抽水蓄能电站：电力系统超级“充电宝”
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日前，湖南省衡阳市两个大型抽水蓄能电站——衡南大王庙抽水蓄能电站、常宁抽水蓄能电站，先后通过国家相关单位的审核，即将开工建设。
可能会有不少人提出这样的疑问：什么是抽水蓄能电站？抽水蓄能电站设有上、下两个水库，在用电低谷时将下水库的水抽取储存到上水库中，在用电高峰时再从上水库放水发电，以补充电力不足，用来解决用电峰谷差过大造成的“高峰不够用，低谷用不完”的问题。
作为利用水力能源的一种重要方式，抽水蓄能电站就像电力银行一样，能储电发电，转换效率可达75％甚至更高，即用4度电抽上去的水能发3度电甚至更多。这如同用4个苹果去换人家3个同样的苹果，这看起来有点吃亏，但实际上是3大于4，因为蓄水用的是低谷电，而发出的是高峰电。所以，建抽水蓄能电站就是用4个苹果换取3个苹果的好买卖。这是因为电力的生产和消费是同步完成的，通常很难用其他方法储存，剩余的电力如果不这样利用就会化为乌有，所以建设抽水蓄能电站是很划算的。
抽水蓄能电站有不少优点，如建设费用低，而且不受河流地域限制，可建在用电中心区域附近，有利于减少电能输送的损失。特别是启动迅速，运行灵活、可靠，适合承担调频、调相、事故备用等任务。水也可以反复利用，降低了电网成本，因此对我国特高压、智能电网的发展、稳定安全运行有着重要意义。如出现意外或紧急事故全部瓦解时，抽水蓄能电站从启动到满负荷运行只需一两分钟，由抽水运行转换到发电工况仅需三四分钟，而起用火电时间要长得多。总之，抽水蓄能电站是现代电网的“快速反应部队”，如果把储能比作电力系统的“充电宝”，那么抽水蓄能电站相当于便宜、环保又安全的超级“充电宝”。
世界上最早的抽水蓄能电站，是1882年建于瑞士苏黎世的奈特拉抽水蓄能电站，起初发展缓慢，直到20世纪六七十年代后才得以迅速发展。据不完全统计，现在世界上抽水蓄能电站有400多座，总装机容量在1亿千瓦以上。世界上许多发达国家，如美国、英国、法国、意大利、日本等，很早就兴建了不少大型的抽水蓄能电站。这类电站占发达国家电站总数10％—15％，在法国更高达19%。国外抽水蓄能电站的迅速发展不仅表现在数量和容量上，还表现在电站的类型及调节性能方面更加多样。
我国能源长期紧张，因此抽水蓄能电站的发展有很大的潜力。我国抽水蓄能电站建设始于20世纪70年代后期，起步较晚，但起点较高，现在已处于世界一流水平。到2022年10月，我国在建、在运的抽水蓄能电站有70座，单个抽水蓄能电站装机容量以及全国装机总量均位居世界首位。
我国现有两座并列为世界第二大的抽水蓄能电站——广东省的广州抽水蓄能电站、惠州抽水蓄能电站，总装机容量均为240万千瓦，仅次于美国1985年建成的装机容量300.3万千瓦的巴斯康蒂抽水蓄能电站。
目前，我国在建的江西靖安洪屏抽水蓄能电站，总装机容量也达到240万千瓦。工程分两期建设，一期工程装机容量为120万千瓦，已于2016年建成投产。在建的河北省承德市丰宁抽水蓄能电站更是巨无霸，总装机容量360万千瓦，全部建成后将成为世界上最大的同类电站。电站分两期开发，一期工程180万千瓦机组已于2021年12月30日正式投产发电，随后就服务于北京冬奥会的绿电供应。
不过，我国抽水蓄能电站的装机容量占国内电源总装机容量比例仅约1.5％，与发达国家和地区4％—8％的水平还有很大差距。为此，国家能源局2021年9月印发了《抽水蓄能中长期发展规划（2021—2035年）》，到2025年抽水蓄能投产总规模较“十三五”翻一番，到2030年抽水蓄能投产总规模再翻一番。简单估算，未来15年我国抽水蓄能装机将迎来约10倍的增长，为我国经济向稳向好提供更加可靠的动力。
（作者系湖南省科普作家协会会员）
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