽水蓄能電站，以及抽水的損耗由電網(wǎng)公司承擔了以后，從哪里回收，并沒有得到解決。
最重要的文件就是到了2021年的時候，隨著633號文（《關于進一步完善抽水蓄能價格形成機制的意見》），該文件明確規(guī)定了要實現(xiàn)兩部制電價的同時，容量電價直接進入輸配電價，電量電價進入現(xiàn)貨市場中，由現(xiàn)貨市場決定。這基本上解決了通過市場來回收不同成本的方式，同時也對抽水蓄能的私有屬性和公有屬性進行了區(qū)分。我們知道，抽水蓄能電站的抽水放電和儲能的存儲放電一樣，是服務于某個特定的用戶也好，電站也好，或者說新能源場站也好，它是具有私有屬性的。而它的一些備用、保障、安全、調(diào)壓、調(diào)頻這些功能是面向整個電力系統(tǒng)的，所以說它更多是一種公有屬性。因此，這個政策的初衷就是將公有屬性納入拿到輸配電價里，大家統(tǒng)一買單，服務于私有的電源或者用戶的屬性，就通過現(xiàn)貨市場去解決。
在這里我們也進行了調(diào)研，截至到去年，我們國家已經(jīng)投運的這些抽水蓄能電站的價格情況，我國的抽水蓄能電站正在經(jīng)歷由單一容量租賃制或者單一的電量制向兩部制轉換的過程當中。主要的電站價格及其疏導機制如右表所示，其中浙江的C1抽蓄電站已經(jīng)實現(xiàn)了兩部制，它的裝機有180萬，容量電價是按照550元左右/千瓦/年。那么，抽水和上網(wǎng)電價大概是4毛和5毛7這樣的價格，這樣的價格剛好可以涵蓋75%的效率，把抽發(fā)損耗這部分成本給涵蓋掉。它的疏導方式就是在華東電網(wǎng)里，由其所能服務的幾家省級電網(wǎng)公司按照比例進行分攤。其他的這些電站多數(shù)是以容量租賃的方式獲得收益，價格有高有低，在300-561元/千瓦/年之間，多數(shù)的抽水蓄能電站的容量電費也是在網(wǎng)公司層面，由相應的省電力公司各自按照一定的比例進行承擔。
在這里有必要提一下633號文的內(nèi)容，針對我們之前抽水蓄能電站的成本疏導比較單一的方式，它給出了電費的疏導策略，規(guī)定從2023年開始，抽水蓄能要實現(xiàn)兩部制電價，其中容量電價用于固定投資的回收，也就是說，我修一座抽水蓄能電站花了一百億，初始投資二十億，容量電價就得保證這二十億的初始投入資本金每年有固定的收益，或者是按照30年、40年能夠回本這樣去收容量電價。容量電價是可以進輸配電價的。此外，電量電價則用來彌補它抽水發(fā)電產(chǎn)生的那部分損耗。
電量電費也將結合我們國家的市場化進程進行疏導。在現(xiàn)貨市場開展之前，抽水蓄能電站是沒有進入現(xiàn)貨市場的。這種情況下，抽水的電量還是由電網(wǎng)公司給，還是可能要進輸配電價，但是電網(wǎng)公司可以進行這部分電量招標，也就是就說不用給這些電量了，這些電量讓棄風棄水的這些電量來抽水。有一些愿意以不高于電網(wǎng)所給的抽水電價電價去抽水的棄風棄光的這些電量，電網(wǎng)是愿意轉讓給它的，那就電網(wǎng)就可以把這部分電量拿掉，就不必進入輸配電價了。那么現(xiàn)貨市場開啟后，抽蓄進入現(xiàn)貨市場當中，就是現(xiàn)貨市場價差盈利的方式。電網(wǎng)完全不用承擔抽水發(fā)電的損耗了，抽水蓄能抽水和放電的價差如果有利潤，利潤的80%還要用來疏導進入輸配電價的容量電價部分。這樣就形成了一種反哺機制，雖然由輸配電價去負擔它的容量電價，但是由于這種疏導機制的存在，不至于把輸配電價抬的太高。如果抽水蓄能同時參與其他有償?shù)妮o助服務獲得收益，其80%也是要在下一個核定周期的時候進行相應的扣減，它的作用也是一樣，就是希望可以盡量少的抬高輸配電價。
第三，抽水蓄能容量電價定價模型。
按照633號文的規(guī)定，抽水電站建設成本的20%作為資本金，容量電價按照資本金內(nèi)部收益率6.5%來進行核定，還款周期是25年，這個內(nèi)部收入率法也是比較成熟的分析方法了，可以通過分析每一年抽水蓄能電站的支出和收益進行核價計算。在支出方面，我們把建設費用按照最后的殘值抵償了之后，折舊到每一年里去，同時考慮它還需要支付每一年的運維費用、大修費用，以及20%的資本金之外的銀行貸款還款。同時，還需要支付一些稅費，包括13%的增值稅，0.5%的附加稅，以及企業(yè)所得稅。
