4.1因地制宜的工程項目
在工程建設領(lǐng)域,抽水蓄能電站的建造成本與地形、地質(zhì)、水文、運行限制、連接點(diǎn)電網(wǎng)要求等站點(diǎn)條件息息相關(guān),即便是同一區域不同項目采用的技術(shù)方案也不盡相同。
因此,幾乎不存在完全同樣的抽水蓄能工程,項目均需要實(shí)施專(zhuān)項研究以評估技術(shù)特征、建造成本和可能的社會(huì )環(huán)境影響,除此之外,還要投入大量精力推動(dòng)項目實(shí)施、環(huán)境許可等工作,加大了工程建設復雜性。相比之下,熱電廠(chǎng)或電池儲能建設流程則更為簡(jiǎn)單。
而項目專(zhuān)項研究成果質(zhì)量不僅影響工程的技術(shù)和經(jīng)濟可行性,更對工程執行過(guò)程中的風(fēng)險水平產(chǎn)生直接影響。
對于有的發(fā)電方式和技術(shù)而言,一些政策和激勵措施可在中長(cháng)期維度上有效降其建設成本。但鑒于傳統抽水蓄能電站的低標準化水平,這些激勵措施對他們的建造成本并無(wú)太大改善。
4.2建設投資
無(wú)論是新建常規水電站或抽水蓄能電站,土建施工在項目總工程量中都占有較大比例(一般占總投資額的60%-70%),因此地質(zhì)、地形和水文等站點(diǎn)條件對電站總體布置、相關(guān)成本和建設周期有顯著(zhù)影響。同時(shí),較長(cháng)的建設周期也會(huì )導致各項工程成本面臨通貨膨脹等未知因素。
與常規水電站一樣,根據設計布置方案差異,抽水蓄能電站建設包含相當工作量的地下施工作業(yè),工程建設也更大程度地暴露在地質(zhì)風(fēng)險中。適當的實(shí)地研究和現場(chǎng)調查可以降低風(fēng)險并可對工程實(shí)施優(yōu)化設計,但并不是所有的問(wèn)題或缺陷都能在研究中得以預見(jiàn),因此對比其他工程,抽水蓄能項目建設面臨著(zhù)更大的不確定性以及偏離計劃的可能性。
據DoE (2019), NREL (2012), EPRI (1990), Deane (2010)和IRENA (2010)的調查和統計,美國和歐洲抽水蓄能電站的造價(jià)通常在1,000-3,500美元/千瓦之間,造價(jià)差異的主因是由站點(diǎn)條件和設計方案差異。
數額巨大的建造成本和自身屬性使抽水蓄能電站常常成為規模經(jīng)濟工程,人們也更青睞于大型項目建設。在中國、日本和美國,裝機容量超過(guò)500MW的抽水蓄能電站總和分別占各國抽水蓄能電站裝機總量的90%、95%和87%。
初始投資數額大、投資回報周期長(cháng),意味著(zhù)抽水蓄能電站需要具備高度穩定的收入回報流,才能引導該領(lǐng)域的投資和發(fā)展。
另外一方面,與常規水電站一樣,抽水蓄能電站建成后擁有很長(cháng)的壽命周期,電站主體結構可使用100年以上。
4.3項目建設周期
考慮到項目工作的復雜性、取證及相關(guān)受讓流程,抽水蓄能電站在實(shí)施前需要相當長(cháng)的一段時(shí)間進(jìn)行可行性研究及取得相關(guān)許可。根據EPRI(1990,P2-21),這個(gè)周期約為6年,根據各站點(diǎn)功能和各國許可、受讓流程的不同,存在個(gè)別差異。
項目的常規建設周期約5年,同樣,依據項目風(fēng)險、規模、工程特點(diǎn)和地質(zhì)條件不同存而在個(gè)體差異。建設期間,需要完成為電站量身打造大型機電設備的制造、運輸和安裝以及大規模的土建工程,許多項目還會(huì )涉及到大量的地下開(kāi)挖作業(yè)。
4.4多目的性工程
在某些區域,抽水蓄能電站除了承擔著(zhù)電網(wǎng)相應功能以外,還具有灌溉、供水、防洪和航運用途。對于私營(yíng)資本運營(yíng)的電站而言,其本就在激烈、嚴格的電力市場(chǎng)環(huán)境中參與競爭,而這種多用途性情況使得電站盈利可行性和操作性變得更為復雜,私營(yíng)投資者承擔了抽水蓄能電站的成本,以上相關(guān)用途的價(jià)值卻難以得到合理體現。
因此,就更廣泛的公共利益而言,Head(2000,P20)建議此類(lèi)項目應由公共資本進(jìn)行可行性研究和操作實(shí)施。
4.5效益的價(jià)值與收益的不可預測性
限制儲能發(fā)展的最大障礙,是在市場(chǎng)設計中無(wú)法對此類(lèi)工程提供的多重功能進(jìn)行合理的價(jià)值體現及補償。在互連環(huán)境中,下列因素也會(huì )影響抽水蓄能電站所提供效益的價(jià)值,例如:
電力結構中的電源和技術(shù);
輸電線(xiàn)路;
天然氣、煤和柴油等燃料的供應和價(jià)格;
風(fēng)能、太陽(yáng)輻射和水文等自然資源的可用性;
經(jīng)濟、技術(shù)發(fā)展和人們行為的改變,包括能源效率、電動(dòng)汽車(chē)、反饋?lái)憫纫蛩厮鶐?lái)的需求;
抽水蓄能電站所發(fā)揮效益的價(jià)值性取決于互連環(huán)境的若干特征,這也給投資和執行者帶來(lái)超出他們管理能力和責任的因素及風(fēng)險。從長(cháng)周期角度來(lái)看,對抽水蓄能電站相關(guān)效益的評估也就更為復雜。
種種不可預測性給開(kāi)發(fā)實(shí)施者帶來(lái)投資風(fēng)險,特別是與前文所述風(fēng)險疊加時(shí),導致抽水蓄能在與其他投資候選項目相比時(shí)吸引力降低。
抽水蓄能電站運營(yíng)形式和服務(wù)的回報估值對電站的裝機容量、可逆式機組的數量和類(lèi)型(如定轉速、變轉速、三機式)等設計和技術(shù)特征有顯著(zhù)影響,從而影響項目的成本、工期和機組性能。
在抽水蓄能電站發(fā)展規模較大的國家,市場(chǎng)盈利模型和合同模式完全地或部分地消除了開(kāi)發(fā)者的投資回報風(fēng)險,他們主要采用的有服務(wù)成本模型(中國、日本、美國和電力市場(chǎng)改革前的法國)或容量機制。
如果抽水蓄能的多重價(jià)值是與降低社會(huì )總成本和系統本身儲能的缺乏相關(guān),那么該技術(shù)或其他儲能技術(shù)的植入最終會(huì )致使其價(jià)值性降低。在此條件下,從長(cháng)遠來(lái)看,與時(shí)間和地域差異相關(guān)的電價(jià)收入也會(huì )變得不確定,這取決于系統的演變和發(fā)展條件。
ANEEL主持的儲能監管提案第一輪公開(kāi)咨詢(xún)已經(jīng)發(fā)布結果;第二輪公開(kāi)咨詢(xún)馬上開(kāi)始,本輪內容將更聚焦于純抽水蓄能電站的監管、盈利等問(wèn)題設計。這個(gè)公開(kāi)咨詢(xún)一共3輪,每輪18個(gè)月,總耗時(shí)54個(gè)月。