論抽水蓄能式水電站在未來水電站發展中的趨勢

鄭曉剛 孟笑千

(鄭州大學 水利與環境學院，河南 鄭州 450001)

一 世界抽水蓄能水電站的發展概述

抽水蓄能水電站1882年誕生于瑞士，早期以蓄水為主要目的。二十世紀上半葉抽水蓄能電站發展緩慢，到1950年全世界抽水蓄能電站裝機容量盡幾百兆瓦。20世紀60～80年代的30年間，是抽水蓄能電站蓬勃發展的時期，特別是70年代至80年代可以說是抽水蓄能電站發展的黃金時期。主要是因為抽水蓄能電站是經濟發展到一定水平的產物。二次大戰之后，歐美國家的經濟迅速發展，經歷了20年的經濟高速增長期。經濟高速增長，電力負荷也隨之增長，人民生活水平提高，家電普及，導致了用電高峰與低谷的差迅速增加，具有良好調峰填谷性能的抽水蓄能電站應運而生，迎來了它的第一次迅速發展。60年代抽水蓄能電站的裝機容量年均增加1259MW，而70年代和80年代更是各增加3051MW和4036MW。到1990年，全世界抽水蓄能電站裝機容量達86879MW，占總裝機容量的3.15%。

20世紀90年代以后，世界經濟增長速度大幅下降，經濟增長減速導致電力負荷增長放慢，抽水蓄能電站6.建設也不例外，年均增長率從80年代的6.45%降至1.55%。對日本而言，跨入20世紀90年代，因泡沫經濟破滅。日元大幅升值及大阪神戶地區大地震的影響，日本經濟陷入長期低迷。經濟衰退對抽水蓄能電站的影響有滯后效應，90年代上半期抽水蓄能電站裝機容量年均增長為4.35%，與80年代持平，90年代下半期增長率降到2.15%，為上半期的一半。美國抽水蓄能電站裝機容量在20世紀80年代還居世界首位，90年代被日本超越，局世界第二位。

二 世界各國典型抽水蓄能電站簡介

崗南混合式抽水蓄能電站位于河北省平山縣，是我國第一臺抽水蓄能機組在電力工業中服務運行，雖然規模較小，但它設計合理，為我國抽水蓄能電站的發展起到了領先引導的作用。

潘家口抽水蓄能電站位于河北省遷西縣，建設初期電站安裝常規水電機組1×150MW，可逆式機組3×90MW，是我國第一座大型的混合式抽水蓄能電站。

羊桌雍湖抽水蓄能電站位于西藏自治區貢嘎縣，廠房海拔高程3604.3m，是拉薩電網電力供應，調峰填谷，穩定運行的主力電廠，同時也是世界上海拔最高的抽水蓄能電站。

奧地利奎泰抽水蓄能電站是世界的豎井式抽水蓄能電站，奎泰與澤爾茨梯級水電站組代表著奧地利當今高水頭水電站設計與施工的水平，處于奧地利蒂勞爾地區的芬斯塔爾大壩，芬斯塔爾水庫容積為6000萬立方米，但僅僅控制流域面積6km2，其所需需水量的88%要靠其下雨的奎泰抽水蓄能電站填充。

錫亞比舍抽水蓄能電站是伊朗第一座抽水蓄能電站。電站工程區域為強震區，設計地震地面加速度為0.45g。位于伊朗高原厄爾布爾山分水嶺北側恰盧斯(chalus)河上。電站利用恰盧斯河的一個彎段，在其上下游形成上下水庫，巧妙地設計使該電站僅通過3km多的水道，就得到近500m的水頭。該電站是一座純抽水蓄能電站，沒有常規水輪發電機組。

沖繩抽水蓄能電站是世界第一座海水抽水蓄能電站，于1999年3月在日本沖繩島建成。為適應海水的特性，提高電站效率和耐久性，同時也滿足環境保護的需求，該電站采用了許多特殊技術。如采用合成橡膠面板作為防滲襯砌，采用玻璃纖維增強塑料(FRP)管和玻璃纖維增強塑料涂層(FRPM)作為高壓管道斜直段等。建設海水抽水蓄能需要有合理的選址。而中國擁有近3200公里長的海岸線，其中大陸岸線1800公里，這就為中國的海水抽水蓄能電站的選址提供了很多可選擇的選址。海水抽水蓄能電站的開發使抽水蓄能電站的選址范圍擴大，有廣闊的應用前景。

三 抽水蓄能電站的發展趨勢

隨著亞洲經濟的快速發展，特別是中國、印度等國土面積大，經濟發展較快，電力需求激增的國家。現在正是高耗電的重化工業和家用電器普及化階段，也是電力負荷和峰谷差迅速增加的階段。抽水蓄能電站的建設在這些國家進入高速發展期。世界抽水蓄能電站的發展重點已經由歐美向亞洲轉移。

與核電站和火電站相比，水電站在生產過程中不會產生核廢料，不會引起大氣污染。但是，水電站對所在地區的局部環境是有影響的，影響局部氣候，影響魚類洄游，損害景觀等。由于抽水蓄能電站要靠火電站發電抽水，所以會比常規水電站釋放的污染氣體多一些。但由于其下庫容相對較小，因此對局部環境的不利影響較常規水電站小得多。

我國相關機構的研究表明，抽水蓄能電站在以火電為主的電網中所占比重以8%～5%為宜。就是說，按保守數值5%的比重估計，我國近期需配置的抽水蓄能容量也在30000MW的水平上，長期來看，發展潛力巨大。可以說，我國將迎來抽水蓄能電站的新的建設高潮。

從世界范圍來看，當今世界科技水平在不斷發展，像海水抽水蓄能電站地下式抽水蓄能電站這樣的技術要求高的電站，在未來也會實現常態化建設，常態化運行。世界范圍內，特別是經濟高速發展的發展中國家，抽水蓄能電站的發展正迎來其新的黃金發展期。

[1]邱彬如.世界抽水蓄能式水電站新發展，.北京：中國電力出版社，2006

[2]潘家錚，何璟.中國抽水蓄能電站建設.北京：中國電力出版社，2000

[3]曹善安.抽水蓄能式水電站.大連理工大學出版社，2011