【能源地理】矗立东海云顶,迎战“尖峰时刻”
文/本刊记者 张越月 特约记者 张正华
“癸丑之三月晦,自宁海出西门。云散日朗,人意山光,俱有喜态。”这是《徐霞客游记》开篇的第一句。浙江宁波宁海县地处天台山和四明山山脉交会地带,西部和西南部山岭连绵。山海相依是宁海最突出的地理特征,其中以东海云顶最为知名。在这里,山与海相交,云雾与茶香交融,构成一幅动人画卷。
东海云顶曾见证了徐霞客开启“遨游八极”之旅,如今却悄然化身“能源转型基地”,迎来了多个绿色能源项目的进驻。2013年,宁海茶山风电场投运,33台风电机组陆续安装在海拔600~880米高的山脊上。风电场的道路在风机下与东海云顶景区的道路相连,并与国家级登山步道相通,共同形成了小有名气的“风电公路”。
风电场不远处,国网新源浙江宁海抽水蓄能电站(以下简称“宁海抽蓄电站”)首台35万千瓦机组于今年10月正式投运。电站总装机容量140万千瓦、设计年平均发电量14亿千瓦时,每年可为浙江节约燃煤约18万吨,减排二氧化碳约36万吨,在承担浙江电网的调峰、调频、调相、储能、旋转备用等任务的同时,助力当地的能源升级和绿色转型。
打造绿色电站
从空中俯瞰东海云顶,能清晰地看到两座水库如宝石般镶嵌在漫山茶园的深处。东海云顶也被称为“茶山”,早在北宋时代,山上禅院的僧人就已经开始种植茶叶,且“所产特盛,治平中,僧宗辩携之入都,献蔡端明(蔡襄),蔡谓其品在日铸之上”。当时,获得北宋书法家和文学家赞赏的茶叶,只是由僧人种于寺院旁,并未大规模种植。直到1958年,茶山开始建设国营林场,海拔六七百米的高山盆地才得以开发,茶叶种植面积也获得大幅扩展。
高山盆地“四周高、中间低”,且盆地内部气候温和、土壤肥沃,加之高山河水提供的稳定水源,为茶叶种植提供了良好的条件,同时也成为抽水蓄能电站的理想选点——盆地地形可以减少建设成本和运行中的电能损失,盆地内相对稳定的气候和水源条件,为水库的水位调节和运行提供了保障。此外,这类地形也有利于水库的防渗和泄洪设施的建设,为电站的安全稳定运行打下基础。
2009年,国家能源局委托多家单位开展浙江省抽水蓄能电站的新一轮选点规划工作,宁波宁海被选中。2015年
2月,浙江省发展改革委同意浙江宁海抽蓄电站开展前期工作。2016年年初,该项目被浙江省列入全省重大项目前期攻坚计划。2018年4月,宁海抽蓄电站建设正式启动。
2024年6月,随着宁海抽蓄电站4号机组发电机层的最后一仓混凝土顺利浇筑,电站地下厂房的土建主体工程全部完成。当月15日,宁海抽蓄电站成功完成带电调试,正式接入电网。
宁海抽蓄电站建设伴随着500千伏送出工程的同步进行。送出工程起于宁海抽蓄电站,止于500千伏明州变电站,全线长约100千米,新建铁塔178基,新架设线路折单长度152.3千米,该项目于今年6月正式投运。
备战度冬保供
据中央气象台预报,11月25日起,冷空气开始影响浙江,过程降温幅度为8~10摄氏度。根据浙江省电力行业协会的数据,预计今年迎峰度冬期间,全省最高负荷将达到1.1亿千瓦、同比增长10.8%,度冬负荷将首次破亿,整体呈现“高峰压力大、保供不轻松”的复杂形势。
根据国网浙江电力的统计,今年1至10月,浙江新增风电、光伏发电等电源的装机容量达到1037万千瓦,这是浙江年新增风光装机容量首次超过1000万千瓦。截至10月底,省内风电和光伏发电的装机总量达到5000万千瓦,占总装机容量的34.7%。冬季的光照少,这导致光伏平均出力较夏季会有所下降;风电虽然在冬季的出力更高,但出力不稳定的特点也更为显著。
