4.1因地制宜的工程項目
在工程建設領域,抽水蓄能電站的建造成本與地形、地質、水文、運行限制、連接點電網要求等站點條件息息相關,即便是同一區域不同項目采用的技術方案也不盡相同。
因此,幾乎不存在完全同樣的抽水蓄能工程,項目均需要實施專項研究以評估技術特征、建造成本和可能的社會環境影響,除此之外,還要投入大量精力推動項目實施、環境許可等工作,加大了工程建設復雜性。相比之下,熱電廠或電池儲能建設流程則更為簡單。
而項目專項研究成果質量不僅影響工程的技術和經濟可行性,更對工程執行過程中的風險水平產生直接影響。
對于有的發電方式和技術而言,一些政策和激勵措施可在中長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太大改善。
4.2建設投資
無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、地形和水文等站點條件對電站總體布置、相關成本和建設周期有顯著影響。同時,較長的建設周期也會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,工程建設也更大程度地暴露在地質風險中。適當的實地研究和現場調查可以降低風險并可對工程實施優化設計,但并不是所有的問題或缺陷都能在研究中得以預見,因此對比其他工程,抽水蓄能項目建設面臨著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通常在1,000-3,500美元/千瓦之間,造價差異的主因是由站點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,意味著抽水蓄能電站需要具備高度穩定的收入回報流,才能引導該領域的投資和發展。
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、取證及相關受讓流程,抽水蓄能電站在實施前需要相當長的一段時間進行可行性研究及取得相關許可。根據EPRI(1990,P2-21),這個周期約為6年,根據各站點功能和各國許可、受讓流程的不同,存在個別差異。
項目的常規建設周期約5年,同樣,依據項目風險、規模、工程特點和地質條件不同存而在個體差異。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,許多項目還會涉及到大量的地下開挖作業。
4.4多目的性工程
在某些區域,抽水蓄能電站除了承擔著電網相應功能以外,還具有灌溉、供水、防洪和航運用途。對于私營資本運營的電站而言,其本就在激烈、嚴格的電力市場環境中參與競爭,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,私營投資者承擔了抽水蓄能電站的成本,以上相關用途的價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)建議此類項目應由公共資本進行可行性研究和操作實施。
4.5效益的價值與收益的不可預測性
限制儲能發展的最大障礙,是在市場設計中無法對此類工程提供的多重功能進行合理的價值體現及補償。在互連環境中,下列因素也會影響抽水蓄能電站所提供效益的價值,例如:
電力結構中的電源和技術;
輸電線路;
天然氣、煤和柴油等燃料的供應和價格;
風能、太陽輻射和水文等自然資源的可用性;
經濟、技術發展和人們行為的改變,包括能源效率、電動汽車、反饋響應等因素所帶來的需求;
抽水蓄能電站所發揮效益的價值性取決于互連環境的若干特征,這也給投資和執行者帶來超出他們管理能力和責任的因素及風險。從長周期角度來看,對抽水蓄能電站相關效益的評估也就更為復雜。
種種不可預測性給開發實施者帶來投資風險,特別是與前文所述風險疊加時,導致抽水蓄能在與其他投資候選項目相比時吸引力降低。
抽水蓄能電站運營形式和服務的回報估值對電站的裝機容量、可逆式機組的數量和類型(如定轉速、變轉速、三機式)等設計和技術特征有顯著影響,從而影響項目的成本、工期和機組性能。
在抽水蓄能電站發展規模較大的國家,市場盈利模型和合同模式完全地或部分地消除了開發者的投資回報風險,他們主要采用的有服務成本模型(中國、日本、美國和電力市場改革前的法國)或容量機制。
如果抽水蓄能的多重價值是與降低社會總成本和系統本身儲能的缺乏相關,那么該技術或其他儲能技術的植入最終會致使其價值性降低。在此條件下,從長遠來看,與時間和地域差異相關的電價收入也會變得不確定,這取決于系統的演變和發展條件。
ANEEL主持的儲能監管提案第一輪公開咨詢已經發布結果;第二輪公開咨詢馬上開始,本輪內容將更聚焦于純抽水蓄能電站的監管、盈利等問題設計。這個公開咨詢一共3輪,每輪18個月,總耗時54個月。