新型抽蓄技術儲能又調水
來源(yuan)：國家能源(yuan)局(ju)網(wang)站(zhan)
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發布時間：2023-07-25
今年以來，以沙漠、戈壁、荒漠地(di)(di)區為(wei)重(zhong)點的(de)大(da)型風電(dian)光(guang)伏發電(dian)基地(di)(di)建設加快(kuai)推進(jin)。隨(sui)著新能(neng)源(yuan)裝機量(liang)快(kuai)速攀升，電(dian)力系統的(de)安全穩定遭遇前(qian)所未有(you)的(de)挑戰。尤(you)其(qi)在西部、北(bei)部等新能(neng)源(yuan)資(zi)源(yuan)富集地(di)(di)區，清潔能(neng)源(yuan)資(zi)源(yuan)總量(liang)巨大(da)但現有(you)調節(jie)能(neng)力不(bu)足的(de)矛盾尤(you)為(wei)突出(chu)。
風光新能(neng)源發電具有間(jian)歇性(xing)、隨(sui)機性(xing)和波動性(xing)特點(dian)。國家能(neng)源局(ju)近(jin)日發布(bu)的《新型電力系統(tong)發展藍(lan)皮書》提(ti)出，新能(neng)源占(zhan)比不斷提(ti)高，快速消耗電力系統(tong)靈(ling)活調節資(zi)源，系統(tong)平(ping)衡和安全問(wen)題(ti)更加突出。
全球能(neng)源(yuan)互聯網發(fa)展合作組織駐會副(fu)主席劉澤洪(hong)表示，常規水(shui)(shui)電和(he)抽水(shui)(shui)蓄能(neng)是(shi)較(jiao)好的調節(jie)手段(duan)，但受水(shui)(shui)資源(yuan)、開發(fa)條(tiao)件等限(xian)制(zhi)，西北(bei)新(xin)能(neng)源(yuan)富集地區極度缺(que)水(shui)(shui)，當地開發(fa)水(shui)(shui)電和(he)抽蓄的規模相(xiang)對有限(xian)。電化學儲能(neng)等新(xin)型(xing)儲能(neng)目前成本還較(jiao)高，存在(zai)一定安全隱患，對電力系統的慣(guan)量支(zhi)撐(cheng)能(neng)力也不足。長(chang)期(qi)看，現(xian)有調節(jie)手段(duan)難以滿足西部(bu)、北(bei)部(bu)地區遠期(qi)新(xin)能(neng)源(yuan)大規模開發(fa)的需求，需要尋找(zhao)新(xin)的方式。
與此同時，為解決西(xi)部地區(qu)水(shui)資源(yuan)分(fen)布不均衡的問(wen)題，社(she)會各界對西(xi)南到西(xi)北(bei)的跨流域調(diao)(diao)水(shui)開展了(le)廣泛研究(jiu)(jiu)。中國水(shui)利水(shui)電(dian)科學(xue)研究(jiu)(jiu)院水(shui)資源(yuan)研究(jiu)(jiu)所水(shui)資源(yuan)調(diao)(diao)度(du)研究(jiu)(jiu)室副主任王(wang)超介紹，目前，南水(shui)北(bei)調(diao)(diao)中、東線一期(qi)工程(cheng)已(yi)經建(jian)成投運，經濟、社(she)會和生(sheng)態效(xiao)益顯著。西(xi)線工程(cheng)如今還處在規劃論證階段，面臨(lin)巨大挑戰。如果采(cai)取(qu)自流方式，上游(you)整體的可調(diao)(diao)水(shui)量很(hen)小，對調(diao)(diao)水(shui)規模(mo)的影響就很(hen)大。如果采(cai)取(qu)泵站提水(shui)的方式，將取(qu)水(shui)口設置到下游(you)，雖然說工程(cheng)調(diao)(diao)水(shui)規模(mo)可以(yi)急劇增大，但又面臨(lin)提水(shui)能耗的問(wen)題。
為(wei)增加新的靈活調節資(zi)源(yuan)，同時解(jie)決(jue)西部地區水(shui)資(zi)源(yuan)分布不均的問(wen)題，全球能(neng)源(yuan)互聯(lian)網發展合作組織(zhi)創新提出新型抽水(shui)蓄能(neng)理念(nian)，并基于這一(yi)理念(nian)設計調水(shui)工程，探索利用資(zi)源(yuan)優勢同時解(jie)決(jue)“水(shui)”和“能(neng)”的問(wen)題。
新型抽(chou)水(shui)(shui)蓄(xu)(xu)(xu)能(neng)(neng)(neng)除蓄(xu)(xu)(xu)能(neng)(neng)(neng)和發電(dian)功能(neng)(neng)(neng)外，還(huan)能(neng)(neng)(neng)實(shi)(shi)(shi)現另(ling)一(yi)個重(zhong)要(yao)(yao)功能(neng)(neng)(neng)——跨(kua)流域調(diao)水(shui)(shui)，相當于(yu)將(jiang)抽(chou)水(shui)(shui)蓄(xu)(xu)(xu)能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)“點”串聯進調(diao)水(shui)(shui)工程的(de)(de)“線(xian)”，是(shi)實(shi)(shi)(shi)現水(shui)(shui)和電(dian)融合(he)發展的(de)(de)綜合(he)性水(shui)(shui)利(li)(li)電(dian)力(li)工程。