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新型抽蓄技術(shù)儲(chǔ)能又調(diào)水
來(lái)源：國(guó)家能源局網(wǎng)站
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發(fā)布時(shí)間：2023-07-25
今年以來(lái)，以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點(diǎn)的大型風(fēng)電光伏發(fā)電基地建設(shè)加快推進(jìn)。隨著新能源裝機(jī)量快速攀升，電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定遭遇前所未有的挑戰(zhàn)。尤其在西部、北部等新能源資源富集地區(qū)，清潔能源資源總量巨大但現(xiàn)有調(diào)節(jié)能力不足的矛盾尤為突出。
風(fēng)光新能源發(fā)電具有間歇性、隨機(jī)性和波動(dòng)性特點(diǎn)。國(guó)家能源局近日發(fā)布的《新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍(lán)皮書(shū)》提出，新能源占比不斷提高，快速消耗電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)資源，系統(tǒng)平衡和安全問(wèn)題更加突出。
全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織駐會(huì)副主席劉澤洪表示，常規(guī)水電和抽水蓄能是較好的調(diào)節(jié)手段，但受水資源、開(kāi)發(fā)條件等限制，西北新能源富集地區(qū)極度缺水，當(dāng)?shù)亻_(kāi)發(fā)水電和抽蓄的規(guī)模相對(duì)有限。電化學(xué)儲(chǔ)能等新型儲(chǔ)能目前成本還較高，存在一定安全隱患，對(duì)電力系統(tǒng)的慣量支撐能力也不足。長(zhǎng)期看，現(xiàn)有調(diào)節(jié)手段難以滿足西部、北部地區(qū)遠(yuǎn)期新能源大規(guī)模開(kāi)發(fā)的需求，需要尋找新的方式。
與此同時(shí)，為解決西部地區(qū)水資源分布不均衡的問(wèn)題，社會(huì)各界對(duì)西南到西北的跨流域調(diào)水開(kāi)展了廣泛研究。中國(guó)水利水電科學(xué)研究院水資源研究所水資源調(diào)度研究室副主任王超介紹，目前，南水北調(diào)中、東線一期工程已經(jīng)建成投運(yùn)，經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)效益顯著。西線工程如今還處在規(guī)劃論證階段，面臨巨大挑戰(zhàn)。如果采取自流方式，上游整體的可調(diào)水量很小，對(duì)調(diào)水規(guī)模的影響就很大。如果采取泵站提水的方式，將取水口設(shè)置到下游，雖然說(shuō)工程調(diào)水規(guī)模可以急劇增大，但又面臨提水能耗的問(wèn)題。
為增加新的靈活調(diào)節(jié)資源，同時(shí)解決西部地區(qū)水資源分布不均的問(wèn)題，全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織創(chuàng)新提出新型抽水蓄能理念，并基于這一理念設(shè)計(jì)調(diào)水工程，探索利用資源優(yōu)勢(shì)同時(shí)解決“水”和“能”的問(wèn)題。
新型抽水蓄能除蓄能和發(fā)電功能外，還能實(shí)現(xiàn)另一個(gè)重要功能——跨流域調(diào)水，相當(dāng)于將抽水蓄能的“點(diǎn)”串聯(lián)進(jìn)調(diào)水工程的“線”，是實(shí)現(xiàn)水和電融合發(fā)展的綜合性水利電力工程。劉澤洪介紹，新型抽水蓄能以新能源為動(dòng)力，在水量豐沛的取水河道利用抽蓄機(jī)組將水從低位提到高位的調(diào)蓄水庫(kù)進(jìn)行蓄能；再通過(guò)沿等高線自然坡降的引水設(shè)施實(shí)現(xiàn)跨流域轉(zhuǎn)移；最后將水放入需要補(bǔ)水的目標(biāo)流域，同時(shí)利用高差將水體勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能，一體化實(shí)現(xiàn)提水、蓄水、引水和發(fā)電，具有風(fēng)光賦能、電水協(xié)同、抽發(fā)分離、運(yùn)行靈活四大特點(diǎn)。
全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織提出，西部調(diào)水工程方案自西南地區(qū)的主要河流取水，年調(diào)水量400億立方米，至黃河后一部分補(bǔ)充黃河徑流，主要供給甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古、陜西、山西等地用水；另一部分繼續(xù)調(diào)水至新疆，最遠(yuǎn)到達(dá)和田，且兼顧河西走廊地區(qū)。同步建設(shè)抽蓄裝機(jī)6.5億千瓦，發(fā)電裝機(jī)1.9億千瓦。
“這樣的融合工程，總體投資與單一調(diào)水工程差不多。在同樣調(diào)水能力的情況下，相當(dāng)于多了一系列抽水蓄能的電站群，具備了更好的調(diào)節(jié)能力，能夠?yàn)殡娏ο到y(tǒng)共享一些調(diào)節(jié)能力。總體上來(lái)看，通過(guò)一份投資獲得兩份收益?！眲珊檎f(shuō)。
從經(jīng)濟(jì)性方面看，調(diào)水成本大約為3.5元/立方米，經(jīng)濟(jì)性好。在促進(jìn)能源轉(zhuǎn)型方面，工程提水段的新型抽蓄、放水段的水電機(jī)組均為調(diào)節(jié)性電源，可為系統(tǒng)提供超過(guò)6.5億千瓦常規(guī)抽蓄（或新型儲(chǔ)能）的調(diào)節(jié)能力，滿足15億千瓦至20億千瓦風(fēng)光新能源靈活調(diào)節(jié)要求，有力支撐碳中和目標(biāo)下西部風(fēng)光資源的規(guī)?；_(kāi)發(fā)。
劉澤洪表示，實(shí)施基于新型抽蓄的西部調(diào)水新方案能夠有效消化工程施工產(chǎn)能，帶動(dòng)有效投資，拓展國(guó)家發(fā)展空間和戰(zhàn)略縱深，重塑西北地區(qū)生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)能源低碳轉(zhuǎn)型，具有顯著的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等多方面效益。
王超認(rèn)為，“將清潔能源規(guī)?；_(kāi)發(fā)、新型抽水蓄能與西部調(diào)水相結(jié)合，是一種全新的思路，尤其從整體來(lái)看經(jīng)濟(jì)性比較好。此外，分析西部調(diào)水工程經(jīng)濟(jì)效益的時(shí)候，不光要分析直接效益，還要更多地分析社會(huì)效益和生態(tài)效益”。