這是一個(gè)被稱藏在大山之中的碩大“電力糧倉”，也有人稱這是一個(gè)大型“充電寶”。
利用高低不同的地勢，建上下兩個(gè)水庫，在電力富余時(shí)把低處的水用低谷電能抽到高處儲(chǔ)能，在用電高峰時(shí)把高處的水放下發(fā)電保供。在電力行業(yè)，這樣的電站被稱為抽水蓄能電站。
通過低抽高發(fā)、雙向運(yùn)行、循環(huán)往復(fù)，通過“調(diào)峰填谷”的獨(dú)特優(yōu)勢，促進(jìn)新能源電力消納，維持大電網(wǎng)平穩(wěn)運(yùn)行。
在遼寧省撫順市清原滿族自治縣北三家鎮(zhèn)附近，就有一個(gè)這樣的抽水蓄能電站——清原抽水蓄能電站。該電站被列為新一輪國家振興東北老工業(yè)基地重大項(xiàng)目、國家“十三五”重點(diǎn)工程。
22日，第一財(cái)經(jīng)記者在建設(shè)項(xiàng)目現(xiàn)場看到，這個(gè)號稱東北地區(qū)最大抽水蓄能電站的上下庫大壩防浪墻、上下庫進(jìn)出水口、啟閉機(jī)樓、地下廠房、主變室、開關(guān)站等都已建成。據(jù)悉，該電站第一臺(tái)機(jī)組計(jì)劃于2023年12月投產(chǎn)發(fā)電，2025年3月6臺(tái)機(jī)組全部投入運(yùn)行。
截至2022年底，我國抽水蓄能電站已建規(guī)模4579萬千瓦，位居世界首位。根據(jù)多地公布的碳達(dá)峰實(shí)施方案，廣東、河南、吉林、貴州、內(nèi)蒙古等十余個(gè)省區(qū)已確定了抽水蓄能裝機(jī)目標(biāo)。
優(yōu)化東北電網(wǎng)電源結(jié)構(gòu)
清原抽水蓄能電站的樞紐建筑物主要由上水庫、下水庫、輸水系統(tǒng)、地下廠房系統(tǒng)和地面開關(guān)站等組成。
上水庫四周峰巒環(huán)繞。電站的心臟部分是一座相當(dāng)于200多米長、27米寬、20多層樓房高的地下發(fā)電廠房，從這里分別向上游和下游側(cè)開挖3條隧道作為輸水系統(tǒng)，與上下庫連接，6臺(tái)30萬千瓦的可逆式水泵水輪發(fā)電機(jī)組就“藏”在大山腹部。
中國電建集團(tuán)北京勘測設(shè)計(jì)研究院(下稱“中國電建北京院”)副總工程師、清原工程總承包項(xiàng)目管理部總經(jīng)理姚寶永介紹，清原抽水蓄能電站是國內(nèi)首個(gè)百萬千瓦級包含設(shè)計(jì)、施工、采購?fù)暾a(chǎn)業(yè)鏈的抽水蓄能建設(shè)試點(diǎn)項(xiàng)目。中國電建北京院是總包牽頭方。
近年來，為解決風(fēng)電、光伏發(fā)電等新能源的間歇性、波動(dòng)性和分散性問題，電力系統(tǒng)對調(diào)節(jié)電源的需求愈加迫切。在諸多調(diào)節(jié)電源和儲(chǔ)能品種之中，抽水蓄能技術(shù)成熟，壽命期長，綠色環(huán)保。抽水蓄能與新能源融合發(fā)展，是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要途徑。
姚寶永介紹，清原抽水蓄能電站總投資109億元，總裝機(jī)容量180萬千瓦，設(shè)計(jì)年發(fā)電量30億千瓦時(shí)，年抽水電量40億千瓦時(shí)。
電站建成后將并入遼寧電網(wǎng)，將作為重要“調(diào)節(jié)器”“穩(wěn)壓器”和“電力糧倉”，在遼寧電網(wǎng)中承擔(dān)調(diào)峰、填谷、調(diào)頻、調(diào)相等任務(wù)，對保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行、優(yōu)化東北電網(wǎng)電源結(jié)構(gòu)將起到重要作用。
姚寶永告訴記者，清原抽水蓄能電站工程總承包的獨(dú)特之處在于以設(shè)計(jì)為龍頭，實(shí)行“現(xiàn)場引領(lǐng)后方”的設(shè)計(jì)工作方式，克服了設(shè)計(jì)、采購、施工相互制約、相互脫節(jié)的痼疾。總承包模式下，設(shè)計(jì)施工通過總承包合同聯(lián)系在一起，形成命運(yùn)共同體并接受總承包部統(tǒng)一管理，為設(shè)計(jì)施工深度融合提供了平臺(tái)。
加強(qiáng)新型儲(chǔ)能建設(shè)
2022年9月，《遼寧省碳達(dá)峰實(shí)施方案》提出，促進(jìn)抽水蓄能電站有序發(fā)展，推進(jìn)清原、莊河、興城、桓仁大雅河等抽水蓄能電站建設(shè)。
據(jù)測算，清原抽水蓄能電站全部投入運(yùn)行后，每年將為遼寧電網(wǎng)節(jié)約標(biāo)煤15.8萬噸，減少二氧化碳排放37.5萬噸、二氧化硫0.7萬噸，節(jié)能減排效益顯著，成為服務(wù)遼寧實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要支點(diǎn)。