在收益方面，容量電價的核定只考慮容量收益，在頭三年，就是抽水蓄能電站才建好的時候，就只有容量收益，我們這里就考慮它只有容量收益，P就是它的容量價格。經(jīng)過三年之后，新的監(jiān)管周期開始，需要重新核定容量電價，就需要把前一個生產(chǎn)周期當中已經(jīng)獲得的容量電價收益，再加這三年上輔助服務市場和電力現(xiàn)貨市場獲得收益的80%作為前面三年已經(jīng)獲得的容量電價收益，并據(jù)此來核定新的監(jiān)管周期的容量電價。
（圖示）以去年某一個投運的抽水蓄能為例來進行核算，這個電站裝機有140萬千瓦，4臺35萬千瓦的機組，工程的總投資是77.8億元，那么，根據(jù)自有資本金20%，貸款25年，利率4%，等額本息還款方式，40年后殘值按5%設定，基本情況如左邊這個圖所示。同時我們也同時調(diào)研了抽水蓄能電站所在地區(qū)其他已經(jīng)運營的抽水蓄能電站的運行費用，也估算出來了它在運行維護方面所需要的每年材料費用、管理人員的費用、項目的保險費用、電站的評測費用，以及大修所需要花的費用，如中間的表所示。我們把它代入到前面的模型中，就可以核算出來，它初步的容量電價大概是423元/千瓦/年，投資回收期是22.7年。
（圖示）我們再來看它對輸配電價的影響，如果由它所在的省電力公司來單獨承擔它的成本，這個省每年的工商業(yè)電價如果是732億度，那么我們把423的價格乘以裝機容量，乘以140，再除以電量，就可以算出來它大概就是把輸配電價抬高0.8分左右。當然，這只是它的容量電價部分，如果再加上抽水損耗，大概投運一座抽水蓄能電站，基本上就是把輸配電價抬高1分這樣的水平。不過，如果該省工商業(yè)電量較大，抬高的輸配電價幅度會按比例減少。
剛才核定的是臨時容量電費，我們假設它運營了三年，在這三年當中，該抽水蓄能電站勵精圖治，積極去參與現(xiàn)貨市場和輔助服務市場，并且每年都獲得了很多額外收益，就如上面的表所示，那么這些收益的80%在三年之后重新核定它的容量電費的時候就會計算到已經(jīng)獲得的容量電價里去。根據(jù)這種算法，我們來推算在第二個監(jiān)管周期重新核定容量電價的時候，算出來就是409.5元/千瓦/年，這也是按照633號文規(guī)定，讓抽水蓄能電站更多去參與現(xiàn)貨市場和輔助服務市場，來緩解它對輸配電價的抬升作用的意圖之所在。
我們也做了一些容量電價的靈敏度分析，其中最大的影響因素是電站的建設成本，它的建設成本是在4500-7500元/千瓦變化的時候，容量價格區(qū)間是在360-550元/千瓦/年；貸款利率也會有一定的影響，在2%-6%之間變化時，價格會在380-440元/千瓦/年的區(qū)間變化；運維費率的影響與貸款利率相近，就是說它的運維費率是20元/千瓦/年到60元/千瓦/年之間時，它的容量電費是在400-440元/千瓦/年。但是人工費影響相對比較小，一般一個抽水蓄能電站的定編是25-30人左右，但是靈敏度分析的結果，12人和36人之間變化的時候，電價影響不大，所以有必要適當多配一些市場技術人員，多多發(fā)揮他們的智慧，讓抽水蓄能電站在現(xiàn)貨市場上去盈利。
第四部分，兩部制電價疏導案例分析。
（圖示）右上角的圖就是我們根據(jù)現(xiàn)有的文件梳理出來的抽水蓄能電費疏導方式，對電網(wǎng)公司而言，承擔的大量抽水蓄能電站成本（主要是容量電費和抽發(fā)損耗）需怎么疏導呢？我們來看，在這些抽水蓄能電站的電費被疏導之前，需要被輸配電價承擔的費用第一就是抽水的抽發(fā)損耗支出，因為抽水和發(fā)電需要有損耗，所以抽發(fā)的損耗需要進入輸配電價。另外就是沒有經(jīng)過疏導的容量電費。其中抽發(fā)損耗的電量電費在現(xiàn)貨市場起來之前，可以通過抽水電量招標把它甩掉一部分。在現(xiàn)貨市場起來之后，可以全部由現(xiàn)貨市場承擔，就不會沒有任何成本。而容量電費呢，633號文規(guī)定，它可以向特殊電源去出租它的容量，收取容量租賃費，主要其實也就是面向風電和光伏這樣的新能源場站。同時，電量現(xiàn)貨市場獲得利潤的80%和輔助服務市場獲得利潤的80%，也會計入到容量電費收益里抵消進入輸配電價的那部分容量電費。所以，最終進入到輸配電價當中的金額就是剩余的抽水電費加上疏導之后的容量電費，它的理論依據(jù)也都有相應的政策文件。
