“秦時明月漢時關(guān)，萬里長征人未還。但使龍城飛將在，不教胡馬度陰山”
陰山，內(nèi)蒙古中部的主要脈絡(luò)，自東向西綿延數(shù)百公里。大青山坐落在陰山山地中段，橫臥于包頭市、呼和浩特市、烏蘭察布市一線以北，其峰巒迭起，山高溝深，素以山高、谷深著稱。2015年6月，在將近2000米的大青山之巔，一汪天池赫然出現(xiàn)——呼和浩特抽水蓄能電站。
一、曾經(jīng)的孤寂內(nèi)蒙古電網(wǎng)唯一的大型調(diào)節(jié)器
抽水蓄能電站，顧名思義，抽水、蓄能。電站明顯的特征為具有上、下兩座水庫，利用輸水系統(tǒng)將其相連，在抽水、放水的過程中使電能與勢能相互轉(zhuǎn)換，從而達(dá)到蓄能的效果。電站運行時，抽水與發(fā)電可靈活轉(zhuǎn)換，即電能富裕時將水抽至上水庫進(jìn)行蓄能，電能缺失時將水放至下水庫進(jìn)行發(fā)電，還適用于調(diào)頻、調(diào)相、穩(wěn)定電力系統(tǒng)的周波和電壓等，提升電網(wǎng)的調(diào)峰能力和系統(tǒng)運行的靈活性。
全國性的抽水蓄能電站資源調(diào)查工作始于2009年，在國家能源局對部分省份的抽水蓄能電站選點規(guī)劃進(jìn)行批復(fù)后，多地區(qū)的抽水蓄能電站如雨后春筍般不斷涌現(xiàn)。內(nèi)蒙古西部地區(qū)卻有些與眾不同，在過去的幾十年，有且僅有一座抽水蓄能電站——呼和浩特抽水蓄能電站。
呼和浩特抽水蓄能電站（簡稱呼蓄電站），地處武川縣，上水庫位于大青山之巔，下水庫位于哈拉沁溝（利用一個幾字型彎曲河道筑壩而成）。電站于2004年5月開始籌建，2006年8月正式通過國家發(fā)改委核準(zhǔn)，2014年底1、2號機組投產(chǎn)，2015年6月3、4號機組投產(chǎn)，總裝機容量120萬千瓦，設(shè)計年發(fā)電量20.07億千瓦時，設(shè)計年抽水電量26.77億千瓦時。
呼蓄電站在電網(wǎng)中的運行與其他抽水蓄能電站稍有不同，主因為網(wǎng)內(nèi)電源結(jié)構(gòu)不同。內(nèi)蒙古自治區(qū)是國家最大型的以風(fēng)、光為主的清潔綠色能源基地，在呼蓄電站投運之時，網(wǎng)內(nèi)的風(fēng)電和光伏裝機容量占比已達(dá)30%，利用抽水蓄能調(diào)節(jié)風(fēng)光的波動性，內(nèi)蒙古電網(wǎng)成為首選試驗田。通過預(yù)測和調(diào)度技術(shù)手段調(diào)和風(fēng)光抽蓄優(yōu)化運行，用抽蓄平抑風(fēng)電和光伏的波動，聯(lián)合優(yōu)化后使其出力平和穩(wěn)定，減少化石能源消耗，更多接納新能源。
經(jīng)過多年的調(diào)度運行實踐，呼蓄電站作為內(nèi)蒙古電網(wǎng)唯一的大型調(diào)節(jié)器，在網(wǎng)內(nèi)與風(fēng)光的聯(lián)動運行調(diào)度愈來愈靈活，作用愈來愈凸顯。隨著近年來風(fēng)電光伏新能源容量的持續(xù)大幅增長，呼蓄電站運行次數(shù)明顯逐年增加。
據(jù)統(tǒng)計，2018年至2020年間，呼蓄電站啟用頻繁，而同期，電網(wǎng)的棄風(fēng)棄光現(xiàn)象也大幅改善，其中棄風(fēng)率降低了5%，棄光率降低了1%。從而看出，呼蓄電站運行過程中，與風(fēng)光新能源聯(lián)合調(diào)度運行，在充分發(fā)揮了削峰填谷作用的同時，有效助力蒙西地區(qū)的清潔能源消納。但2021年棄風(fēng)率、棄光率明顯回升，其主要原因在于2021年并網(wǎng)風(fēng)電光伏裝機容量增幅過大，一座抽水蓄能電站已明顯不能滿足內(nèi)蒙古電網(wǎng)的需求。
二、能源綠色低碳轉(zhuǎn)型的主戰(zhàn)場內(nèi)蒙古清潔綠色能源基地
風(fēng)，在內(nèi)蒙古從來都是不可或缺的存在。“風(fēng)卷荒沙暗九天”，老舍先生的《內(nèi)蒙即景八》中曾這樣描述，可見風(fēng)之大、風(fēng)之烈。自治區(qū)的風(fēng)資源儲量占全國的三分之一，70米高度風(fēng)能資源量15億千瓦，居全國首位。其中，巴彥淖爾市北部、包頭市、烏蘭察布市屬于蒙西地區(qū)風(fēng)能資源豐富集中區(qū)域，部分區(qū)域已建成百萬千瓦級風(fēng)電基地。
內(nèi)蒙古除了有豐富的風(fēng)資源，光資源也不甘落后，這里有全國最大的沙漠集中式光伏發(fā)電基地——達(dá)拉特光伏發(fā)電基地。區(qū)域內(nèi)光照時間長、強度大，太陽能年總輻射量在4831～7013MJ/㎡之間，是全國高值地區(qū)之一，全區(qū)年總輻射值由東北向西南逐漸遞增。
