現行監管框架是在發電企業改革之后所建立,為抑制競爭扭曲,試圖將競爭環境(發電)與監管環境(輸電)分離。抽水蓄能電站可向電網提供的服務范圍廣泛,導致難以將他們歸為純粹的發電或是輸電產品,加大了納入現有監管框架的難度。
抽水蓄能電站投資回報模式由他們在監管框架下的定義決定。當被定義為發電產品時,經營者在競爭性市場中收回投資;當被定義為輸電產品時,經營者通過服務成本模型或是許可報酬模式回收投資。而由于抽水蓄能兼有發電與輸電兩種產品的特征,對于其他類型的儲能也構成了威脅和挑戰。Sioshansi等人的研究(2012,P8)指出,如此的監管結構兩分法可能會阻礙抽水蓄能電站價值的充分利用,無法充分展現該技術的吸引力。
在許多競爭性市場中,價格信號很難體現抽水蓄能電站可為電網提供的所有價值。如果抽水蓄能電站運營需從競爭性環境中收回投資,電站在設計和規劃時,也將以該部分價值屬性最大化為目標。
根據Sioshansi等人的研究(2012,P9),美國聯邦能源管理委員會(FERC)636號令實施的天然氣能源開放獲取模型可以作為良好借鑒(筆者注:636號令要求管輸企業的銷售和運輸職能完全分離,使得管輸企業成為單一的運輸主體,并在FERC的監管下收取管輸費,該法令旨在提高天然氣管道運輸業的競爭及效率)。這種模式下,抽水蓄能電站或儲能系統可以通過系統運營商(ISO)組織的拍賣將電站容量出售給第三方,抽水蓄能電站可從競爭市場和監管環境二者中取得收入回報,取決于第三方代理的具體情況。
4.7 水電開發授權
巴西1988年《聯邦共和國憲法》第20條、第21條分別規定,水資源屬于國家財產,國家有權以直接或通過批準/特許權/電力能源開發及水利開發服務許可形式,與水資源所在州共同進行開發利用。法律同時規定,應根據開發容量大小確定是否通過招標方式授予特許經營權,以及特許權、批準或服務許可模式各自適用的水力資源開發類型。
法律還規定,如果授權方未對“最佳利用”進行定義,則不得進行水電開發進行招標。“最佳利用”定義中涵蓋軸線、電站布置、運行水位、水庫和裝機容量等參數,這些屬于水電開發研究報告中的水文水頭方案內容。
巴西國家電力局ANEEL在相關條例中對特許經營權的授予程序進行了詳細規范,對包括流域水電開發研究報告、技術和經濟可行性研究等有關的文件和流程也提出了要求,但抽水蓄能電站的相關流程要求并未包含在內。
如前所述,抽水蓄能電站可以采用不同的建設理念,例如在是否在徑流內建立水庫,是否利用現有水庫,是否對常規水電站梯級加以整合,發電是全部還是部分依賴抽水實現。若利用已有水電站水庫建設抽水蓄能電站,則需制定各電站不同持有者使用需求的沖突解決原則,并評估對下游梯級電站的影響以及合理的利益分配。
目前,巴西與水電開發受讓有關法規尚未充分涵蓋抽水蓄能電站。
4.8 環境許可
根據聯邦法律,針對潛在或有效污染活動進行環境審批許可是國家環境政策工具之一,水電站的實施與建設需要取得環境審批許可。法律同時規定了水資源開發工程,例如以水力發電為目的裝機容量10MW以上的大壩建設,以及任何發電來源的、裝機容量10MW以上的電站建設均需編制環境影響專題研究和環境影響專項報告。
巴西有豐富的水電工程建設實施歷史,在編制項目環境影響研究報告方面擁有大量經驗。盡管人們預計抽水蓄能電站建設實施所帶來的社會環境影響與傳統水力發電廠相似,但這類工程的環評在該國還是一個鮮為人知或使用的項目概念。
抽水蓄能電站可能產生的社會環境影響是與站點具體條件、項目規模及其結構特征有關,如水庫的大小、開挖程度、是否在河道中修建水壩,以及電站運行方式等。根據電站的規模的不同,開環式抽水蓄能電站(上、下水庫至少有一個是在河流中筑壩形成)對環境的影響類似于傳統型水電站或小型水電站。與開環抽水蓄能電站相比,閉環項目對生態系統的影響和范圍通常更小、持續時間也更短。這類項目的特點是將兩個水庫都部署在河道之外,部署位置也具有更大靈活性(DOE,2020)。
同樣,利用已有水庫而建的抽水蓄能電站對環境影響也較小,因為它們無須在河流中重新筑壩修建新水庫,避免了相關的影響產生。但抽水蓄能電站建設需要大量的地下施工作業,這類環境影響取決于開挖工作以及棄渣的移除和處置。
由于巴西沒有對抽水蓄能電站授予環境許可的先例,因此這類工程的相關討論有待進一步發展和成熟。討論應包括許可和監管機構、項目開發商和其他利益攸關方,以更好地理解不同的項目的概念和影響,減少、減輕和彌補環境影響的措施,以及要適應抽水蓄能電站發展,巴西的環境許可立法需要調整的程度。
4.9 水資源使用
除與能源高度相關,抽水蓄能電站的建設實施還有益于發展水資源的多種用途,包括資源存儲、水文調節、為航運等活動創造有利條件、城市供水、灌溉、防洪和休閑等等。Canales等(2015)介紹的美國Olivenhain-Hodges和Elsinore Lake項目案例中,抽水蓄能電站設計對水資源綜合利用進行了規劃安排,產生了積極區域性效應。
但水資源不同用途的協調工作會變得更為復雜,需解決過程中不同的行為者間的利益沖突。抽水蓄能電站須評估兼容性的操作能力是否在其可承受范圍內。以葡萄牙Foz Tua抽水蓄能電站為例,為讓杜羅河上的旅游船通過,該電站不得不在某些時間暫停運行。而渦輪機轉動及抽水過程所造成的涌浪也會將航運置于風險之中。另一個案例是巴西圣保羅州Pedreira抽水蓄能電站,為避免影響公共供水水質,該站被限制從Pinheiros河抽水到Billings水庫,造成Henry Borden水電站發電量下降。
當抽水蓄能電站部署在水資源稀缺且水資源使用沖突已經發生的地區,又特別是在靠近大城市中心的地區時,這種復雜性更會增加。
在這方面,國家《水法》規定,水資源管理應以推動水資源多樣化利用為基礎。鑒于此,有必要從水量和水質的角度評估實施抽水蓄能電站的好處和影響。根據《水法》的規定,水力發電開發項目,均需就水資源使用權的授予范疇進行討論,并分析以下內容:項目區域的用水情況;工程對流域水量和水質的影響;各抽水蓄能電站的運行,鑒于項目不同,電站在短時間內可在發電和抽水之間切換;以及對電站運行的可能限制。
從更廣泛的角度來看,須討論聯邦和州一級水資源使用授予相關現行法規需在多大程度上進行修訂或改進,以將各類型抽水蓄能電站活動涵蓋在內。