（圖示）我們根據(jù)一個例子進行了研究，以某個區(qū)域電網(wǎng)公司為例，它下面有四個省電力公司，現(xiàn)在區(qū)域的抽蓄裝機規(guī)模是255萬千瓦，預計中期2030年要達到1650萬千瓦，遠期2035年達到2000千瓦。同時，風電和光伏也將大概要增加4倍左右這樣的裝機規(guī)模。它下面有一個A省電力公司，它按照一定比例要分擔區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)抽水蓄能的抽發(fā)損耗成本和容量成本。我們首先來看近期的判斷，在2025年左右，整個區(qū)域電網(wǎng)的抽蓄成本中，可以讓一半的電量通過棄風棄光去抽水。同時，我們覺得因為有很多風電和光伏需要新建，其中40%可以采用容量租賃的方式，租賃的價格假設是350元/千瓦/年。因為要和很多電化學儲能進行競爭，所以說價格可能會低于核定的430元/千瓦/年。A省電力公司在疏導前要承擔9.1億的抽蓄成本/年，疏導后只需要承擔5.75億。這里面有1.52億來自于抽水電量招標，有0.22億來自于輔助服務，有1.61億來自向風光提供容量租賃。抬高輸配電價由1.1分/千瓦時降低至0.69分/千瓦時。
（圖示）2030年的情景預測，區(qū)域電網(wǎng)的抽水蓄能達到1690萬千瓦。在這時候，現(xiàn)貨市場的開啟意味著不用在承擔抽發(fā)電量損耗了。同時，我們覺得新增的光伏和風電如果采用容量租賃的方式，50%都找抽蓄去租賃，還是按照350元/千瓦/年的價格，那么通過向新能源場站的容量租賃，它可以實現(xiàn)有約20億這樣的容量電費收入來用于容量電費的疏導。輔助服務市場，相對來說規(guī)模較少，因為給了它容量電費，還有現(xiàn)貨市場開啟了以后，調(diào)峰的規(guī)模就小了，給了容量電費了之后，調(diào)頻、備用這些其他的輔助服務都是義務性的，所以輔助服務市場當中可能也有大概一點幾億的疏導效果，整體來說大概能夠疏導一半左右。
對于A省電力公司而言，因為現(xiàn)貨市場已經(jīng)開啟了，雖然現(xiàn)貨市場里沒有盈利，但是抽水電量成本全部都已經(jīng)甩出去了，所以就不用承擔抽發(fā)損耗，A省只用按照比例承擔容量電費，可以把成本從18.53億減少到8.67億，其中抽發(fā)損耗在6.18億，通過現(xiàn)貨市場全部都已經(jīng)甩出去了，容量租賃的疏導能夠疏導3.42億，輔助服務能夠疏導2600萬，最后疏導之后達到8.6億的成本。8.67億，它抬高的輸配電價大概就對應著當年的工商業(yè)電量預測，我們覺得它應該把輸配電價抬高0.85分/度這樣的水平，如果不疏導，會把輸配電價抬高將近2分/度電，約1.8分/度電。
（圖示）我們來看遠期的預測，我們覺得這個區(qū)域電網(wǎng)公司在2035年抽蓄規(guī)模達到2000萬。在這個情況下，現(xiàn)貨市場運行已經(jīng)比較成熟了，每度電進入到抽水然后發(fā)電略有盈利，所以這部分賺的錢80%又會疏導容量電價。所以說，在輔助服務市場、現(xiàn)貨電量市場以及容量租賃市場三者共同對容量電費的疏導機制下，我們覺得可以疏導一半以上成本。對于A省，可以把成本從21.93億元降到9億元，其中降低的就是抽發(fā)的7.31億成本全部已經(jīng)沒有了，同時在現(xiàn)貨市場賺的錢當中的80%，就是這1.45億還可以拿來反哺容量電費成本，輔助服務有2900萬，容量租賃疏導有3.88個億。在這樣的疏導機制之后，它抬高的輸配電價可以穩(wěn)定在0.8分/度左右，如果不疏導，將抬高1.94分/千瓦時。
最后，小結。
第一，在電力現(xiàn)貨市場起步前，抽水電量進行招標是有效的電量成本疏導方式。
第二，在電力現(xiàn)貨市場開啟后，抽水蓄能的抽發(fā)損耗將不再進入輸配電價，它的價差盈利還將反哺疏導容量成本，因此現(xiàn)貨市場的成熟尤為重要。
第三，抽水蓄能電站可以向風光新能源場站提供容量租賃服務，既可以減少風光發(fā)電場配置儲能的成本，也便于抽水蓄能成本疏導，也方便調(diào)度的集中調(diào)節(jié)，同時也可以形成一種抽水蓄能同電化學儲能等新型儲能之間良性競爭關系，共同推動技術發(fā)展。
第四，因容量租賃和電量疏導后，抽水蓄能電站參與有償?shù)妮o助調(diào)節(jié)的獲利空間比較少，因此輔助服務市場的作用相對比較小。
第五，各類疏導方式共同作用可以將A省輸配電價提升幅度控制在1分/千瓦時以內(nèi)，電力現(xiàn)貨市場和對新能源場站的容量租賃起到的疏導作用最大。
以上是我的分享，謝謝大家！
