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【全方位推动高质量发展透视】抽水蓄能:绿色“超级充电宝”
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访谈嘉宾:?中国工程院院士陈祖煜,中国能源研究会能源互联网专委会主任曾鸣,山西西龙池抽水蓄能电站有限责任公司党委书记、董事长刘贵仁????

互联网上曾有过一项调查,关于“当代人们最没安全感的事情”,排名第一的是“手机没电”。如今,手机充电宝已经成为人们出门在外的必备神器。那么,如果电网没电了,有没有给整个电网充电的“超级充电宝”?答案是:有,那就是抽水蓄能电站。

作为当前技术最成熟、经济性最好的电力系统绿色调节电源,抽水蓄能的发展是推动储能规模化的有力抓手,对于促进传统能源和新能源优化组合意义重大。据推测,我国抽水蓄能投产总规模预计到2035年将达3亿千瓦,约为现有规模的10倍。在我省,结合矿坑治理和生态旅游建设抽水蓄能电站等,也为推进能源革命和生态文明建设协调发展描绘出美好图景。

节能减排 平衡波动

抽水蓄能电站可为整个电网充电

位于忻州市五台县的山西西龙池抽水蓄能电站,是我省第一座抽水蓄能电站,2008年第一台机组投入运行,是能给山西电网充电的“超级充电宝”。

据了解,电站上水库与下水库之间有一个高度差,叫做“水头”,水头越大,水的势能就越大。西龙池抽水蓄能电站的水头高达640米,在当时国内已经投产的抽水蓄能电站中排名第一,目前排名全国第二。水头高对于抽水蓄能电站的好处就是启动快速,可随时放水发电。假设一个极端情况,全省电网大停电,但只要启动这个抽水蓄能电站,就能给整个电网充上电,所以西龙池抽水蓄能电站还有一个厉害的名字——“电网的最后一根火柴”。

“我省是新能源装机大省,为促进新能源消纳、提升电力系统性能,作为山西唯一一家在运行的抽水蓄能电站,西龙池抽水蓄能电站的年启动次数平均增幅超过了7倍,去年发电量达到了7亿多千瓦时,两个‘7’意味着我省新能源发展增速加快,需要消纳的新能源更多。”山西西龙池抽水蓄能电站有限责任公司党委书记、董事长刘贵仁说。

抽水蓄能是通过抽水发电优化电力系统电源结构,减少系统中燃煤火电机组的规模,实现节能减排。同时,又可以作为调频机和调相机运行,利用其响应速度快、调节灵活的特点,提高电力系统性能。随着时间的推移,很多抽水蓄能电站还发挥着平衡风力发电和光伏发电波动性大的作用。

“填谷”“削峰”长久储能

抽水蓄能性能成熟具有不可替代性

抽水蓄能所有的功能都需要通过水来实现,所以抽水蓄能也被称为是用水做成的“超级充电宝”。抽水蓄能电站有上水库、下水库两个水库,它们正是这个用水做成的“充电宝”正常运转的主要动力。

在中午和夜间人们用电较少的低谷期,抽水蓄能电站却是一个用电大户,它利用这个时段电网中人们用不完的火电、风电、太阳能等电能,将水从下水库抽到上水库储存起来,完成“充电宝”的“充电”过程,填平电网负荷曲线的“低谷”,也就是“填谷”。

到了晚上用电高峰期,它再把上水库的水放到下水库,冲下去的水会完成势能到电能的转换,实现“充电宝”的“放电”过程,降低电网负荷曲线的“高峰”,也就是“削峰”。如此一来,用电低谷时期本来要被弃掉的多余电能就转化为用电高峰时期的高价值电能。

目前,具备“削峰”“填谷”、新能源消纳这些功能的储能电源有很多,比如锂离子电池、钠离子电池等等,但抽水蓄能是现阶段最成熟的一种,具有不可替代性。刘贵仁认为,抽水蓄能可以配合新能源进行储能,而且规模很大,能够有效应对新能源出力与负荷需求不匹配的问题;抽水蓄能一般都是百年工程,运行寿命长,还具有长时间储能能力,一般在6小时左右;同时抽水蓄能运行过程中,不产生废水废气和废渣,是最环保的储能形式,是真真正正的绿色“超级充电宝”。

中国能源研究会能源互联网专委会主任曾鸣认为,抽水蓄能电站在国际上是一种主流储能方式,我国未来抽水蓄能一定会发展得规模更大、速度更快。

技术提升 布局优化

抽水蓄能产业已经步入“快车道”

近几年,我国的抽水蓄能产业已经步入“快车道”,随着一批标志性工程相继建设投产,我国抽水蓄能电站工程技术水平显著提升。几个月前,世界规模最大的抽水蓄能电站在河北丰宁投产发电。

北京2022年冬奥会全部冬奥场馆100%使用绿色电力,这在百年奥运史上前所未有。河北丰宁抽水蓄能电站作为服务冬奥的重点工程,点亮了一座座冬奥场馆,为冬奥会源源不断输送绿色电力。

据了解,丰宁抽水蓄能电站的建设创造了四项“世界第一”:装机容量世界第一,达到360万千瓦,是世界上规模最大的抽水蓄能电站;储能能力世界第一,所有机组满发利用小时数能达到10.8小时,水库一次蓄满可储存新能源电量近4000万千瓦时,一年下来能消纳新能源87亿千瓦时;地下厂房规模世界第一,相当于在地下挖出17层楼;地下洞室群规模世界第一,打造了我国抽水蓄能建设的新丰碑。

未来,我省要立足能源大省的省情,围绕发展新能源需要,加快建设一批生态友好、条件成熟、指标优越的抽水蓄能电站。近年来,我省提出要“探索结合矿坑治理建设抽水蓄能电站”的模式,“抽蓄+”的概念也悄然兴起,“抽蓄+新能源”“抽蓄+旅游”等全新抽水蓄能开发路径,为抽水蓄能项目的优化布局提供更多可能。

对于风光蓄多能互补基地这项新业态的发展,中国工程院院士、中国水利水电科学研究院教授级工程师陈祖煜,曾创新性地提出了在乡宁县建设小流域分布式光水生态一体的农牧能源网,既能改善生态环境,帮助乡村经济振兴,又解决了新能源消纳问题。

“未来山西要建成以新能源为主体的新型电力系统,火电比例降低到30%以内,主要利用风电和光伏供电,抽水蓄能变为主要的储能电源,其他储能形式作为补充形式,将来的新能源利用率可达到100%。”刘贵仁信心满满。(杜鹃)

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