水風光一體化開發探新路
來源：經濟日報
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發布時間：2023-06-03
上圖為今年迎峰度夏期(qi)間，雅礱江兩河口水(shui)電站(zhan)將通過補償調節(jie)，惠(hui)及下(xia)游多座水(shui)電站(zhan)。王小鋒攝（中(zhong)經視覺）
下圖(tu)為雅礱江柯拉光(guang)伏電站全力沖刺投產(chan)發電目標。 賈洪(hong)恩攝(she)（中經視(shi)覺）
相較于“沙戈荒”風光(guang)(guang)(guang)大(da)基地主要依靠(kao)煤(mei)電作(zuo)為(wei)調節電源(yuan)，水(shui)風光(guang)(guang)(guang)一體(ti)(ti)化(hua)是一種更為(wei)清潔的(de)可再(zai)生(sheng)能源(yuan)規模(mo)化(hua)開發(fa)方式。今年(nian)6月份，世界最大(da)的(de)水(shui)光(guang)(guang)(guang)互補電站將(jiang)在水(shui)能和(he)風光(guang)(guang)(guang)資(zi)源(yuan)富集的(de)雅(ya)礱江中游區域(yu)并網發(fa)電。水(shui)風光(guang)(guang)(guang)一體(ti)(ti)化(hua)開發(fa)能發(fa)揮多大(da)綜合效益(yi)？如(ru)何科學有序推進水(shui)風光(guang)(guang)(guang)一體(ti)(ti)化(hua)建設？記者近日走進雅(ya)礱江流(liu)域(yu)尋找(zhao)答案(an)。
新能源開發消納有新解法
在海拔4600米的(de)川(chuan)西(xi)高原(yuan)上(shang)，上(shang)百萬(wan)(wan)塊光(guang)(guang)伏(fu)板迎著太陽發出耀眼的(de)光(guang)(guang)芒(mang)。今年6月份，這(zhe)個(ge)位于四(si)川(chuan)省甘孜(zi)州雅(ya)江縣柯拉鄉(xiang)的(de)光(guang)(guang)伏(fu)電站(zhan)，將(jiang)(jiang)通過輸電線(xian)路接(jie)入不遠處的(de)雅(ya)礱江兩(liang)河口水(shui)電站(zhan)，實現光(guang)(guang)伏(fu)和水(shui)電“打捆”送出，首次將(jiang)(jiang)全球(qiu)“水(shui)光(guang)(guang)互補”項目(mu)規模(mo)提升到百萬(wan)(wan)千(qian)瓦級，以滿足日益增長(chang)的(de)用電需要(yao)。
“今年6月(yue)份至10月(yue)份是迎峰度夏關鍵時(shi)期(qi)(qi)，如果加上(shang)即將投(tou)產的柯(ke)拉(la)光(guang)伏、臘巴山(shan)風電(dian)等新(xin)能源發電(dian)，創(chuang)新(xin)開(kai)展(zhan)雅(ya)(ya)礱江兩河口—柯(ke)拉(la)水光(guang)互補調度運(yun)行，同期(qi)(qi)發電(dian)量預(yu)計還將再增加9億千(qian)瓦時(shi)，雅(ya)(ya)礱江流域清潔電(dian)力保供能力將超過(guo)500億千(qian)瓦時(shi)。這(zhe)個電(dian)量足夠1600萬個家庭全年使用(yong)。”面(mian)對即將到來的夏季用(yong)電(dian)高峰，國(guo)投(tou)集團雅(ya)(ya)礱江公(gong)司集控中心(xin)副(fu)主(zhu)任魏(wei)鵬顯(xian)得(de)更有(you)信心(xin)。
