如何把600多米高的上海中心大廈“裝進”山體里？

中國做到了。

最近，浙江松陽抽水蓄能電站的兩條深度達637米的豎井實現(xiàn)了全線貫通。

不僅再次刷新了我國抽水蓄能領(lǐng)域最深豎井工程紀錄，也為我國的能源布局打下又一根定海神針。

在大山里建抽水蓄水站，有何深意？

松陽抽水蓄能電站位于浙江省麗水市松陽縣境內(nèi)，工程總投資約88.2億元，于2023年11月主體工程正式開工。

2025年底到今年5月，1號、2號豎井相繼實現(xiàn)貫通，工程建設取得重大階段性突破。

豎井俯瞰圖

電站安裝了4臺35萬千瓦可逆式水泵水輪發(fā)電機組，總裝機容量為140萬千瓦，年發(fā)電量為14億千瓦時，連續(xù)滿發(fā)小時數(shù)為6小時。

電站竣工后，預計每年可為松陽創(chuàng)造近2億元稅收。

同時，每年可節(jié)省電網(wǎng)系統(tǒng)燃煤消耗量約26萬噸，相應減少二氧化碳排放約52萬噸，對實現(xiàn)“雙碳”目標意義重大。

如果只是做個簡歷，以上內(nèi)容基本就能概括松陽電站的大致情況。

一座還未徹底竣工的電站之所以引人注目，可不僅是因為能拿出好看的數(shù)據(jù)，其建造過程本身必須足夠耀眼。

上文提到的這兩條最大開挖直徑近10米，深637米的豎井就很值得說道說道。

這兩條豎井，相當于往地下挖了200多層樓的深度，相當于把上海中心大廈裝進山體。

豎井深度對比示意圖

松陽地區(qū)地質(zhì)條件復雜，巖層分布多變，且整體以硬質(zhì)圍巖為主，挖得越深，越有可能出現(xiàn)難以預計的情況，比如斷層和滲水等。

造成生產(chǎn)事故不說，還有可能直接前功盡棄。

傳統(tǒng)的施工根本達不到要求，效率低，井下作業(yè)工人要面臨的安全風險還很大。

大國工程離不開大國重器。

為解決這一難題，中國自主研發(fā)了國內(nèi)首臺700米級超深豎井智能作業(yè)裝備，其核心是重達480多噸的“天工號”豎井掘進機。

豎井深度對比示意圖

“天工號”就是能豎直打洞的盾構(gòu)機，它的錐形刀盤能自適應地能啃下多種復雜硬巖，還能把掘進、支護、出渣等工序集成一體，實現(xiàn)了正向擴挖一次成型。

有“天工號”加持，施工效率比傳統(tǒng)方式提升近10倍，還創(chuàng)造了單月掘進278.28米的行業(yè)紀錄。

同時，“天工號”還搭載了我國自主研發(fā)的數(shù)字孿生平臺，并使用了上百個傳感器，通過5G網(wǎng)絡把井下的畫面和數(shù)據(jù)實時傳回地面。

徹底實現(xiàn)了井下“無人駕駛”，操作員坐在地面空調(diào)房里遠程操控井下掘進機就行了。

最終，僅耗時61天便安全高效完成單條豎井的開挖支護，成井偏差被控制在毫米級，偏斜率遠優(yōu)于行業(yè)標準。

打出超深豎井不是重點，最重要的是我國在超深豎井智能建造領(lǐng)域，實現(xiàn)了從裝備到技術(shù)的全面升級和自主可控。

說了這么多，其實抽水蓄能不算新技術(shù)，但中國把豎井打這么深，可就非同凡響了。

那么問題來了，為什么非要在大山里打637米的豎井呢？

簡單來說，抽水蓄能電站就像個大號“充電寶”，豎井的深度就代表了“充電寶”的毫安數(shù)。

建設這種電站，需要一定的地質(zhì)條件，必須能建造山頂和山腳兩個水庫，叫做上水庫和下水庫。

兩水庫之間由一根人工開鑿的豎井管道連接，電站的工作能力有賴于兩個水庫的高度差。

豎井越深，高度差越大，“充電寶”的毫安數(shù)就越大。

抽水蓄能電站

深夜，電站利用電網(wǎng)中用不完的“閑電”，把山腳下水庫的水，通過管道抽到山頂?shù)乃畮炖锎嫫饋恚瑢㈦娔苻D(zhuǎn)化成水的重力勢能儲存。

白天，在用電高峰來臨時，再把山頂水庫的水放下來，順著垂直的深井極速沖下，推動發(fā)電機飛速旋轉(zhuǎn)，把水能重新變回電能。

整個過程通過“儲能—發(fā)電—備用”解決了電用不完的問題，以物理方式完美平衡電力供需，在地區(qū)電網(wǎng)中起到穩(wěn)定器和應急開關(guān)的作用。