第一財(cái)經(jīng)記者從中國電建北京院了解到，早在20世紀(jì)60年代，我國就設(shè)計(jì)建成第一座抽水蓄能電站——河北崗南混合式抽水蓄能電站，裝機(jī)容量1.1萬千瓦。
20世紀(jì)70年代，北京市拉閘限電頻繁，迫切需要建設(shè)調(diào)峰電源，中國電建北京院自主設(shè)計(jì)了全國首個(gè)開工的大型抽水蓄能電站——十三陵抽水蓄能電站。
該電站裝機(jī)容量80萬千瓦，1997年全部建成投產(chǎn)，被譽(yù)為首都電網(wǎng)的“定海神針”，結(jié)束了北京地區(qū)拉閘限電的歷史，也開啟了國內(nèi)大型抽水蓄能電站的開發(fā)建設(shè)。
在技術(shù)領(lǐng)域，我國抽水蓄能電站建設(shè)也實(shí)現(xiàn)了重大突破：山西西龍池抽水蓄能電站首創(chuàng)了適應(yīng)-38℃～70℃的SBS改性瀝青混凝土面板全庫防滲新技術(shù)，項(xiàng)目榮獲全國優(yōu)秀水利水電工程勘測設(shè)計(jì)金質(zhì)獎(jiǎng);安徽瑯琊山抽水蓄能電站首次提出喀斯特水庫的滲控標(biāo)準(zhǔn)。
此外，內(nèi)蒙古呼和浩特抽水蓄能電站是我國第一個(gè)800兆帕高強(qiáng)鋼板和鋼岔管從設(shè)計(jì)、材料到制作完全自主的水電工程，獲得全國優(yōu)秀水利水電工程勘測設(shè)計(jì)金質(zhì)獎(jiǎng);吉林敦化抽水蓄能電站作為國內(nèi)第一個(gè)自主化設(shè)計(jì)、制造、安裝、調(diào)試、運(yùn)行的700米級抽水蓄能電站，突破了700米級超高水頭壓力鋼管及鋼岔管設(shè)計(jì)、抽水蓄能電站調(diào)節(jié)保護(hù)設(shè)計(jì)、大容量抽水蓄能機(jī)組選型及參數(shù)確定等關(guān)鍵技術(shù)。
有專家對第一財(cái)經(jīng)記者表示，我國當(dāng)前應(yīng)加強(qiáng)新型儲(chǔ)能建設(shè)。新型儲(chǔ)能除抽水蓄能外，還包括以電力為主要輸出形式的各類儲(chǔ)能技術(shù)，如鋰離子電池、壓縮空氣儲(chǔ)能、機(jī)械儲(chǔ)能等。
中國電力科學(xué)研究院首席技術(shù)專家惠東表示，抽水蓄能雖受選址條件高、建設(shè)周期長等因素限制，但具有容量大、可靠性高、經(jīng)濟(jì)性好、應(yīng)用技術(shù)成熟等優(yōu)勢，在保障大電網(wǎng)安全、促進(jìn)新能源消納中能發(fā)揮重要作用。
近年來，我國抽水蓄能電站建設(shè)明顯加快。數(shù)據(jù)顯示，截至2022年底，我國抽水蓄能電站已建規(guī)模4579萬千瓦，位居世界首位。除國網(wǎng)新源、南網(wǎng)儲(chǔ)能外，三峽集團(tuán)、國家能源集團(tuán)、國家電投集團(tuán)、江蘇國信、華源電力等成為新的投資主體。中建、中鐵建、中鐵工等施工單位，將加入中國電建、中國能建、中國安能等傳統(tǒng)電力建設(shè)的隊(duì)伍中。
不僅如此，中國的抽蓄能技術(shù)已經(jīng)擁有了不少海外實(shí)踐。
在以色列東北部，由中國電力建設(shè)股份有限公司總承包建設(shè)的以色列最大抽水蓄能電站項(xiàng)目正在建設(shè)中，該項(xiàng)目總裝機(jī)容量預(yù)計(jì)達(dá)344兆瓦，機(jī)組位于海平面以下275米，完工后將成為全球海拔最低的抽水蓄能電站。截至2022年9月底，海平面以下236米的下水庫主體全部完工。
以色列自然資源匱乏，近年來高度重視新能源發(fā)展，大力推進(jìn)能源多元化戰(zhàn)略。以色列屬于發(fā)達(dá)國家，但在抽水蓄能電站建設(shè)方面卻經(jīng)驗(yàn)不足，這一項(xiàng)目給以色列帶來了成熟先進(jìn)的中國技術(shù)，將提供優(yōu)質(zhì)電力，保障供電穩(wěn)定。
根據(jù)國家能源局發(fā)布的《抽水蓄能中長期發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》，到2025年，抽水蓄能投產(chǎn)總規(guī)模較“十三五”翻一番，達(dá)到6200萬千瓦以上;到2030年，抽水蓄能投產(chǎn)總規(guī)模較“十四五”再翻一番，達(dá)到1.2億千瓦左右;到2035年，形成滿足新能源高比例大規(guī)模發(fā)展需求的，技術(shù)先進(jìn)、管理優(yōu)質(zhì)、國際競爭力強(qiáng)的抽水蓄能現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)，培育形成一批抽水蓄能大型骨干企業(yè)。
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