水(shui)風(feng)光(guang)(guang)一(yi)(yi)體(ti)化建設的(de)(de)(de)推進(jin)，有望進(jin)一(yi)(yi)步增強可再生(sheng)能(neng)源保(bao)供能(neng)力和能(neng)源綠色(se)低碳轉(zhuan)型動力。風(feng)電(dian)(dian)、光(guang)(guang)伏(fu)靠天吃飯，具有隨(sui)機性(xing)、間歇性(xing)和波(bo)動性(xing)。風(feng)電(dian)(dian)一(yi)(yi)般呈現白天出(chu)(chu)(chu)力小、夜晚出(chu)(chu)(chu)力大，冬春秋季出(chu)(chu)(chu)力大、夏季出(chu)(chu)(chu)力小的(de)(de)(de)特點；光(guang)(guang)伏(fu)則白天出(chu)(chu)(chu)力大夜晚無出(chu)(chu)(chu)力。新能(neng)源發(fa)電(dian)(dian)大規模接入電(dian)(dian)網，會對電(dian)(dian)網安全造成(cheng)沖擊。而(er)水(shui)電(dian)(dian)，尤其是具有年調(diao)節大水(shui)庫的(de)(de)(de)電(dian)(dian)站(zhan)，通(tong)過優化調(diao)度和水(shui)電(dian)(dian)機組快速靈活調(diao)節，可將(jiang)隨(sui)機波(bo)動的(de)(de)(de)風(feng)電(dian)(dian)、光(guang)(guang)伏(fu)發(fa)電(dian)(dian)調(diao)整(zheng)為(wei)平滑(hua)、穩(wen)定的(de)(de)(de)優質電(dian)(dian)源，有效破解(jie)風(feng)能(neng)、太陽能(neng)開發(fa)難題(ti)。
國(guo)投集團雅(ya)礱江公司兩河口管理局(ju)局(ju)長王金國(guo)介紹，拿柯拉水(shui)(shui)光(guang)(guang)互補(bu)項(xiang)目來說，兩河口水(shui)(shui)電(dian)(dian)站(zhan)(zhan)的(de)(de)水(shui)(shui)輪發(fa)電(dian)(dian)機組可以根(gen)據光(guang)(guang)伏(fu)電(dian)(dian)站(zhan)(zhan)出力變化，實時調(diao)整，將水(shui)(shui)電(dian)(dian)和光(guang)(guang)伏(fu)發(fa)電(dian)(dian)“捆綁”在一起，形成穩定的(de)(de)電(dian)(dian)力接(jie)入電(dian)(dian)網。兩河口水(shui)(shui)電(dian)(dian)站(zhan)(zhan)擁有四川省最大的(de)(de)水(shui)(shui)庫，可以把自(zi)上游來的(de)(de)水(shui)(shui)都存(cun)在水(shui)(shui)庫里(li)，想發(fa)多(duo)少電(dian)(dian)就(jiu)放多(duo)少水(shui)(shui)，平抑光(guang)(guang)伏(fu)電(dian)(dian)站(zhan)(zhan)發(fa)電(dian)(dian)功率(lv)的(de)(de)波動。
水(shui)(shui)電像一(yi)(yi)根強有力的(de)(de)杠(gang)桿，撬動更多(duo)的(de)(de)新能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)開(kai)(kai)發。“一(yi)(yi)般常(chang)規水(shui)(shui)電可(ke)(ke)配套開(kai)(kai)發相當于自身(shen)裝機規模(mo)1倍(bei)至(zhi)1.5倍(bei)的(de)(de)新能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)，抽水(shui)(shui)蓄(xu)(xu)能(neng)(neng)可(ke)(ke)將這一(yi)(yi)數值提升(sheng)到3倍(bei)至(zhi)4倍(bei)。”國投(tou)集團雅(ya)(ya)礱(long)江公司(si)總經理郭緒元(yuan)說，雅(ya)(ya)礱(long)江干流常(chang)規水(shui)(shui)電技術可(ke)(ke)開(kai)(kai)發容量(liang)約(yue)3000萬千瓦(wa)，水(shui)(shui)庫(ku)總庫(ku)容大，抽水(shui)(shui)蓄(xu)(xu)能(neng)(neng)站點眾多(duo)，調(diao)節性(xing)能(neng)(neng)優(you)異，流域光(guang)伏(fu)風(feng)(feng)電資源(yuan)(yuan)豐富(fu)，可(ke)(ke)形成總規模(mo)超(chao)1億千瓦(wa)的(de)(de)水(shui)(shui)風(feng)(feng)光(guang)互補綠色清潔可(ke)(ke)再生能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)示范(fan)基地。