作为一种重要的调节资源,包括宁海抽水蓄能在内的多个抽蓄电站能为浙江今冬保供提供更有效的支持。相较于电化学储能,抽水蓄能在规模、成本效益、系统稳定性以及响应速度等方面具有明显优势,是应对突发故障的“快速反应部队”,有助于电网调峰、调频、调相等,缓解区域负荷增长较快等压力。
随着新型电力系统建设的推进,浙江对于灵活调节资源的需求将越来越大。从2024年夏季保供的情况看,浙江用电负荷的夏季和冬季“双峰”特点更为明显,保供的挑战主要集中在如何科学有效地应对5%~10%的尖峰负荷。
空调降温是尖峰负荷的主要来源。据统计,截至2023年年末,浙江居民每百户空调拥有量为220.2台,比2022年年末增加1.4台。当前,空调负荷在夏季用电高峰期间约占全社会用电负荷的40%,在冬季占比也超过22%。在极端高温或低温天气下,空调负荷的激增可能导致供电缺口,影响电力供应的稳定。在大城市空调负荷快速增加时,需要大规模的储能系统来应对这种短期的、大规模的变化。
抽水蓄能在这方面具有更明显的优势。目前,浙江省在建抽水蓄能电站17座,装机容量850万千瓦,将在未来五年内陆续投产。同时,浙江省根据本省山区多、水能资源分布分散的特点,采取了“大型抽蓄+小型抽蓄”并行的开发模式,打造山区“源网荷储”一体化的微电网新模式,让中小型抽蓄电站既可与大型抽蓄电站优势互补,也可独立协调各种分布式电源,以解决分布式能源和微电网系统供电质量差、可靠性低等问题。
助力绿色转型
今年7月,长三角区域合作办公室发布《长三角地区一体化发展三年行动计划(2024—2026年)》。该行动计划明确,将编制并实施新型能源体系建设方案,加快打造千万千瓦级绿色储能基地和华东抽水蓄能基地。
“华东抽水蓄能基地”也多次出现在浙江省“能源体系优化”相关文件中。2022年,浙江省发展改革委发布的《浙江省加快山区26县清洁能源发展助力共同富裕专项行动方案》明确,打造“安全保障强、生态保护好、经济指标优”的华东抽水蓄能基地;2023年,浙江省政府工作报告提出了“打造沿海核电基地、华东抽水蓄能基地、长三角海上风电基地、全国油气储运基地,推进新型储能建设,统筹发展清洁高效火电,形成‘两交四直’特高压入浙通道,加快打造新型能源体系建设先行省”的目标。
以宁海抽蓄电站为代表的抽蓄电站,不仅将助力浙江省本省的能源优化,也将推动长三角地区绿色低碳发展。从地理条件看,长三角区域内的上海、江苏因地势平坦,站点资源较少。浙江则拥有雁荡山等丰富的山地资源,这些地形特征为抽水蓄能电站的建设提供了天然的高差优势。尤其是以宁海抽蓄电站所在的宁波为代表的浙江沿海电源集中区域,抽水蓄能电站的增加,能够满足本地区对电力系统调节的需求。
从有了天荒坪抽蓄电站开始,浙江就负责支援上海全部和江苏绝大部分的抽蓄需求,多座抽蓄电站受华东电网统筹调度。目前,浙江抽蓄电站的投产规模已达738万千瓦。预计到2035年,全省建成抽蓄规模将达到2800万千瓦,为长三角区域提供灵活调节资源,推动区域电力设施一体化进程。
今年前三季度,长三角地区生产总值达到232008.48亿元,占全国经济总量的24.4%。从长远看,抽蓄电站的陆续建成,有助于优化长三角地区的能源消费结构,推动区域经济对外开放和国际化发展,同时,支持区域内绿色能源的发展,降低对区域外能源输入的依赖,提高长三角地区的能源安全水平。