新型抽蓄技術儲能又調水

今年以來，以沙漠、戈壁、荒漠地區為重點的大型風電光伏發電基地建設加快推進。隨著新能源裝機量快速攀升，電力系統的安全穩定遭遇前所未有的挑戰。尤其在西部、北部等新能源資源富集地區，清潔能源資源總量巨大但現有調節能力不足的矛盾尤為突出。

風光新能源發電具有間歇性、隨機性和波動性特點。國家能源局近日發布的《新型電力系統發展藍皮書》提出，新能源占比不斷提高，快速消耗電力系統靈活調節資源，系統平衡和安全問題更加突出。

全球能源互聯網發展合作組織駐會副主席劉澤洪表示，常規水電和抽水蓄能是較好的調節手段，但受水資源、開發條件等限制，西北新能源富集地區極度缺水，當地開發水電和抽蓄的規模相對有限。電化學儲能等新型儲能目前成本還較高，存在一定安全隱患，對電力系統的慣量支撐能力也不足。長期看，現有調節手段難以滿足西部、北部地區遠期新能源大規模開發的需求，需要尋找新的方式。

與此同時，為解決西部地區水資源分布不均衡的問題，社會各界對西南到西北的跨流域調水開展了廣泛研究。中國水利水電科學研究院水資源研究所水資源調度研究室副主任王超介紹，目前，南水北調中、東線一期工程已經建成投運，經濟、社會和生態效益顯著。西線工程如今還處在規劃論證階段，面臨巨大挑戰。如果采取自流方式，上游整體的可調水量很小，對調水規模的影響就很大。如果采取泵站提水的方式，將取水口設置到下游，雖然說工程調水規模可以急劇增大，但又面臨提水能耗的問題。

為增加新的靈活調節資源，同時解決西部地區水資源分布不均的問題，全球能源互聯網發展合作組織創新提出新型抽水蓄能理念，并基于這一理念設計調水工程，探索利用資源優勢同時解決“水”和“能”的問題。

新型抽水蓄能除蓄能和發電功能外，還能實現另一個重要功能——跨流域調水，相當于將抽水蓄能的“點”串聯進調水工程的“線”，是實現水和電融合發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力，在水量豐沛的取水河道利用抽蓄機組將水從低位提到高位的調蓄水庫進行蓄能；再通過沿等高線自然坡降的引水設施實現跨流域轉移；最后將水放入需要補水的目標流域，同時利用高差將水體勢能轉化為電能，一體化實現提水、蓄水、引水和發電，具有風光賦能、電水協同、抽發分離、運行靈活四大特點。

全球能源互聯網發展合作組織提出，西部調水工程方案自西南地區的主要河流取水，年調水量400億立方米，至黃河后一部分補充黃河徑流，主要供給甘肅、寧夏、內蒙古、陜西、山西等地用水；另一部分繼續調水至新疆，最遠到達和田，且兼顧河西走廊地區。同步建設抽蓄裝機6.5億千瓦，發電裝機1.9億千瓦。

“這樣的融合工程，總體投資與單一調水工程差不多。在同樣調水能力的情況下，相當于多了一系列抽水蓄能的電站群，具備了更好的調節能力，能夠為電力系統共享一些調節能力。總體上來看，通過一份投資獲得兩份收益。”劉澤洪說。

從經濟性方面看，調水成本大約為3.5元/立方米，經濟性好。在促進能源轉型方面，工程提水段的新型抽蓄、放水段的水電機組均為調節性電源，可為系統提供超過6.5億千瓦常規抽蓄（或新型儲能）的調節能力，滿足15億千瓦至20億千瓦風光新能源靈活調節要求，有力支撐碳中和目標下西部風光資源的規模化開發。

劉澤洪表示，實施基于新型抽蓄的西部調水新方案能夠有效消化工程施工產能，帶動有效投資，拓展國家發展空間和戰略縱深，重塑西北地區生態環境，促進能源低碳轉型，具有顯著的社會、經濟、環境等多方面效益。

王超認為，“將清潔能源規模化開發、新型抽水蓄能與西部調水相結合，是一種全新的思路，尤其從整體來看經濟性比較好。此外，分析西部調水工程經濟效益的時候，不光要分析直接效益，還要更多地分析社會效益和生態效益”。（經濟日報記者 王軼辰）