動態(tài)與觀點
豐寧電站為北京冬奧供能、長龍山電站服務于長三角、陽江電站服務于粵港澳大灣區(qū)……最近，我國有多座抽水蓄能電站投產(chǎn)，在助力實現(xiàn)“雙碳”目標的同時，推動我國能源轉(zhuǎn)型與綠色發(fā)展。
“目前的儲能裝置大體可分為物理儲能（抽水蓄能、壓縮空氣）、電磁儲能和化學儲能。”國網(wǎng)新源控股有限公司發(fā)展策劃部主任余賢華對中國知識產(chǎn)權(quán)報記者表示，相比于其它儲能方式，抽水蓄能具備技術最成熟、經(jīng)濟性最優(yōu)、綠色低碳清潔和最具備大規(guī)模儲能和開發(fā)條件等產(chǎn)業(yè)特點，因而得到了快速發(fā)展和廣泛應用。
“電力糧倉”齊發(fā)力
儲能發(fā)展正當時
2021年12月30日，國網(wǎng)新源河北豐寧抽水蓄能電站首批機組投產(chǎn)發(fā)電儀式，人頭攢動、目光灼灼。這個被譽為世界最大的“超級充電寶”正式投產(chǎn)發(fā)電。豐寧電站安裝12臺單機容量30萬千瓦機組，總裝機規(guī)模360萬千瓦，年設計發(fā)電量66.12億千瓦時，年抽水電量87.16億千瓦時。
“豐寧電站是國家電網(wǎng)服務北京冬奧場館實現(xiàn)100%綠電供應的重點工程，也是助力實現(xiàn)‘雙碳’目標，推動能源轉(zhuǎn)型與綠色發(fā)展，構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的重要成果。”余賢華表示，豐寧電站能夠替代一定容量的煤電機組，每年可節(jié)約標準煤約48萬噸，減少二氧化碳排放約120萬噸。
2021年7月1日，由中國三峽建工（集團）有限公司（下稱三峽建工）建設管理的浙江長龍山抽水蓄能電站首臺機組準點投產(chǎn)發(fā)電，向建黨100周年獻禮，創(chuàng)造了“國內(nèi)在建額定水頭最高（世界最大發(fā)電水頭）、機組綜合設計制造難度最大”等多項世界第一或國內(nèi)第一的好成績。在隨后幾個月里，該電站2號和3號機組也相繼投產(chǎn)發(fā)電，實現(xiàn)了一年三投產(chǎn)的目標。
最近，位于廣東省梅州市的梅州抽水蓄能電站和陽春市的陽江抽水蓄能電站首臺機組也相繼投產(chǎn)發(fā)電，被譽為粵港澳大灣區(qū)“電力糧倉”……自2021年以來，我國已有多座抽水蓄能電站竣工投產(chǎn)。僅國家電網(wǎng)就先后投產(chǎn)5座抽水蓄能電站共10臺機組，裝機容量315萬千瓦，有力支撐了國家經(jīng)濟社會發(fā)展。
如今，我國已經(jīng)建成潘家口、十三陵、天荒坪、仙居、績溪、長龍山等一批大型抽水蓄能電站。“加快建設抽水蓄能電站在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)、保障能源電力安全、促進清潔能源消納中具有重要戰(zhàn)略意義?！比龒{建工抽水蓄能業(yè)務部主任李國亞對本報記者表示，目前，我國抽水蓄能電站裝機容量世界第一，未來抽水蓄能將繼續(xù)加快發(fā)展。
攻克“婁山關”
啃下硬骨頭
“抽水蓄能電站是通過把低處的水抽到高處來蓄集能量，待電力系統(tǒng)需要時再發(fā)電的水電站?！睎|方電氣集團東方電機有限公司（下稱東方電機）產(chǎn)品開發(fā)部副部長宋敏對本報記者表示，它把電網(wǎng)負荷低谷時多余的電能轉(zhuǎn)化為水的勢能儲存起來，在負荷高峰時將水的勢能轉(zhuǎn)化為電能，實現(xiàn)了電能的有效儲存，并將電能在時間上重新分配，有效調(diào)節(jié)了電力系統(tǒng)的動態(tài)平衡。
抽水蓄能機組被譽為水電設備領域“皇冠上的明珠”，其研發(fā)和制造，是水力發(fā)電行業(yè)最復雜、最難啃的硬骨頭。以東方電機、哈電集團哈爾濱電機廠有限責任公司（下稱哈電電機）為代表的我國電力裝備制造企業(yè)，推動我國抽水蓄能技術和裝備制造水平進一步躍升，促進經(jīng)濟社會發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型。
