动态与观点

“超级充电宝”点亮万家灯火

2022-01-26
浏览量
2035

  丰宁电站为北京冬奥供能、长龙山电站服务于长三角、阳江电站服务于粤港澳大湾区……最近,我国有多座抽水蓄能电站投产,在助力实现“双碳”目标的同时,推动我国能源转型与绿色发展。

  “目前的储能装置大体可分为物理储能(抽水蓄能、压缩空气)、电磁储能和化学储能。”国网新源控股有限公司发展策划部主任余贤华对中国知识产权报记者表示,相比于其它储能方式,抽水蓄能具备技术最成熟、经济性最优、绿色低碳清洁和最具备大规模储能和开发条件等产业特点,因而得到了快速发展和广泛应用。

  “电力粮仓”齐发力

  储能发展正当时

  2021年12月30日,国网新源河北丰宁抽水蓄能电站首批机组投产发电仪式,人头攒动、目光灼灼。这个被誉为世界最大的“超级充电宝”正式投产发电。丰宁电站安装12台单机容量30万千瓦机组,总装机规模360万千瓦,年设计发电量66.12亿千瓦时,年抽水电量87.16亿千瓦时。

  “丰宁电站是国家电网服务北京冬奥场馆实现100%绿电供应的重点工程,也是助力实现‘双碳’目标,推动能源转型与绿色发展,构建新型电力系统的重要成果。”余贤华表示,丰宁电站能够替代一定容量的煤电机组,每年可节约标准煤约48万吨,减少二氧化碳排放约120万吨。

  2021年7月1日,由中国三峡建工(集团)有限公司(下称三峡建工)建设管理的浙江长龙山抽水蓄能电站首台机组准点投产发电,向建党100周年献礼,创造了“国内在建额定水头最高(世界最大发电水头)、机组综合设计制造难度最大”等多项世界第一或国内第一的好成绩。在随后几个月里,该电站2号和3号机组也相继投产发电,实现了一年三投产的目标。

  最近,位于广东省梅州市的梅州抽水蓄能电站和阳春市的阳江抽水蓄能电站首台机组也相继投产发电,被誉为粤港澳大湾区“电力粮仓”……自2021年以来,我国已有多座抽水蓄能电站竣工投产。仅国家电网就先后投产5座抽水蓄能电站共10台机组,装机容量315万千瓦,有力支撑了国家经济社会发展。

  如今,我国已经建成潘家口、十三陵、天荒坪、仙居、绩溪、长龙山等一批大型抽水蓄能电站。“加快建设抽水蓄能电站在构建新型电力系统、保障能源电力安全、促进清洁能源消纳中具有重要战略意义。”三峡建工抽水蓄能业务部主任李国亚对本报记者表示,目前,我国抽水蓄能电站装机容量世界第一,未来抽水蓄能将继续加快发展。

  攻克“娄山关”

  啃下硬骨头

  “抽水蓄能电站是通过把低处的水抽到高处来蓄集能量,待电力系统需要时再发电的水电站。”东方电气集团东方电机有限公司(下称东方电机)产品开发部副部长宋敏对本报记者表示,它把电网负荷低谷时多余的电能转化为水的势能储存起来,在负荷高峰时将水的势能转化为电能,实现了电能的有效储存,并将电能在时间上重新分配,有效调节了电力系统的动态平衡。

  抽水蓄能机组被誉为水电设备领域“皇冠上的明珠”,其研发和制造,是水力发电行业最复杂、最难啃的硬骨头。以东方电机、哈电集团哈尔滨电机厂有限责任公司(下称哈电电机)为代表的我国电力装备制造企业,推动我国抽水蓄能技术和装备制造水平进一步跃升,促进经济社会发展全面绿色转型。

  “能否研制抽蓄机组是衡量水电设备供应商科技水平的一项关键指标。”东方电机研究试验中心副主任刘德民表示,在抽水蓄能机组研制领域,东方电机通过持续不断的技术研发,攻克了一个个“娄山关”,机组关键参数不断进步和突破,系统构建起具有完全自主知识产权的抽蓄机组研制和调试技术体系,树立行业新标杆。凭借技术研发的硬实力加上系统化的调试技术体系,东方电机成功研制国内最高、世界第二的高水头长龙山抽蓄机组和700米级超高水头段敦化抽蓄机组,挑战抽水蓄能机组研制极限,布局并拥有发明专利19件,实用新型专利72件,把自主知识产权掌握在自己手中。

  作为我国电力装备制造行业的龙头企业之一,哈电电机积极服务于国家战略,通过科研创新和攻关,推动我国抽水蓄能技术水平持续跃升。从上世纪60年代,哈电电机便开始了抽水蓄能研发,1966年结合密云电站各项参数,开始进行水泵水轮机水力研究;1977年,与清华大学等单位合作,开始进行100米水头段水泵水轮机水力研究;从上世纪80年代中期开始,先后开展了200米、300米和500米水头段的水泵水轮机水力研究,并研发出了具有代表性的水泵水轮机转轮。

  “抽水蓄能机组的主要研发难点集中在效率与稳定性同时兼顾的问题上,尤其是水力稳定性更是难中之难。”哈电电机副总工程师覃大清表示,哈电电机以科研攻关和技术创新为主要手段,解决了机组水力稳定性和效率难以兼顾的世界性难题,取得了一系列原创性成果,实现了自主知识产权,获得发明专利6件。运用相关专利,缙云、尚义、易县、潍坊等电站抽水蓄能机组,即将通过哈电电机的研发制造,走上“工作岗位”。

  带动一方经济

  造福一方百姓

  抽水蓄能电站投资较大,建设周期较长,具有带动力强、中长期经济效益显著等优势。同时,这些项目可有力带动电源、电工装备、用能设备、原材料等上下游产业发展,推动装备制造业转型升级,提高产业链供应链稳定性和现代化水平,对稳投资、保就业、惠民生发挥十分重要的作用。

  “以丰宁电站为例,可改善当地交通和生活基础设施,带动投资和相关产业发展,拉动地方GDP增长超过422亿元。”余贤华表示,丰宁电站工程建设高峰期作业人员达4000人,工程累计使用钢筋13.6万吨、钢板4.3万吨、承德本地水泥近80万吨,带动了一方经济,造福了一方百姓。

  为适应新型电力系统建设和大规模高比例新能源发展,助力国家实现“碳达峰、碳中和”目标,2021年9月,国家能源局发布了《抽水蓄能中长期发展规划(2021—2035年)》(下称《规划》),要求加快抽水蓄能电站核准建设:到2025年,抽水蓄能投产总规模较“十三五”翻一番,达到6200万千瓦以上;到2030年,抽水蓄能投产总规模较“十四五”再翻一番,达到1.2亿千瓦左右;到2035年,形成满足新能源高比例大规模发展需求的,技术先进、管理优质、国际竞争力强的抽水蓄能现代化产业,培育形成一批抽水蓄能大型骨干企业。

  “随着《规划》的出台和未来几年的陆续实施,我国抽水蓄能大型骨干企业将发挥优势,在抽水蓄能电站建设和机组的制造中再展身手,为我国能源结构优化、实现‘双碳’目标和推动经济社会发展注入更多新动能。”哈电电机党建工作部副主任富宏杰表示。