國(guó)外抽水蓄能電站建設(shè)情況

趙 愷 董化宏 靳亞?wèn)|

國(guó)外抽水蓄能電站發(fā)展歷史

抽水蓄能電站已有上百年的歷史。20世紀(jì)上半葉抽水蓄能電站發(fā)展緩慢。20世紀(jì)60～80年代約30年間，是抽水蓄能電站建設(shè)蓬勃發(fā)展的時(shí)期，西歐各國(guó)領(lǐng)導(dǎo)著全世界抽水蓄能電站建設(shè)的潮流。20世界80年代以后，抽水蓄能電站建設(shè)的重點(diǎn)開(kāi)始慢慢轉(zhuǎn)向亞洲。

從國(guó)外最早的原始裝置算起，抽水蓄能電站已有上百年的歷史。世界上第一座抽水蓄能電站于1882年誕生于瑞士蘇黎士，其裝機(jī)容量515kW，揚(yáng)程153m。早期建設(shè)的抽水蓄能電站主要以蓄水為目的，多數(shù)都達(dá)到季調(diào)節(jié)能力，主要用于調(diào)節(jié)常規(guī)水電站出力的季節(jié)性不均衡，大多是汛期蓄水，枯水期發(fā)電。

20世紀(jì)上半葉抽水蓄能電站發(fā)展緩慢，到1950年全世界抽水蓄能電站裝機(jī)容量?jī)H幾百兆瓦，主要集中在幾個(gè)西歐國(guó)家。20世紀(jì)60～80年代約30年間，是抽水蓄能電站建設(shè)蓬勃發(fā)展的時(shí)期，尤其70年代和80年代可謂抽水蓄能電站發(fā)展的黃金時(shí)期。60年代抽水蓄能電站裝機(jī)容量年均增加1259MW，而70年代和80年代各增加3051MW和4036MW。30年間全世界抽水蓄能電站裝機(jī)容量年均增長(zhǎng)率比全世界總裝機(jī)容量增長(zhǎng)率高一倍左右。到1990年時(shí)，全世界抽水蓄能電站裝機(jī)容量增至86879MW，已占總裝機(jī)容量的3.15%。

至20世紀(jì)50年代，西歐各國(guó)始終領(lǐng)導(dǎo)著全世界抽水蓄能電站建設(shè)的潮流，抽水蓄能電站裝機(jī)容量一直占全球抽水蓄能電站總裝機(jī)容量的35%～40%，到60年代后期，美國(guó)抽水蓄能電站裝機(jī)容量躍居世界第一，并保持了20多年，進(jìn)入90年代后，日本后來(lái)居上，超過(guò)美國(guó)成為抽水蓄能電站裝機(jī)容量最大的國(guó)家，也是經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家中至今仍在大規(guī)模建設(shè)抽水蓄能電站的唯一國(guó)家。

但是從20世界80年代，由于西方各國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入平緩區(qū)，而亞洲地區(qū)的經(jīng)濟(jì)則高速增長(zhǎng)，電力負(fù)荷不斷增加，對(duì)調(diào)峰填谷的要求也不斷提高，于是抽水蓄能電站建設(shè)的重點(diǎn)開(kāi)始慢慢轉(zhuǎn)向亞洲。

國(guó)外抽水蓄能電站發(fā)展趨勢(shì)

目前，全世界在建的抽水蓄能電站主要在亞洲。世界抽水蓄能電站建設(shè)中心由西歐將轉(zhuǎn)移到亞洲。

日美西歐諸國(guó)20世紀(jì)80年代GDP增長(zhǎng)率一般保持在2%～4%，90年代經(jīng)濟(jì)不景氣。多數(shù)國(guó)家GDP增長(zhǎng)率降至1.5%～2.3%，電力負(fù)荷增長(zhǎng)也放慢，再加上電力市場(chǎng)化改革和環(huán)境保護(hù)要求的提高等影響，近來(lái)，只有德國(guó)建設(shè)了裝機(jī)1000MW的金谷抽水蓄能電站，其他西歐國(guó)家及美國(guó)沒(méi)有新的抽水蓄能電站開(kāi)工建設(shè)。

與此同時(shí)，亞洲地區(qū)經(jīng)濟(jì)則開(kāi)始高速增長(zhǎng)，亞洲地區(qū)部分中等發(fā)達(dá)和發(fā)展中國(guó)家在上世紀(jì)八九十年代GDP增長(zhǎng)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于歐美經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家，亞洲四小龍——中國(guó)香港、新加坡、中國(guó)臺(tái)灣和韓國(guó)從20世紀(jì)70年代起經(jīng)濟(jì)既以大幅度領(lǐng)先各國(guó)的增長(zhǎng)率快速發(fā)展。繼之，東南亞的泰國(guó)、馬來(lái)西亞、印尼與菲律賓等國(guó)也從80年代起陸續(xù)加入經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)國(guó)家的行列。即使上世紀(jì)90年代后期受到亞洲金融危機(jī)影響的韓國(guó)和泰國(guó)等國(guó)，其GDP增長(zhǎng)率也達(dá)到歐美經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家的2～3倍。而中國(guó)和印度經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率則更高，中國(guó)自改革開(kāi)放以來(lái)，連續(xù)保持20年的快速增長(zhǎng)，GDP增長(zhǎng)率始終保持在10%左右，成為世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新亮點(diǎn)。上世紀(jì)90年代，印度GDP增長(zhǎng)率也達(dá)到5.7%左右。已有一些經(jīng)濟(jì)學(xué)家提出，世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的中心正逐步轉(zhuǎn)移到亞洲地區(qū)。

