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【能源地理】伫冰雪之间蓄振兴之力

发布时间:2024-04-26 作者:

  文/本刊记者   张越月 

  在三维地图上,辽宁省的地形像一个巨大的马蹄,两侧高、中间低,山脉分列东西,莫日红山就位于东部的低山丘陵区。莫日红山曾被《奉天通志》记载为“小波罗红”,还被《铁岭市地名手册》记载为“小摩里红”,但总归少不了一个“红”。有人认为,这是因为山势较高,最高处海拔为1050米,太阳落山后,附近的居民还能见到顶峰处反显的红色,故而谓之“红”。 

  在辽宁的户外爱好者心中,莫日红穿越是一条经典线路。行走在山间,人们可以尽情探秘废弃的涵洞,也可以充分体验大自然的赐予——清澈的溪流和常绿的植被层层叠叠。登上山顶俯瞰,连绵的群山在云雾中若隐若现。 

  在近年莫日红山的徒步攻略中,“抽水蓄能电站”多次出现。驴友们在山间看到的这座电站,正是目前东北地区在建装机规模最大的国网新源辽宁清原抽水蓄能电站(以下简称“清原抽蓄电站”)。2023年年底,清原抽蓄电站的首台机组投运,3月28日,清原抽蓄电站2号机组投产发电,其余机组计划于2025年3月前全部投运。电站将有效提高辽宁乃至东北、蒙东地区可再生能源的消纳水平,为辽宁电网提供更加安全可靠、灵活高效、绿色清洁的电力保障。 

    

  为工程注入科技含量 

  雾凇又名树挂,当冷空气与水汽相遇时,水汽会迅速凝结成细小的针形冰晶,凝结在物体上。我国不少地方尤其是东北地区具备形成这种景象的条件,清原抽蓄电站所在的莫日红山就因雾凇景观而小有名气。“十四五”初期,清原满族自治县在“创建辽东绿色经济示范区,积极融入沈阳现代化都市圈”的发展战略中提出,“以莫日红山水雾凇景区等为重点,奋力创建国家级全域旅游示范区”。 

  要形成雾凇,水汽和低温是最关键的两个条件。清原县属中温带大陆性季风气候,冬寒夏热,季节和早晚都温差较大。冬季,抽水蓄能电站建成后,从大坝底部发电站流出来的水流和外界的冷空气有近30摄氏度的温差,水汽的快速凝结为雾凇形成创造了良好的条件。 

  低温创造了美景,却给抽水蓄能电站的运行带来了挑战。清原抽蓄电站所在地区的冬季最低气温超过零下37摄氏度。在这样的温度中运行,抽水蓄能电站易受到水位变幅大、冻融循环次数多等问题的影响,复杂的外部环境也对库区建筑物的抗冰冻性能提出更高要求。此外,冬季来水偏少,水库的水极易结成冰盖,这也是影响机组正常运行的因素。 

  为了减少寒冷天气对电站的影响,建设者在通过监测手段和试验模拟研究库区冰情、冰害形成及发展规律后,结合库区建筑物在低温运行环境下的要求,针对性地开展一系列止水材料、抗冰冻新材料的研究,并应用在电站建设中。在电站的下水库,建设者安装了由2台75千瓦螺杆式空气压缩机、1个2立方米压缩气罐、1台干燥机、1台电气控制柜和9条输气管路及水下防冰工作装置组成的防冰设备。设备采用自动控制模式,当冬季环境温度低于0摄氏度时,主空气压缩机自动启动,气压到达0.65兆帕时开启干燥机,9条供气管路设置电调阀,根据不同温度自动调节电调阀开度控制给气量,以达到最佳除冰效果。当环境温度到达5摄氏度后,主空气压缩机自动停机。该装置投入使用后,下水库拦污栅排架周围冰层逐渐消除。 

  此外,电站还在上下水库的进出水口分别敷设了三排管路,每条管路长约97米,66个花洒状的气泡装置依次排列在每条管路上。气体通过气泡装置上的小孔排出,在水下形成扰动水体的气泡群,使水体流动更顺畅,为电站机组冬季的稳定运行提供保障。 

    

  为转型提供清洁支撑 

  从清原抽蓄电站出发,向西南方向行驶约85千米,即可到达抚顺市。这是一座因矿而兴的城市,地下的矿藏包括煤、铁、铜、锌、铅、金、银、镍、铂、 钯、硫化铁等,其中煤的储量最为丰富。 

