随着全球对可再生能源需求的日益增长,水电作为装机容量最大的清洁能源之一,其开发潜力已逐渐逼近极限。在此背景下,抽水蓄能发电技术应运而生,成为解决电力供需不匹配问题的新途径。抽水蓄能发电的基本原理在于利用电网负荷低谷时的多余电力,将水抽至上水库储存,待电力需求高峰时放水发电,从而实现电力的有效调节与储存。
抽水蓄能电站的历史可追溯至140多年前,而在上世纪60至80年代,该技术迎来了发展的黄金时期。美国、西欧等发达国家在此期间建设了大量抽水蓄能电站,其中美国的巴斯康蒂抽水蓄能电站更是以其300万千瓦的装机容量和年发电量超50亿度的纪录,雄踞全球榜首近40年之久。然而,这一纪录在去年被中国河北丰宁抽水蓄能电站所打破。
河北丰宁抽水蓄能电站位于承德市丰宁县,距离北京仅180公里直线距离。该地区四周高山环绕,水流湍急,为抽水蓄能电站的建设提供了得天独厚的地理条件。电站由上、下两个水库组成,通过6条直径约7米的双向水道相连,两座水库之间的高差达到惊人的425米。当电力需求增加时,上水库的水将被放至下水库,通过水流驱动涡轮机发电,源源不断地为电网提供电力。
丰宁抽水蓄能电站的建设规模宏大,总投资高达192亿人民币。电站分为两期建设,每期装机容量均为180万千瓦,共有12台机组。作为华北地区唯一具有周调节性能的抽水蓄能电站,丰宁电站在调节电网负荷、保障电力供应稳定方面发挥着重要作用。电站的建设还创造了多项世界纪录,如地下厂房单体总长度、高度和跨度均居全球之首,地下洞室数量之多、总长度之长也当属世界之最。
丰宁抽水蓄能电站的水库容量巨大,上水库库容为5800万立方米,下水库库容为6070万立方米,合计接近1.2亿立方米。当上水库蓄满水时,其蕴含的能量相当于5000万度电,堪称世界上最大的“电池”。自2021年12月首批机组投产发电以来,丰宁电站已累计发电87亿千瓦时,消纳新能源和低谷电量109亿千瓦时,每年可节约标准煤48万吨,减少二氧化碳排放120万吨。在2022年初的北京冬奥会期间,丰宁电站更是为冬奥场馆提供了全覆盖的绿色电力,为京津冀地区的协同发展注入了源源不断的绿色动力。