黨的二十大報告提出，“加快規劃建設新型能源體系”。作為構建新型能源體系的重要技術(shù)和基礎裝備，抽水蓄能和以電化學(xué)儲能、壓縮空氣儲能等為代表的新型儲能技術(shù)，為實(shí)現碳達峰碳中和目標提供了重要支撐，同時(shí)也推動(dòng)了國內能源行業(yè)的轉型升級。

　　儲能的意義是什么，技術(shù)原理如何，未來(lái)又該怎樣發(fā)展？為回答這些問(wèn)題，本版今日推出“經(jīng)濟聚焦·一線(xiàn)看儲能”系列報道，跟隨記者的腳步，來(lái)到河北豐寧、江蘇常州、山東滕州等地，關(guān)注不同儲能技術(shù)在當地的應用和發(fā)展，同時(shí)采訪(fǎng)行業(yè)專(zhuān)家等相關(guān)人士，探討儲能行業(yè)的發(fā)展態(tài)勢。

　　——編 者

　　京北200公里，發(fā)源于河北豐寧滿(mǎn)族自治縣的灤河，穿越連綿起伏的燕山山脈，流淌而下，蘊含巨大能量。上世紀90年代，當地便在此攔河筑壩，建設水庫，蓄水發(fā)電。

　　而今，在該水庫上方的崇山峻嶺中，又修建起另一個(gè)上水庫。上下兩個(gè)水庫落差400多米。以水為介，升降間電能、勢能互相轉化，既消納了張北地區輸送的富余風(fēng)光綠電，又維護了電網(wǎng)安全運行，宛如一個(gè)巨大的“充電寶”。

　　這便是由我國自主設計建設、世界裝機容量最大的抽水蓄能電站——國網(wǎng)新源河北豐寧抽水蓄能電站。該電站于2013年開(kāi)工建設，設計建設12臺30萬(wàn)千瓦機組，總裝機容量達360萬(wàn)千瓦。2022年12月16日，豐寧抽水蓄能電站8號機組正式投產(chǎn)發(fā)電，目前電站共計7臺機組投產(chǎn)。

　　抽水蓄能電站如何運轉、發(fā)揮怎樣作用、擁有哪些優(yōu)勢？記者近日走訪(fǎng)豐寧，一探究竟。

　　如何儲能？

　　向上抽水蓄能，向下放水發(fā)電

　　驅車(chē)來(lái)到豐寧抽水蓄能電站的上水庫，只見(jiàn)四周蒼茫逶迤、群峰環(huán)抱。這里海拔超過(guò)1500米，是目之所及的最高處。

　　“上水庫所在的這片山谷就像一個(gè)天然水盆，且上下庫間距和高差適中，可謂得天獨厚。”國網(wǎng)新源河北豐寧抽水蓄能有限公司副總經(jīng)理吳培枝說(shuō)。

　　然而，四下觀(guān)察，記者心生疑問(wèn)：上水庫地處高處，既沒(méi)有上游來(lái)水河道，也沒(méi)有下游出水河道，只是孤零零的一座庫盆，水從何處來(lái)，又去往何處？

　　吳培枝指向水庫下方說(shuō)：“山體深處修建了6條雙向水道，直徑約7米，連接上下水庫。上水庫通過(guò)水道向上抽水，也反過(guò)來(lái)向下水庫放水，如此往復，實(shí)現蓄能和發(fā)電。”

　　驅車(chē)下山，行至一座巨大的山門(mén)。大門(mén)緩緩打開(kāi)，只見(jiàn)一條巨大的通道向下延伸，向內行駛一段，方才豁然開(kāi)朗。地下廠(chǎng)房長(cháng)400多米、寬25米、內高50多米，建于6條雙向水道上方。在廠(chǎng)房中央，一排白色圓頂形機組一字排開(kāi)，連接地下輸水系統，這正是整座抽水蓄能電站的關(guān)鍵——12臺30萬(wàn)千瓦可逆式水泵水輪機發(fā)電電動(dòng)機組。

　　“抽水時(shí)用電驅動(dòng)水泵，發(fā)電時(shí)則由勢能推動(dòng)水輪機發(fā)電，一臺機組兼具抽水和發(fā)電功能。”吳培枝介紹。

　　正在此時(shí)，在廠(chǎng)房頂部中控室內，電站運營(yíng)部負責人接到電網(wǎng)調度的指令，坐在電腦前啟動(dòng)機組放水發(fā)電，機組附近的地板出現些許震動(dòng)。“機組可以在5分鐘內由滿(mǎn)負荷抽水轉變?yōu)闈M(mǎn)負荷發(fā)電。相較傳統大型水電站，豐寧抽水蓄能電站水泵水輪機葉片扁平且較小，輸水管道窄且流速快。”吳培枝解釋。

　　不過(guò)，管道窄，如果遇到砂石、木頭等雜物，豈不是容易阻塞水道甚至損傷葉片？

　　原來(lái)，流經(jīng)下水庫時(shí)，灤河河水會(huì )先被導入建設好的月牙形河谷進(jìn)行沉淀。每逢枯水期，還會(huì )對沉淀的泥沙及樹(shù)障進(jìn)行清理。“不僅保障了蓄能系統安全運行，還改善了灤河水環(huán)境。”吳培枝說(shuō)。