2020年9月，第七十五屆聯(lián)合國大會上，中國正式向國際社會承諾“力爭于2030年前實現(xiàn)碳達(dá)峰，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和”。2021年3月，中央財經(jīng)委員會第九次會議上，習(xí)近平總書記對“碳達(dá)峰、碳中和”作出了進(jìn)一步部署，明確了實現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”的基本思路和主要舉措，強調(diào)要構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。在雙碳目標(biāo)愿景下，2030年全國風(fēng)電、太陽能發(fā)電總裝機容量將達(dá)到12億千瓦以上。
內(nèi)蒙古作為我國重要的清潔綠色能源基地，新能源將成為電力裝機增量的主體能源。根據(jù)《內(nèi)蒙古自治區(qū)國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》，自治區(qū)依托豐富的風(fēng)光資源，提出新能源倍增計劃，即到2025年，全區(qū)新能源裝機占比將超過50%，成為全區(qū)電力的主體能源。根據(jù)規(guī)劃，“十四五”期間，自治區(qū)將重點在包頭、鄂爾多斯、烏蘭察布、巴彥淖爾、阿拉善等地建設(shè)千萬千瓦級新能源基地。內(nèi)蒙古自治區(qū)將成為實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)、構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的主戰(zhàn)場之一。
三、孤寂不再，攜手相伴蒙西地區(qū)抽水蓄能中長期規(guī)劃
隨著風(fēng)電、光伏等新能源電源的倍增式入網(wǎng)，內(nèi)蒙古電網(wǎng)現(xiàn)有的火電以及抽水蓄能電站在超負(fù)荷運行狀態(tài)下，難以滿足電網(wǎng)需求。從2021年上半年運行數(shù)據(jù)可以看出，蒙西地區(qū)棄風(fēng)率、棄光率較往年有增長趨勢，隨著新能源大批入網(wǎng)，此種現(xiàn)象還將加劇。為了適應(yīng)新型電力系統(tǒng)建設(shè)和大規(guī)模高比例新能源發(fā)展需要，內(nèi)蒙古電網(wǎng)范圍內(nèi)亟需建設(shè)一批抽水蓄能電站。通過內(nèi)蒙古電網(wǎng)電力系統(tǒng)模擬，在已建呼蓄電站120萬千瓦的基礎(chǔ)上，內(nèi)蒙古電網(wǎng)2035年至少需要新增抽水蓄能電站裝機容量530萬千瓦。
近日，國家能源局發(fā)布《抽水蓄能中長期發(fā)展規(guī)劃（2021-2035年）》（以下簡稱《規(guī)劃》），到2030年，抽水蓄能投產(chǎn)總規(guī)模達(dá)到1.2億千瓦左右。重點實施項目340個，總裝機容量約4.21億千瓦；儲備項目247個，總裝機規(guī)模約3.05億千瓦。其中蒙西地區(qū)儲備抽水蓄能站點7個，總裝機容量780萬千瓦；重點實施項目3個，總裝機容量360萬千瓦。截至目前，已有兩個重點實施項目開啟前期設(shè)計工作，進(jìn)度稍快的烏海抽水蓄能電站最遲2022年核準(zhǔn)開工。
從《規(guī)劃》中提出的重點實施項目來看，其裝機容量仍難滿足電網(wǎng)需求，未來還需待涉及生態(tài)紅線但經(jīng)濟(jì)性優(yōu)的部分儲備站點，在落實相關(guān)條件、做好與生態(tài)保護(hù)紅線等環(huán)境制約因素避讓和銜接后，將其進(jìn)行開發(fā)建設(shè)。
抽水蓄能電站運行靈活，是電力系統(tǒng)主要的調(diào)節(jié)電源，對保障電網(wǎng)安全運、促進(jìn)新能源消納、構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)具有重要意義。在“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)引領(lǐng)下，積極發(fā)展抽水蓄能電站恰逢其時、勢在必行。隨著發(fā)改價格[2021]633號文《關(guān)于進(jìn)一步完善抽水蓄能價格形成機制的意見》的落地，在多重利好政策的催化下，蒙西地區(qū)抽水蓄能市場呈現(xiàn)一片繁榮景象。相信在不久的將來，呼蓄電站將不在孤單，內(nèi)蒙古高原之巔必將出現(xiàn)汪汪清池，與呼蓄一起，攜手捍衛(wèi)內(nèi)蒙古電網(wǎng)的安全、助力雙碳目標(biāo)的實現(xiàn)！（作者系中國電建集團(tuán)北京勘測設(shè)計研究院有限公司規(guī)劃發(fā)展研究院副室主任趙杰君）
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