抽水蓄能電站：電力系統超級“充電寶”

李耕拓

日前，湖南省衡陽市兩個大型抽水蓄能電站——衡南大王廟抽水蓄能電站、常寧抽水蓄能電站，先后通過國家相關單位的審核，即將開工建設。

可能會有不少人提出這樣的疑問：什么是抽水蓄能電站？抽水蓄能電站設有上、下兩個水庫，在用電低谷時將下水庫的水抽取儲存到上水庫中，在用電高峰時再從上水庫放水發電，以補充電力不足，用來解決用電峰谷差過大造成的“高峰不夠用，低谷用不完”的問題。

作為利用水力能源的一種重要方式，抽水蓄能電站就像電力銀行一樣，能儲電發電，轉換效率可達75％甚至更高，即用4度電抽上去的水能發3度電甚至更多。這如同用4個蘋果去換人家3個同樣的蘋果，這看起來有點吃虧，但實際上是3大于4，因為蓄水用的是低谷電，而發出的是高峰電。所以，建抽水蓄能電站就是用4個蘋果換取3個蘋果的好買賣。這是因為電力的生產和消費是同步完成的，通常很難用其他方法儲存，剩余的電力如果不這樣利用就會化為烏有，所以建設抽水蓄能電站是很劃算的。

抽水蓄能電站有不少優點，如建設費用低，而且不受河流地域限制，可建在用電中心區域附近，有利于減少電能輸送的損失。特別是啟動迅速，運行靈活、可靠，適合承擔調頻、調相、事故備用等任務。水也可以反復利用，降低了電網成本，因此對我國特高壓、智能電網的發展、穩定安全運行有著重要意義。如出現意外或緊急事故全部瓦解時，抽水蓄能電站從啟動到滿負荷運行只需一兩分鐘，由抽水運行轉換到發電工況僅需三四分鐘，而起用火電時間要長得多。總之，抽水蓄能電站是現代電網的“快速反應部隊”，如果把儲能比作電力系統的“充電寶”，那么抽水蓄能電站相當于便宜、環保又安全的超級“充電寶”。

世界上最早的抽水蓄能電站，是1882年建于瑞士蘇黎世的奈特拉抽水蓄能電站，起初發展緩慢，直到20世紀六七十年代后才得以迅速發展。據不完全統計，現在世界上抽水蓄能電站有400多座，總裝機容量在1億千瓦以上。世界上許多發達國家，如美國、英國、法國、意大利、日本等，很早就興建了不少大型的抽水蓄能電站。這類電站占發達國家電站總數10％～15％，在法國更高達19%。國外抽水蓄能電站的迅速發展不僅表現在數量和容量上，還表現在電站的類型及調節性能方面更加多樣。

我國能源長期緊張，因此抽水蓄能電站的發展有很大的潛力。我國抽水蓄能電站建設始于20世紀70年代后期，起步較晚，但起點較高，現在已處于世界一流水平。到2022年10月，我國在建、在運的抽水蓄能電站有70座，單個抽水蓄能電站裝機容量以及全國裝機總量均位居世界首位。

我國現有兩座并列為世界第二大的抽水蓄能電站——廣東省的廣州抽水蓄能電站、惠州抽水蓄能電站，總裝機容量均為240萬千瓦，僅次于美國1985年建成的裝機容量300.3萬千瓦的巴斯康蒂抽水蓄能電站。

目前，我國在建的江西靖安洪屏抽水蓄能電站，總裝機容量也達到240萬千瓦。工程分兩期建設，一期工程裝機容量為120萬千瓦，已于2016年建成投產。在建的河北省承德市豐寧抽水蓄能電站更是巨無霸，總裝機容量360萬千瓦，全部建成后將成為世界上最大的同類電站。電站分兩期開發，一期工程180萬千瓦機組已于2021年12月30日正式投產發電，隨后就服務于北京冬奧會的綠電供應。

不過，我國抽水蓄能電站的裝機容量占國內電源總裝機容量比例僅約1.5％，與發達國家和地區4％～8％的水平還有很大差距。為此，國家能源局2021年9月印發了《抽水蓄能中長期發展規劃（2021～2035年）》，到2025年抽水蓄能投產總規模較“十三五”翻一番，到2030年抽水蓄能投產總規模再翻一番。簡單估算，未來15年我國抽水蓄能裝機將迎來約10倍的增長，為我國經濟向穩向好提供更加可靠的動力。