　　有何作用？

　　保障電網(wǎng)安全，減少棄風(fēng)棄光

　　“抽水蓄能是在電力系統負荷低谷時(shí)，利用電網(wǎng)的富余電力將水從下水庫抽到上水庫儲存起來(lái)；在負荷高峰時(shí)，將上水庫儲存的水放到下水庫進(jìn)行發(fā)電，從而調解供需矛盾。”國網(wǎng)新源河北豐寧抽水蓄能有限公司黨委書(shū)記、董事長(cháng)何一純說(shuō)，抽水蓄能具有調峰、調頻、調相、儲能系統備用等功能，是現代電力系統重要的穩壓器、調節器和存儲器。

　　“春節期間，華北電網(wǎng)負荷低谷持續時(shí)間較長(cháng)，在豐寧抽水蓄能電站7臺已投運機組全部運行的情況下，國網(wǎng)華北分部調度控制中心緊急調用第八臺調試機組抽水啟動(dòng)5次，電站總出力最高達240萬(wàn)千瓦，有效保障了春節期間電網(wǎng)安全運行。”國網(wǎng)新源河北豐寧抽水蓄能有限公司運行部負責人趙日升說(shuō)。

　　除此之外，有效減少棄風(fēng)棄光也是豐寧抽水蓄能電站的一大本領(lǐng)。

　　北京冬奧會(huì )、冬殘奧會(huì )期間，張家口地區的風(fēng)電、光伏電能被源源不斷地輸送到各個(gè)場(chǎng)館。然而，風(fēng)能、太陽(yáng)能等新能源受到自然因素影響，呈現隨機性與波動(dòng)性。“冬奧會(huì )開(kāi)幕式及很多賽事在夜間舉行，那個(gè)時(shí)間沒(méi)有陽(yáng)光，風(fēng)力也不穩定，需要通過(guò)放水發(fā)電，保障冬奧場(chǎng)館穩定運行。等到用電負荷小、風(fēng)力大的時(shí)候，又可以抽水蓄能。”何一純介紹。

　　作為張北柔性直流電網(wǎng)的重要環(huán)節，豐寧抽水蓄能電站幫助其將張家口地區的清潔電能輸送到各個(gè)冬奧場(chǎng)館，助力實(shí)現100%綠電供應。據統計，2022年北京冬奧會(huì )、冬殘奧會(huì )期間，豐寧抽水蓄能電站投運的1號、10號機組共抽水啟動(dòng)107次、發(fā)電啟動(dòng)94次，消納新能源1.15億千瓦時(shí)、發(fā)電8300萬(wàn)千瓦時(shí)。

　　據估計，2024年豐寧抽水蓄能電站完全建成投產(chǎn)后，每年將節省標煤量48萬(wàn)噸，減少二氧化碳排放130萬(wàn)噸，推動(dòng)華北地區的能源清潔低碳轉型。

　　前景怎樣？

　　規模快速擴大，管理有待完善

　　隨著(zhù)風(fēng)電、光伏發(fā)電的大規模開(kāi)發(fā)，為緩解風(fēng)光發(fā)電與用電負荷的不匹配、降低棄風(fēng)棄光率，近年來(lái)國內不少省份在風(fēng)電、光伏發(fā)電項目開(kāi)發(fā)建設申報方案中，被要求“配套建設一定比例的儲能設施或提供相應的調峰能力”。“特別是在遠距離傳輸的特高壓線(xiàn)路中，建設適當規模的抽水蓄能電站，可以充分發(fā)揮其獨有的快速反應特性，有效防范故障風(fēng)險，防止事故擴大和系統崩潰。”趙日升說(shuō)。

　　中國電力建設集團有限公司黨委書(shū)記、董事長(cháng)丁焰章表示，發(fā)展抽水蓄能，提升電力系統靈活調節能力，是構建以新能源為主體的新型電力系統的關(guān)鍵手段，有利于保障傳統能源有序退出，實(shí)現新能源大規模安全可靠替代，推動(dòng)綠色低碳發(fā)展。

　　“相比于其他儲能方式，抽水蓄能具有設備壽命長(cháng)、儲能規模大、轉換效率高、技術(shù)成熟、清潔環(huán)保等特點(diǎn)，更適宜大規模開(kāi)發(fā)。”何一純說(shuō)。數據顯示，截至2022年底，我國抽水蓄能電站裝機規模約4579萬(wàn)千瓦。國家能源局2021年9月發(fā)布的《抽水蓄能中長(cháng)期發(fā)展規劃（2021—2035年）》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《規劃》）提出，到2025年，抽水蓄能投產(chǎn)總規模6200萬(wàn)千瓦以上；到2030年，投產(chǎn)總規模1.2億千瓦左右。

　　盡管發(fā)展空間巨大，但由于存在價(jià)格機制不完善、相關(guān)政策落地執行較慢等問(wèn)題，未來(lái)要推動(dòng)抽水蓄能的健康穩定發(fā)展，還需要進(jìn)一步改革電價(jià)制度和管理體制。2021年4月發(fā)布的《國家發(fā)展改革委關(guān)于進(jìn)一步完善抽水蓄能價(jià)格形成機制的意見(jiàn)》指出，要堅持并優(yōu)化抽水蓄能兩部制電價(jià)政策，健全抽水蓄能電站費用分攤疏導方式，并強化抽水蓄能電站建設運行管理。《規劃》也指出，要完善抽水蓄能價(jià)格機制，明確市場(chǎng)化調峰資源建設。

　　“未來(lái)，隨著(zhù)抽水蓄能規模不斷擴大、運營(yíng)管理制度更加完善，將更有利于構建以新能源為主體的新型電力系統，助力‘雙碳’目標實(shí)現。”何一純說(shuō)。

　　記者 張騰揚