這一輪經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)的時(shí)段，正是高耗電的重化工業(yè)和家用電器普及階段，也是電力負(fù)荷與峰谷差迅速增加的階段，于是亞洲各國(guó)便開(kāi)始大規(guī)模修建抽水蓄能電站。亞洲四小龍中的中國(guó)臺(tái)灣和韓國(guó)分別在上世紀(jì)70和80年代達(dá)到GDP人均2000美元的水平，而泰國(guó)到2000年也達(dá)到此水平，同時(shí)期他們也進(jìn)入抽水蓄能電站建設(shè)的發(fā)展期。中國(guó)臺(tái)灣在1985年和1992年分別建成明湖（1000MW）和明譚（1600MW）兩個(gè)大型抽水蓄能電站。韓國(guó)在1979年和1985年分別建成清平（400MW）和三浪津（700MW）抽水蓄能電站。泰國(guó)也在1995年建成普密蓬（175MW）和斯林納蓋特（360MW）兩個(gè)混合式抽水蓄能電站。

目前，全世界在建的抽水蓄能電站主要在亞洲，初步統(tǒng)計(jì)，僅中國(guó)、印度、韓國(guó)和泰國(guó)四個(gè)國(guó)家在建抽水蓄能電站規(guī)模就達(dá)到17530MW，若加上日本后則達(dá)到24650MW，分別為世界已運(yùn)行抽水蓄能電站裝機(jī)容量的1/6和1/4左右。隨著世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展中心逐步轉(zhuǎn)移到亞洲，今后世界抽水蓄能電站建設(shè)中心也將轉(zhuǎn)移到亞洲，這已是明顯的趨勢(shì)。

經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家新建抽水蓄能電站愈來(lái)愈困難。美歐等國(guó)家抽水蓄能電站建設(shè)重點(diǎn)已從新建電站轉(zhuǎn)為對(duì)老電站的更新改造和擴(kuò)建增容。

經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家新建抽水蓄能電站愈來(lái)愈困難。由于環(huán)境保護(hù)要求不斷提高，電力市場(chǎng)化改革帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)增加等原因，即使取得許可，建設(shè)成本也要增加。其次，由于設(shè)計(jì)和制造加工技術(shù)的發(fā)展，使得抽水蓄能電站通過(guò)更新改造，可提高效率、快速響應(yīng)能力和可靠性，適應(yīng)電力系統(tǒng)對(duì)供電質(zhì)量和可靠性提出的更高要求，有利于增強(qiáng)抽水蓄能電站在電力市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力。于是，美歐等國(guó)家抽水蓄能電站建設(shè)重點(diǎn)已從新建電站轉(zhuǎn)為對(duì)老電站的更新改造和擴(kuò)建增容。

更新改造美國(guó)抽水蓄能電站更新改造的規(guī)模最大，進(jìn)入20世紀(jì)90年代后，新建的抽水蓄能電站僅巴德溪和落基山電站兩座，絕大多數(shù)為老電站的更新改造。薩利納抽水蓄能電站是最先進(jìn)行更新改造的工程，1990年完成。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，美國(guó)8座裝機(jī)容量大于1000MW的大型抽水蓄能電站中已有一半多進(jìn)行了更新改造，包括最大的巴斯康蒂抽水蓄能電站。改建后的新機(jī)組出力通常可比老的機(jī)組出力提高10%～20%。

擴(kuò)建增容為短期內(nèi)滿(mǎn)足電力負(fù)荷迅速增長(zhǎng)的需要，將現(xiàn)有的抽水蓄能電站擴(kuò)建增容是最優(yōu)，甚至是唯一可行的方案。日本奧清津和奧多多良木抽水蓄能電站都進(jìn)行了擴(kuò)建增容，裝機(jī)容量分別從1000MW和1212MW增加到1600MW和1932MW。

電力負(fù)荷的峰谷差迅速增加、常規(guī)水電裝機(jī)容量的比重下降、抽水蓄能電站由大批新建轉(zhuǎn)向技術(shù)更新和改擴(kuò)建，是影響抽水蓄能電站建設(shè)發(fā)展的主要因素。

首先，它是經(jīng)濟(jì)發(fā)展到一定水平的產(chǎn)物。在歐美和亞洲，隨著工業(yè)化時(shí)代的來(lái)臨，電力負(fù)荷迅速增長(zhǎng)；伴隨著人民生活水平的提高，家用電器普及化，電力負(fù)荷的峰谷差也迅速增加，具有良好調(diào)峰填谷性能的抽水蓄能電站應(yīng)運(yùn)而生，得以迅速發(fā)展。

其次，作為可再生能源，世界各國(guó)幾乎都首先開(kāi)發(fā)水能資源，但是在水能資源開(kāi)發(fā)到一定程度之后，可經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)的水能資源所剩不多。于是，世界常規(guī)水電裝機(jī)容量的比重開(kāi)始呈下降趨勢(shì)，正好為抽水蓄能電站的發(fā)展騰出了空間。

最后，國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展到一定階段之后，由于環(huán)境保護(hù)要求的不斷提高，電力市場(chǎng)化改革帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)增加等原因，會(huì)使抽水蓄能電站由大批新建轉(zhuǎn)向技術(shù)更新和改擴(kuò)建，以提高電力系統(tǒng)效率、快速響應(yīng)能力和可靠性，適應(yīng)電力系統(tǒng)對(duì)供電質(zhì)量和可靠性提出的更高要求。