水(shui)(shui)(shui)風光一體(ti)化開發(fa)還(huan)可(ke)(ke)提(ti)高已(yi)有輸(shu)電(dian)通(tong)(tong)道(dao)利(li)用率(lv)(lv)，促進電(dian)網(wang)電(dian)源同步(bu)規劃建(jian)設(she)。國投集(ji)團雅(ya)礱江公(gong)司(si)戰略(lve)發(fa)展部(bu)主任周永表(biao)示(shi)，雅(ya)礱江流域已(yi)建(jian)水(shui)(shui)(shui)電(dian)項(xiang)目配套(tao)建(jian)設(she)了特高壓輸(shu)電(dian)通(tong)(tong)道(dao)，可(ke)(ke)利(li)用通(tong)(tong)道(dao)富余容量(liang)帶動(dong)周邊新能源開發(fa)，大幅(fu)提(ti)高輸(shu)電(dian)通(tong)(tong)道(dao)利(li)用率(lv)(lv)，減少建(jian)設(she)成本。同時，基(ji)地內新建(jian)水(shui)(shui)(shui)電(dian)、抽(chou)蓄項(xiang)目可(ke)(ke)推動(dong)新輸(shu)電(dian)通(tong)(tong)道(dao)建(jian)設(she)，破解制(zhi)約風光新能源開發(fa)的送(song)出消(xiao)納(na)難(nan)題(ti)。
2023年4月份，國(guo)家能源(yuan)局印(yin)發(fa)的《2023年能源(yuan)工作指導意見(jian)》提出，推動主要流(liu)域(yu)(yu)水風(feng)(feng)光一體化(hua)規劃，建(jian)設雅礱(long)江(jiang)、金沙江(jiang)上游(you)等流(liu)域(yu)(yu)水風(feng)(feng)光一體化(hua)示(shi)范基(ji)地。專家表(biao)示(shi)，以社會成本最優模式開發(fa)雅礱(long)江(jiang)流(liu)域(yu)(yu)風(feng)(feng)光新能源(yuan)，可(ke)(ke)以更好地協同網源(yuan)建(jian)設，實(shi)現全流(liu)域(yu)(yu)水風(feng)(feng)光一體化(hua)優化(hua)調度，并為(wei)全國(guo)主要流(liu)域(yu)(yu)水風(feng)(feng)光一體化(hua)開發(fa)建(jian)設提供可(ke)(ke)借(jie)鑒、可(ke)(ke)復(fu)制、可(ke)(ke)推廣的經驗。
選擇條(tiao)件合(he)適(shi)流域優先開發(fa)
目前，水風光(guang)一體(ti)化示范基地尚(shang)處于探索階(jie)段。早在2015年，裝機85萬千瓦(wa)的龍羊峽水光(guang)互補光(guang)伏電站全(quan)部(bu)建(jian)成并網發電。2016年11月(yue)份(fen)，通過該(gai)電站實現了青(qing)海清潔(jie)能源(yuan)首次跨區外銷(xiao)。
有了(le)龍羊峽的范本，不少流域都(dou)打起了(le)水(shui)風光(guang)(guang)(guang)互補(bu)發展(zhan)的主意(yi)。但直到(dao)2022年7月份雅礱江水(shui)光(guang)(guang)(guang)互補(bu)項目——柯拉光(guang)(guang)(guang)伏電站(zhan)開工，才再次刷新了(le)水(shui)光(guang)(guang)(guang)互補(bu)電站(zhan)規模的世界紀(ji)錄。
