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【文/觀察者網(wǎng) 李煥宇 編輯/周遠(yuǎn)方】提起水電，宏偉的大壩、龐大的發(fā)電機(jī)組，無疑是很多人的第一印象，但在水電設(shè)備領(lǐng)域，這些還不是最難搞的。

該領(lǐng)域“皇冠上的明珠”屬于抽水蓄能機(jī)組，由于體積大、轉(zhuǎn)速高，在精度和壽命上的要求也極為苛刻，它成了水力發(fā)電行業(yè)最復(fù)雜、最難啃的“硬骨頭”。

長(zhǎng)龍山抽水蓄能電站發(fā)電電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子 圖片來源：東方電機(jī)

近期，觀察者網(wǎng)受邀參觀了我國(guó)抽水蓄能機(jī)組領(lǐng)域的龍頭企業(yè)——東方電機(jī)。據(jù)他們通報(bào)，6月10日，20余家單位及專家參加了單機(jī)容量300兆瓦的黑麋峰中低水頭（注：水位落差）抽水蓄能機(jī)組國(guó)產(chǎn)化改造技術(shù)成果總結(jié)暨專家鑒定會(huì)，一致認(rèn)定該機(jī)組技術(shù)國(guó)產(chǎn)化改造升級(jí)項(xiàng)目整體技術(shù)處于國(guó)際領(lǐng)先水平。這是我國(guó)首次由國(guó)內(nèi)廠家成功改造國(guó)外廠家設(shè)計(jì)的機(jī)組，樹立了該型機(jī)組技術(shù)國(guó)產(chǎn)化的典范。

負(fù)責(zé)本次改造的東方電氣下屬企業(yè)東方電機(jī)公司表示，大力發(fā)展抽水蓄能電站已成為支持新能源發(fā)展，打造安全可靠電力系統(tǒng)的全球共識(shí)，我國(guó)的抽水蓄能電站還會(huì)有更大的發(fā)展空間。

抽水蓄能，技術(shù)最成熟、應(yīng)用最廣泛的儲(chǔ)能技術(shù)

抽水蓄能是利用電力負(fù)荷低谷時(shí)的電能抽水至上水庫(kù)，在電力負(fù)荷高峰期再放水至下水庫(kù)發(fā)電的技術(shù)，可承擔(dān)電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)相、空載和事故備用等任務(wù)。其最早的應(yīng)用可以追溯到1890年代的瑞士和意大利，目前應(yīng)用最多的可逆式機(jī)組最早出現(xiàn)在1930年代。

據(jù)東方電機(jī)研究試驗(yàn)中心主任兼技術(shù)管理部部長(zhǎng)梁權(quán)偉介紹，作為全球應(yīng)用最廣的儲(chǔ)能技術(shù)，抽水蓄能有著存儲(chǔ)容量大、循環(huán)效率高、負(fù)荷響應(yīng)快、使用壽命長(zhǎng)、技術(shù)成熟度高的優(yōu)點(diǎn)。目前，全球范圍內(nèi)超過97%的能量存儲(chǔ)是通過抽水蓄能的方式實(shí)現(xiàn)的，以日本、美國(guó)和歐洲等國(guó)為代表的發(fā)達(dá)國(guó)家的抽水蓄能裝機(jī)容量占全世界抽水蓄能總裝機(jī)容量的70%左右。

世界單機(jī)容量最大的美國(guó)巴斯縣抽水蓄能電站上水庫(kù) 圖片來源：布里斯托爾先驅(qū)報(bào)

具體而言，論儲(chǔ)存容量，世界單機(jī)容量最大的抽蓄機(jī)組是美國(guó)巴斯縣電站，達(dá)到500MW（兆瓦）；我國(guó)在建的河北豐寧抽水蓄能電站總裝機(jī)容量3600MW，竣工后將成為世界最大的抽蓄電站。抽蓄電站的滿載儲(chǔ)能/發(fā)電時(shí)間一般都能達(dá)到6~10h，甚至更多。

這一容量要遠(yuǎn)大于絕大多數(shù)儲(chǔ)能技術(shù)。東方電機(jī)專家何啟源向觀察者網(wǎng)表示，一般大型抽水蓄能電站總?cè)萘慷荚?000MW以上，如果化學(xué)儲(chǔ)能電站想要達(dá)到抽水蓄能電站的水平，至少需要15~20萬平方米的面積。

正在建設(shè)的豐寧抽水蓄能電站 圖片來源：河北日?qǐng)?bào)

論循環(huán)效率，抽蓄機(jī)組的儲(chǔ)放循環(huán)效率通常在75%~85%范圍內(nèi)。國(guó)外的成熟技術(shù)普遍能達(dá)到80%及以上，即所謂的“5度換4度”；國(guó)內(nèi)早期投運(yùn)的機(jī)組一般在75%左右，即所謂“4度換3度”。隨著近年來的技術(shù)進(jìn)步，我國(guó)新研發(fā)制造的機(jī)組普遍都能達(dá)到80%以上。像江西洪屏抽蓄電站達(dá)到84%，浙江桐柏、湖南黑麋峰等幾個(gè)抽蓄電站機(jī)組循環(huán)效率均能達(dá)到83%。

論技術(shù)成熟度，抽蓄是世界上發(fā)展最為成熟、工程應(yīng)用最為廣泛的儲(chǔ)能技術(shù)。美國(guó)能源部曾用NASA開發(fā)的技術(shù)成熟度評(píng)估模型（TRA）對(duì)現(xiàn)行的各種儲(chǔ)能技術(shù)的成熟度進(jìn)行了評(píng)估。1級(jí)表示一項(xiàng)技術(shù)的基本原理或規(guī)律剛剛被發(fā)現(xiàn)，9級(jí)表示一項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)在現(xiàn)實(shí)當(dāng)中得到成功應(yīng)用和驗(yàn)證。抽水蓄能在評(píng)估結(jié)果中穩(wěn)居最高的第9級(jí)，擁有最高等級(jí)的技術(shù)成熟度和可靠性。