“能否研制抽蓄機組是衡量水電設備供應商科技水平的一項關鍵指標。”東方電機研究試驗中心副主任劉德民表示，在抽水蓄能機組研制領域，東方電機通過持續(xù)不斷的技術研發(fā)，攻克了一個個“婁山關”，機組關鍵參數(shù)不斷進步和突破，系統(tǒng)構(gòu)建起具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的抽蓄機組研制和調(diào)試技術體系，樹立行業(yè)新標桿。憑借技術研發(fā)的硬實力加上系統(tǒng)化的調(diào)試技術體系，東方電機成功研制國內(nèi)最高、世界第二的高水頭長龍山抽蓄機組和700米級超高水頭段敦化抽蓄機組，挑戰(zhàn)抽水蓄能機組研制極限，布局并擁有發(fā)明專利19件，實用新型專利72件，把自主知識產(chǎn)權(quán)掌握在自己手中。
作為我國電力裝備制造行業(yè)的龍頭企業(yè)之一，哈電電機積極服務于國家戰(zhàn)略，通過科研創(chuàng)新和攻關，推動我國抽水蓄能技術水平持續(xù)躍升。從上世紀60年代，哈電電機便開始了抽水蓄能研發(fā)，1966年結(jié)合密云電站各項參數(shù)，開始進行水泵水輪機水力研究；1977年，與清華大學等單位合作，開始進行100米水頭段水泵水輪機水力研究；從上世紀80年代中期開始，先后開展了200米、300米和500米水頭段的水泵水輪機水力研究，并研發(fā)出了具有代表性的水泵水輪機轉(zhuǎn)輪。
“抽水蓄能機組的主要研發(fā)難點集中在效率與穩(wěn)定性同時兼顧的問題上，尤其是水力穩(wěn)定性更是難中之難。”哈電電機副總工程師覃大清表示，哈電電機以科研攻關和技術創(chuàng)新為主要手段，解決了機組水力穩(wěn)定性和效率難以兼顧的世界性難題，取得了一系列原創(chuàng)性成果，實現(xiàn)了自主知識產(chǎn)權(quán)，獲得發(fā)明專利6件。運用相關專利，縉云、尚義、易縣、濰坊等電站抽水蓄能機組，即將通過哈電電機的研發(fā)制造，走上“工作崗位”。
帶動一方經(jīng)濟
造福一方百姓
抽水蓄能電站投資較大，建設周期較長，具有帶動力強、中長期經(jīng)濟效益顯著等優(yōu)勢。同時，這些項目可有力帶動電源、電工裝備、用能設備、原材料等上下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展，推動裝備制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級，提高產(chǎn)業(yè)鏈供應鏈穩(wěn)定性和現(xiàn)代化水平，對穩(wěn)投資、保就業(yè)、惠民生發(fā)揮十分重要的作用。
“以豐寧電站為例，可改善當?shù)亟煌ê蜕罨A設施，帶動投資和相關產(chǎn)業(yè)發(fā)展，拉動地方GDP增長超過422億元?！庇噘t華表示，豐寧電站工程建設高峰期作業(yè)人員達4000人，工程累計使用鋼筋13.6萬噸、鋼板4.3萬噸、承德本地水泥近80萬噸，帶動了一方經(jīng)濟，造福了一方百姓。
為適應新型電力系統(tǒng)建設和大規(guī)模高比例新能源發(fā)展，助力國家實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”目標，2021年9月，國家能源局發(fā)布了《抽水蓄能中長期發(fā)展規(guī)劃（2021—2035年）》（下稱《規(guī)劃》），要求加快抽水蓄能電站核準建設：到2025年，抽水蓄能投產(chǎn)總規(guī)模較“十三五”翻一番，達到6200萬千瓦以上；到2030年，抽水蓄能投產(chǎn)總規(guī)模較“十四五”再翻一番，達到1.2億千瓦左右；到2035年，形成滿足新能源高比例大規(guī)模發(fā)展需求的，技術先進、管理優(yōu)質(zhì)、國際競爭力強的抽水蓄能現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)，培育形成一批抽水蓄能大型骨干企業(yè)。
“隨著《規(guī)劃》的出臺和未來幾年的陸續(xù)實施，我國抽水蓄能大型骨干企業(yè)將發(fā)揮優(yōu)勢，在抽水蓄能電站建設和機組的制造中再展身手，為我國能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化、實現(xiàn)‘雙碳’目標和推動經(jīng)濟社會發(fā)展注入更多新動能。”哈電電機黨建工作部副主任富宏杰表示。