以(yi)此為起點，雅礱江流域水風(feng)(feng)光(guang)一體化建(jian)設(she)(she)開(kai)始提速。去年11月(yue)份(fen)(fen)，裝機(ji)117萬千(qian)瓦(wa)的(de)涼山州扎拉山光(guang)伏電站取得備案(an)。12月(yue)份(fen)(fen)，裝機(ji)120萬千(qian)瓦(wa)的(de)兩河口混(hun)合式(shi)抽水蓄能(neng)項目(mu)開(kai)工(gong)建(jian)設(she)(she)，這是(shi)全球(qiu)最(zui)大的(de)混(hun)合式(shi)抽水蓄能(neng)項目(mu)，也是(shi)全國大型(xing)清潔能(neng)源基地(di)中(zhong)首個開(kai)工(gong)的(de)混(hun)蓄項目(mu)。項目(mu)的(de)開(kai)工(gong)建(jian)設(she)(she)，對水風(feng)(feng)光(guang)一體化綜合開(kai)發(fa)具(ju)有示范效應。
水(shui)風光一(yi)體化開(kai)發，水(shui)電(dian)是載體。圍繞水(shui)能開(kai)發，我國(guo)規劃了包括金沙江、雅礱江、大渡河、瀾滄江、怒江、烏江、長江上游、黃河上游等在內的(de)13大水(shui)電(dian)基地。
諸(zhu)多基地中(zhong)如何(he)選擇合適(shi)的流域(yu)優先(xian)開(kai)發？“水(shui)風光(guang)(guang)一(yi)(yi)體(ti)(ti)化的實(shi)質(zhi)，是將流域(yu)水(shui)電(dian)基地升(sheng)級改造為(wei)流域(yu)可再生(sheng)能(neng)(neng)源(yuan)綜合基地。”一(yi)(yi)位業(ye)內(nei)人士告訴記者，首(shou)先(xian)流域(yu)范圍內(nei)風光(guang)(guang)等(deng)新能(neng)(neng)源(yuan)資源(yuan)要(yao)豐富，且(qie)地形(xing)條(tiao)件好、場(chang)址分布集中(zhong)；其次流域(yu)調(diao)節(jie)(jie)能(neng)(neng)力(li)要(yao)強，且(qie)規(gui)劃(hua)新建(jian)水(shui)電(dian)項(xiang)目較多。對于流域(yu)調(diao)節(jie)(jie)能(neng)(neng)力(li)，主(zhu)要(yao)看(kan)水(shui)庫調(diao)節(jie)(jie)庫容和抽水(shui)蓄能(neng)(neng)規(gui)模。如果兩個條(tiao)件都(dou)具備，就適(shi)合先(xian)期開(kai)展水(shui)風光(guang)(guang)一(yi)(yi)體(ti)(ti)化建(jian)設。比(bi)如雅礱江(jiang)、瀾滄江(jiang)、金沙江(jiang)上游等(deng)都(dou)可作為(wei)先(xian)期示范。
為適應水(shui)(shui)風光一體化開(kai)發(fa)(fa)(fa)，新(xin)(xin)建水(shui)(shui)電站在規劃時(shi)也要作出相應調(diao)整。王金國(guo)表示，要重新(xin)(xin)對(dui)規劃水(shui)(shui)電站的裝(zhuang)機容量進行深化研(yan)究(jiu)論證(zheng)，通過優(you)化水(shui)(shui)電站裝(zhuang)機容量來提升(sheng)調(diao)節(jie)能力和(he)電力支撐能力，帶(dai)動更多新(xin)(xin)能源(yuan)開(kai)發(fa)(fa)(fa)。同時(shi)，要研(yan)發(fa)(fa)(fa)互補(bu)調(diao)節(jie)性(xing)能強、安(an)全穩定性(xing)更好的水(shui)(shui)電機組。