劉(liu)澤(ze)洪介紹，新型抽(chou)水(shui)(shui)蓄(xu)(xu)(xu)能(neng)(neng)(neng)以新能(neng)(neng)(neng)源為動力(li)，在水(shui)(shui)量豐沛的(de)(de)取水(shui)(shui)河道利(li)(li)用抽(chou)蓄(xu)(xu)(xu)機(ji)組將(jiang)水(shui)(shui)從(cong)低位提(ti)到高(gao)位的(de)(de)調(diao)蓄(xu)(xu)(xu)水(shui)(shui)庫進行蓄(xu)(xu)(xu)能(neng)(neng)(neng)；再通過沿(yan)等高(gao)線(xian)自然坡降(jiang)的(de)(de)引(yin)(yin)水(shui)(shui)設施實(shi)(shi)(shi)現跨(kua)流域轉移(yi)；最后(hou)將(jiang)水(shui)(shui)放(fang)入需要(yao)(yao)補水(shui)(shui)的(de)(de)目標流域，同時(shi)利(li)(li)用高(gao)差將(jiang)水(shui)(shui)體(ti)勢能(neng)(neng)(neng)轉化為電(dian)能(neng)(neng)(neng)，一(yi)體(ti)化實(shi)(shi)(shi)現提(ti)水(shui)(shui)、蓄(xu)(xu)(xu)水(shui)(shui)、引(yin)(yin)水(shui)(shui)和發電(dian)，具有風光賦(fu)能(neng)(neng)(neng)、電(dian)水(shui)(shui)協同、抽(chou)發分離、運(yun)行靈活四大(da)特(te)點。
全(quan)球能源互(hu)聯網(wang)發展合作組織提出(chu)，西部調水(shui)工程方案(an)自(zi)西南地區的(de)主(zhu)要(yao)河流取水(shui)，年調水(shui)量(liang)400億(yi)立方米，至黃(huang)河后(hou)一部分(fen)補充(chong)黃(huang)河徑流，主(zhu)要(yao)供給(gei)甘肅、寧夏、內蒙古、陜西、山西等地用水(shui)；另一部分(fen)繼續調水(shui)至新(xin)疆(jiang)，最(zui)遠到達(da)和田，且(qie)兼顧河西走(zou)廊地區。同步建(jian)設(she)抽蓄裝機6.5億(yi)千瓦(wa)，發電裝機1.9億(yi)千瓦(wa)。
“這樣(yang)的(de)融(rong)合工程(cheng)(cheng)，總體投資(zi)與單一(yi)調(diao)水工程(cheng)(cheng)差不(bu)多(duo)。在同樣(yang)調(diao)水能力(li)的(de)情況下，相當于多(duo)了一(yi)系列抽水蓄能的(de)電(dian)站(zhan)群，具備(bei)了更好的(de)調(diao)節能力(li)，能夠為電(dian)力(li)系統共享一(yi)些調(diao)節能力(li)。總體上來看，通過(guo)一(yi)份投資(zi)獲得兩份收益(yi)。”劉澤(ze)洪說(shuo)。
從(cong)經濟性(xing)(xing)方面(mian)看(kan)，調水(shui)(shui)成本大約為(wei)3.5元/立方米，經濟性(xing)(xing)好。在促進能(neng)源(yuan)轉型方面(mian)，工程提水(shui)(shui)段的(de)新型抽(chou)蓄、放水(shui)(shui)段的(de)水(shui)(shui)電(dian)機(ji)組均(jun)為(wei)調節(jie)性(xing)(xing)電(dian)源(yuan)，可為(wei)系統提供(gong)超(chao)過6.5億(yi)千瓦(wa)(wa)常規抽(chou)蓄（或新型儲能(neng)）的(de)調節(jie)能(neng)力(li)，滿足(zu)15億(yi)千瓦(wa)(wa)至20億(yi)千瓦(wa)(wa)風光新能(neng)源(yuan)靈(ling)活調節(jie)要求，有力(li)支撐碳中(zhong)和目標下西部風光資源(yuan)的(de)規模(mo)化開(kai)發。
劉澤洪表示(shi)，實施基于(yu)新型抽蓄的(de)西部調(diao)水新方案能夠有(you)(you)效消(xiao)化工(gong)程(cheng)施工(gong)產能，帶動有(you)(you)效投(tou)資，拓展國家發展空間(jian)和戰略縱深，重塑西北地區生態環(huan)境(jing)，促進能源低碳轉型，具有(you)(you)顯(xian)著的(de)社會(hui)、經濟(ji)、環(huan)境(jing)等多方面效益(yi)。
王超認為，“將清潔能(neng)源規模化開發、新型抽水蓄能(neng)與西部調(diao)水相結合，是(shi)一種全新的(de)思路，尤其從(cong)整體來看(kan)經(jing)(jing)濟性比較好(hao)。此外，分(fen)析西部調(diao)水工程經(jing)(jing)濟效益(yi)的(de)時候(hou)，不光要分(fen)析直接(jie)效益(yi)，還要更多地分(fen)析社會效益(yi)和生態效益(yi)”。