大部分地區(qū)都是白天用電多，晚上用電少，電網(wǎng)負荷在一天內(nèi)波動巨大，越是經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，波動越大。

晚上電用不完，白天電不夠用，可發(fā)電源頭實在沒辦法適應這種巨大的日夜差異，所以，就需要有中繼點進行調(diào)節(jié)。

抽水蓄能電站完美地解決了這個問題，承擔著削峰填谷的基礎(chǔ)重任。

這種“低充高放”的運行模式，極大地提升了電力系統(tǒng)的運行效率與經(jīng)濟性。

雖然能量轉(zhuǎn)換肯定有損失——抽水蓄能一般會有兩成左右的能量損耗——但卻成功解決了電網(wǎng)調(diào)峰這個世界性難題。

抽水蓄能電站的這一特性，讓其成為新能源電力發(fā)展的最佳拍檔。

風電和光伏等清潔能源具有天然的波動性與隨機性，容易導致“棄風棄光”的浪費。

抽水蓄能電站能迅速響應，在風光大發(fā)時高效消納并儲存多余綠電，在風光減弱時快速填補供電缺口，讓不穩(wěn)定的新能源變得平穩(wěn)可控。

一個很多人不知道的冷知識是，隨著我國新能源清潔發(fā)電能力的提升，我國每年扔掉的電也越來越多。

以今年頭兩個月的統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，全國幾乎十分之一的風光電都“浪費”掉。

太陽能整體棄電率（消納指標）升至9.2%，風電棄電率8.5%，較2024年同期幾乎達到三倍。

因為東西部發(fā)展不均衡，東部和發(fā)達地區(qū)，風光電棄電率很低，西部地區(qū)棄電率偏高。

根據(jù)國家能源局最新公布的省級區(qū)域新能源并網(wǎng)消納情況，上海福建重慶實現(xiàn)0棄電，甘肅棄風率9.5%、棄光率17.5%，新疆棄風率12.3%、棄光率14.4%。

最令人心疼的是西藏，棄風率32.5%，棄光率39.2%，意味著每發(fā)三度電，就有一度白白扔掉。

這種電力嚴重浪費的現(xiàn)象，在西部風光資源最豐富的省份已成結(jié)構(gòu)性難題。

抽水蓄能電站，就是解決辦法之一。

甘肅某風電場在配套了抽水蓄能電站后，幾乎將所得綠電全部用好，減少了30%的棄電。

正在建設的甘肅黃羊抽水蓄能電站項目建設規(guī)劃安裝4臺單機容量35萬千瓦的可逆式水泵水輪機組，額定水頭479米，總裝機容量140萬千瓦，預計2030年全部機組投產(chǎn)發(fā)電。

國網(wǎng)新源新疆哈密抽水蓄能電站也在緊張施工，首臺機組蝸殼座環(huán)近期吊裝就位，項目計劃于2028年投產(chǎn)。

河南九峰山抽水蓄能電站也建設正酣，項目總投資超百億，年發(fā)電量25.2億千瓦時，計劃2028年12月首臺機組發(fā)電。

新疆哈密抽水蓄能電站鳥瞰示意圖

抽水蓄能電站，還是電網(wǎng)安全的極速急救員。

抽水蓄能機組啟停極其靈活，能在很短時間內(nèi)從停機狀態(tài)轉(zhuǎn)為滿負荷發(fā)電。

當電網(wǎng)頻率波動時，它能充當減震器以維持穩(wěn)定。

尤其是在電網(wǎng)發(fā)生重大故障甚至大面積停電時，它還能在無外援的情況下實現(xiàn)冷啟動，作為應急電源幫助整個電網(wǎng)快速恢復供電。

2021年鄭州暴雨期間，回龍抽水蓄能電站僅用了3到5分鐘，就讓已經(jīng)崩潰的電網(wǎng)恢復供電。

抽水蓄能電站可不是簡單的“充電寶”，它的存在是為了讓電網(wǎng)更安全更高效更節(jié)能地運行。

我國是獨步全球的發(fā)電巨獸，新能源電力增長迅速，但每年棄電量驚人。

如何減少棄電，是下一步我國電力能源布局必須要解決的問題。

據(jù)水電水利規(guī)劃設計總院發(fā)布的《抽水蓄能產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告2024年度》，我國抽水蓄能資源開發(fā)不足4%，全國普查篩選可用抽水蓄能電站利用的電能每年約16億千瓦，其中在建、核準已經(jīng)準備利用的，僅有約2億千瓦，具備廣闊的開發(fā)空間和巨大發(fā)展?jié)摿Α?/p>