對(dui)于(yu)已建(jian)成的水(shui)電(dian)站(zhan)(zhan)，又該(gai)如何挖掘調(diao)節(jie)潛力？“二(er)(er)灘水(shui)電(dian)站(zhan)(zhan)目前發(fa)電(dian)利用小(xiao)時數已經接近6000小(xiao)時，對(dui)于(yu)電(dian)網來說互補調(diao)節(jie)空(kong)間減(jian)少(shao)了。”國投(tou)集團(tuan)雅礱江公司(si)二(er)(er)灘水(shui)力發(fa)電(dian)廠(chang)副廠(chang)長戰永勝(sheng)說，為配(pei)合新能(neng)源(yuan)開發(fa)，如果能(neng)適(shi)時進(jin)行擴容改造，就(jiu)可(ke)(ke)以提高新能(neng)源(yuan)互補的比重，且對(dui)電(dian)網的靈活性(xing)、安(an)全性(xing)、可(ke)(ke)靠性(xing)作出更大貢獻。“不過(guo)擴機將(jiang)增加(jia)電(dian)站(zhan)(zhan)建(jian)設(she)運行成本，需要國家出臺(tai)電(dian)價政策給(gei)予(yu)支持。”
新能源資源配置問題待解
一滴水發18次電，這(zhe)不是科幻故事。
作(zuo)為(wei)西南(nan)地區(qu)唯一(yi)(yi)建成的(de)大(da)型“龍頭水(shui)(shui)(shui)庫”，總庫容超過100億立方米的(de)兩(liang)(liang)河口(kou)(kou)(kou)水(shui)(shui)(shui)庫可(ke)以(yi)(yi)在(zai)(zai)汛期(qi)將上游(you)的(de)洪水(shui)(shui)(shui)儲(chu)存起來，在(zai)(zai)枯水(shui)(shui)(shui)期(qi)放水(shui)(shui)(shui)發電(dian)(dian)(dian)。在(zai)(zai)兩(liang)(liang)河口(kou)(kou)(kou)水(shui)(shui)(shui)電(dian)(dian)(dian)站(zhan)下游(you)，雅礱(long)江、金沙江和長江干流(liu)上共有18座(zuo)水(shui)(shui)(shui)電(dian)(dian)(dian)站(zhan)。通(tong)過兩(liang)(liang)河口(kou)(kou)(kou)超級水(shui)(shui)(shui)庫的(de)補水(shui)(shui)(shui)發電(dian)(dian)(dian)，這(zhe)些水(shui)(shui)(shui)可(ke)惠及(ji)兩(liang)(liang)河口(kou)(kou)(kou)及(ji)下游(you)所有水(shui)(shui)(shui)電(dian)(dian)(dian)站(zhan)，相當于兩(liang)(liang)河口(kou)(kou)(kou)水(shui)(shui)(shui)電(dian)(dian)(dian)站(zhan)汛期(qi)攔(lan)蓄的(de)每一(yi)(yi)滴水(shui)(shui)(shui)，都可(ke)以(yi)(yi)保留到在(zai)(zai)枯水(shui)(shui)(shui)期(qi)發電(dian)(dian)(dian)18次，這(zhe)就極大(da)增強了(le)流(liu)域(yu)水(shui)(shui)(shui)電(dian)(dian)(dian)的(de)調蓄能(neng)力，可(ke)以(yi)(yi)為(wei)整個區(qu)域(yu)內風光新能(neng)源電(dian)(dian)(dian)站(zhan)提供互補調節。
不過，受(shou)制(zhi)于征地移民(min)、收益分(fen)配和電價機制(zhi)等因素，我國(guo)龍頭水(shui)庫(ku)建設速度(du)(du)較(jiao)為(wei)滯后，在一定程(cheng)度(du)(du)上影響(xiang)了水(shui)風光一體化綜合效益的發揮。王金國(guo)透露，西南其余水(shui)電基地的龍頭水(shui)庫(ku)都沒有(you)建成，由于壩高庫(ku)大，龍頭水(shui)庫(ku)投資額巨大，從單(dan)一工程(cheng)建設角度(du)(du)看經濟性較(jiao)差(cha)。需要(yao)出臺補償機制(zhi)等支(zhi)持政策。