  20世纪初,抚顺地下的原煤开始陆续被开采,并形成多个著名煤矿,抚顺西露天矿就是其中的代表。自1901年开矿、1914年转为露天开采,抚顺西露天矿持续为中国的经济和工业发展提供着“血液”。2019年6月,抚顺西露天矿正式退煤闭坑,结束了119年的开采历史。在煤矿探索替代产业、推进综合治理的过程中,当地以煤矿采剥排弃场、采煤塌陷区为载体,打造清洁能源基地。今天,在曾经的抚顺西露天矿采矿排弃物堆场内,由光伏板组成的蓝色“矩阵”蔚为壮观。 

  从传统能源转向新能源,西露天矿的“新能源+生态治理”模式也在抚顺多个传统能源项目中进行着。凭借年均日照时长为1400小时左右的条件,抚顺市围绕矿区废弃地综合治理,建设了一批“光伏+”产业项目。同时,该市与中石油开展合作,在辽河油田规划建设百万千瓦风电项目。 

  随着新能源装机的不断增加,抚顺对调节资源的需求更加迫切。利用本地山高水丰的优势,抽水蓄能电站成为解决电力调节问题的选择之一。除了已经部分投运的清原抽蓄电站,总装机容量为120万千瓦的清原抽水蓄能电站二期项目和总装机容量为100万千瓦的西露天矿抽水蓄能电站项目均已被列入国家、省抽水蓄能专项规划。其中,清原二期项目已顺利签约,正在开展预可研编制,预计“十四五”期间开工建设。 

  这些抽蓄电站不仅有助于抚顺本地新能源消纳,还将成为辽宁省加快推进清洁能源强省建设的调节器。根据2022年10月发布的《辽宁省加快推进清洁能源强省建设实施方案》,到2025年,全省清洁能源装机占比达到55%、发电量占比达到48%以上,系统负荷控制能力达到全省最大负荷的20%以上,核电发电量占比达到22%以上,非化石能源消费占比年均提升1个百分点以上。 

  在过去一年中,辽宁持续推进新能源开发。截至2023年年底,辽宁全省风、光新能源装机容量达2386.3万千瓦,占总装机容量的32.8%。在抽水蓄能的调节之下,更多新能源将被有效利用,成为地方高质量发展的支撑。 

  为辽宁振兴提供绿色动能 

  对于辽宁来说,新能源装机快速增加所带来的价值是双重的:一方面,越来越多的绿电将有助于优化本地能源结构,保障能源安全;另一方面,装机的增加势必带动本省对新能源设备的需求,也将带动相关产业链,如原材料供应、零部件制造、物流配送的协同发展。 

  作为我国最大的重工业基地之一,辽宁工业基础深厚、区位优势明显。近年来,该省加大政策扶持,吸引大量新能源装备企业在辽宁布局。目前,沈阳、大连、葫芦岛和营口等地的新能源装备生产基地产业集群已初具规模。 

  新能源产业集群的落地推动了本地产业结构向着更加绿色、低碳、环保的方向发展。2023年,辽宁开始全力实施全面振兴新突破三年行动,以超常规举措打一场新时代东北振兴、辽宁振兴的“辽沈战役”,《辽宁全面振兴新突破三年行动方案(2023—2025)》的重点任务之一就是 “加快产业结构调整,在建设现代化产业体系上实现新突破”,推动传统能源产业高端化、智能化、绿色化发展是实现上述目标的关键之举。 

  在过去一年中,以绿色装备产业为代表的装备制造已经成为本地经济发展的新引擎。根据辽宁省统计局不久前公布的数据,2023年,全面振兴新突破三年行动的首战之年告捷。全省经济总量突破3万亿元,规模以上工业增加值增长5%,高于全国0.4个百分点,其中,装备制造业增加值增长9.1%,高技术制造业增加值增长8.8%。 

  绿色产业的发展将助力辽宁持续推进低碳转型。在3月13日举行的“聚力‘八大攻坚’打好打赢攻坚之年攻坚之战”主题系列新闻发布会(第二场)上,辽宁省发展改革委相关负责人表示,将加强绿色工厂、绿色产品、绿色供应链体系建设,聚焦新型储能、碳捕集利用与封存等重点领域,布局建设一批示范项目,全力打造清洁能源强省。 

  作为这场绿色发展棋局里的重要一子,抽水蓄能的建设和运营将有助于推动相关产业链的发展,同时,电站的建设还可以创造的就业机会,在推动本地经济绿色转型的同时助力老工业区的振兴。 

  (赵迪对本文亦有贡献)