“抽水蓄能是當前技術(shù)最成熟、經(jīng)濟性最優(yōu)、最具大規(guī)模開發(fā)條件的電力系統(tǒng)綠色低碳清潔靈活調(diào)節(jié)電源”，這句出自國家能源局2021年發(fā)布的《抽水蓄能中長期發(fā)展規(guī)劃（2021—2035年）》的權(quán)威定調(diào)，充分說明了國家對抽水蓄能作用的高度認可。

2021年，政府正式布局抽水蓄能發(fā)展規(guī)劃

根據(jù)該規(guī)劃，我國已為抽水蓄能發(fā)展定好了三步走的戰(zhàn)略部署。

截至去年8月，已完成年投產(chǎn)6200萬千瓦的目標。

到2030年，投產(chǎn)總規(guī)模翻一番，達到1.2億千瓦左右到2030年，相當于12個三峽電站規(guī)模，每年減少1.8億噸二氧化碳排放。

到2035年，形成滿足新能源高比例大規(guī)模發(fā)展需求的，技術(shù)先進、管理優(yōu)質(zhì)、國際競爭力強的抽水蓄能現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)。

除了抽水蓄能，我國還在齊頭并進地發(fā)展多種儲能模式。

包括廣東佛山的鋰電池技術(shù)儲能電站，湖北應城的世界首臺300兆瓦級壓縮空氣儲能電站，江蘇如東的國內(nèi)首個100兆瓦時重力儲能項目，以及中國中車在內(nèi)的多個飛輪儲能項目。

廣東佛山寶塘儲能電站

截至去年9月底，中國新型儲能裝機規(guī)模突破1億千瓦，裝機規(guī)模占全球總裝機比例超過40%，穩(wěn)居世界第一。

其中內(nèi)蒙古、新疆裝機規(guī)模超1000萬千瓦，山東、江蘇、寧夏超500萬千瓦。

為什么在儲能方面，我國要儲備這么多不同技術(shù)呢？

作為一個幅員遼闊的國家，國內(nèi)東西南北自然條件差異大，用電需求差異大，能源布局要“全國一盤棋”，儲能的整體布局也是關(guān)鍵，唯有如此，才能實現(xiàn)空間上的東西互補與技術(shù)上的長短結(jié)合。

在空間布局方面，西部和北部“沙戈荒”地區(qū)是新能源發(fā)電的主戰(zhàn)場，在儲能上重點發(fā)展大容量超級充電寶，再配合特高壓將綠電穩(wěn)定外送。

東部負荷中心則因地制宜，靈活布局，建設周期短的鋰電池等新型儲能，充當快放快充的調(diào)節(jié)器。

在技術(shù)協(xié)同方面，抽水和重力儲能這類長時儲能方式是保障電力底線安全的壓艙石，而鋰電池和鈉離子電池等短時電化學儲能則更適合應對常規(guī)波動，飛輪儲能等瞬時調(diào)節(jié)技術(shù)則像“減震器”，快速平抑電網(wǎng)抖動。

廣東佛山寶塘儲能電站

“十五五”規(guī)劃提出要實施“非化石能源十年倍增行動”，沒有這么多類型的儲能方式兜底，倍增行動將毫無意義。

正解局一直在解讀國家的能源自主戰(zhàn)略，其實在掌握自主權(quán)后，更應該保障能源的可靠與安全。

大號“充電寶”，讓中國電力更可靠、更安全！

○正解局是一家專注于中國產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟與城市發(fā)展研究的財經(jīng)研究型新媒體與內(nèi)容智庫機構(gòu)，成立于2018年。正解局長期從產(chǎn)業(yè)視角分析城市競爭力、企業(yè)發(fā)展路徑與宏觀經(jīng)濟趨勢，核心理念為“解讀產(chǎn)業(yè)，發(fā)現(xiàn)價值”。截至目前，正解局已累計發(fā)布2000余篇原創(chuàng)深度內(nèi)容，全網(wǎng)閱讀量超過40億，公眾號粉絲超過100萬，全網(wǎng)粉絲規(guī)模600萬+。其內(nèi)容覆蓋宏觀經(jīng)濟、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、區(qū)域經(jīng)濟、城市創(chuàng)新、企業(yè)戰(zhàn)略等核心領(lǐng)域。在中國財經(jīng)與產(chǎn)業(yè)研究類自媒體中具有顯著影響力。正解局已為300余家政府與企業(yè)客戶提供產(chǎn)業(yè)研究、政策解讀、輿情分析與品牌傳播支持，致力于為地方政府和企業(yè)提供可落地、可決策的產(chǎn)業(yè)洞察與趨勢判斷。