新(xin)(xin)能源(yuan)資源(yuan)配置分散化(hua)是水(shui)風光一(yi)體化(hua)的另一(yi)大堵點。當(dang)前(qian)，風電、光伏項目(mu)開(kai)(kai)發建設(she)分保障(zhang)(zhang)(zhang)性規(gui)模、市場化(hua)規(gui)模兩類，每年新(xin)(xin)能源(yuan)新(xin)(xin)增裝(zhuang)機以(yi)保障(zhang)(zhang)(zhang)性規(gui)模為主(zhu)。納入保障(zhang)(zhang)(zhang)性規(gui)模的項目(mu)，采用競(jing)爭(zheng)性配置，由電網企業承擔消納任務。業內人士透露，考(kao)慮到(dao)競(jing)爭(zheng)性配置要求，各省市會將新(xin)(xin)能源(yuan)指標(biao)分拆成很多個小(xiao)項目(mu)，呈(cheng)現出破(po)碎化(hua)開(kai)(kai)發的局面。由于電站業主(zhu)眾多，開(kai)(kai)發進度、開(kai)(kai)發效率、開(kai)(kai)發質(zhi)量等都較難控制。
“最(zui)大(da)(da)的(de)困難在于新能(neng)源(yuan)資(zi)(zi)源(yuan)分配政(zheng)策。”國投(tou)集(ji)團雅礱江(jiang)公司新能(neng)源(yuan)局(ju)局(ju)長高(gao)鵬說，現在風電光(guang)(guang)伏資(zi)(zi)源(yuan)采取市場化配置，各(ge)家企業對于新能(neng)源(yuan)資(zi)(zi)源(yuan)的(de)爭奪非常激烈，大(da)(da)幅增(zeng)加了水風光(guang)(guang)一(yi)(yi)體(ti)化開(kai)發(fa)的(de)難度。目前(qian)，“沙戈荒”大(da)(da)基地多由單一(yi)(yi)主體(ti)牽頭統(tong)籌、多家企業合作共(gong)同開(kai)發(fa)，取得了良好成效，希望在水風光(guang)(guang)一(yi)(yi)體(ti)化基地開(kai)發(fa)中也能(neng)探(tan)索類(lei)似形(xing)式。
聯合(he)調度(du)問題(ti)也是水風(feng)光一體化(hua)的(de)(de)制約因素。隨著風(feng)光等新能(neng)源大(da)(da)量投產，電力能(neng)源結構(gou)發(fa)(fa)生了(le)巨大(da)(da)的(de)(de)變化(hua)。目前水風(feng)光協(xie)同運行沒有(you)成(cheng)熟(shu)的(de)(de)模式(shi)可以借(jie)鑒(jian)，除了(le)雅(ya)礱江外，其余流域(yu)中(zhong)水電站(zhan)呈現多元(yuan)業主開(kai)發(fa)(fa)局(ju)面(mian)，調度(du)協(xie)調、信息(xi)共享存在困(kun)難，如何結合(he)當前能(neng)源結構(gou)、用(yong)電形勢(shi)，優化(hua)開(kai)展梯級(ji)水庫聯合(he)調度(du)，最大(da)(da)化(hua)發(fa)(fa)揮(hui)水風(feng)光一體化(hua)運行效益，仍面(mian)臨較大(da)(da)的(de)(de)挑戰。
專家表示，水(shui)風(feng)光(guang)一(yi)體(ti)(ti)(ti)化(hua)建設(she)不僅需要國(guo)家層面(mian)政策引(yin)領、統一(yi)規劃，也需要地(di)方和電網公司分別(bie)在風(feng)光(guang)資源獲取、水(shui)風(feng)光(guang)一(yi)體(ti)(ti)(ti)化(hua)調度管理方面(mian)給予支持，以便(bian)更好地(di)支撐水(shui)風(feng)光(guang)一(yi)體(ti)(ti)(ti)化(hua)運(yun)(yun)行(xing)實(shi)踐(jian)，探索可復制的(de)一(yi)體(ti)(ti)(ti)化(hua)運(yun)(yun)行(xing)模(mo)式，推動全面(mian)發(fa)揮不同清潔能源的(de)協同作(zuo)用，助力早日實(shi)現“雙碳”目標。