论抽水蓄能式水电站在未来水电站发展中的趋势

郑晓刚 孟笑千

(郑州大学 水利与环境学院，河南 郑州 450001)

一 世界抽水蓄能水电站的发展概述

抽水蓄能水电站1882年诞生于瑞士，早期以蓄水为主要目的。二十世纪上半叶抽水蓄能电站发展缓慢，到1950年全世界抽水蓄能电站装机容量尽几百兆瓦。20世纪60～80年代的30年间，是抽水蓄能电站蓬勃发展的时期，特别是70年代至80年代可以说是抽水蓄能电站发展的黄金时期。主要是因为抽水蓄能电站是经济发展到一定水平的产物。二次大战之后，欧美国家的经济迅速发展，经历了20年的经济高速增长期。经济高速增长，电力负荷也随之增长，人民生活水平提高，家电普及，导致了用电高峰与低谷的差迅速增加，具有良好调峰填谷性能的抽水蓄能电站应运而生，迎来了它的第一次迅速发展。60年代抽水蓄能电站的装机容量年均增加1259MW，而70年代和80年代更是各增加3051MW和4036MW。到1990年，全世界抽水蓄能电站装机容量达86879MW，占总装机容量的3.15%。

20世纪90年代以后，世界经济增长速度大幅下降，经济增长减速导致电力负荷增长放慢，抽水蓄能电站6.建设也不例外，年均增长率从80年代的6.45%降至1.55%。对日本而言，跨入20世纪90年代，因泡沫经济破灭。日元大幅升值及大阪神户地区大地震的影响，日本经济陷入长期低迷。经济衰退对抽水蓄能电站的影响有滞后效应，90年代上半期抽水蓄能电站装机容量年均增长为4.35%，与80年代持平，90年代下半期增长率降到2.15%，为上半期的一半。美国抽水蓄能电站装机容量在20世纪80年代还居世界首位，90年代被日本超越，局世界第二位。

二 世界各国典型抽水蓄能电站简介

岗南混合式抽水蓄能电站位于河北省平山县，是我国第一台抽水蓄能机组在电力工业中服务运行，虽然规模较小，但它设计合理，为我国抽水蓄能电站的发展起到了领先引导的作用。

潘家口抽水蓄能电站位于河北省迁西县，建设初期电站安装常规水电机组1×150MW，可逆式机组3×90MW，是我国第一座大型的混合式抽水蓄能电站。

羊桌雍湖抽水蓄能电站位于西藏自治区贡嘎县，厂房海拔高程3604.3m，是拉萨电网电力供应，调峰填谷，稳定运行的主力电厂，同时也是世界上海拔最高的抽水蓄能电站。

奥地利奎泰抽水蓄能电站是世界的竖井式抽水蓄能电站，奎泰与泽尔茨梯级水电站组代表着奥地利当今高水头水电站设计与施工的水平，处于奥地利蒂劳尔地区的芬斯塔尔大坝，芬斯塔尔水库容积为6000万立方米，但仅仅控制流域面积6km2，其所需需水量的88%要靠其下雨的奎泰抽水蓄能电站填充。

锡亚比舍抽水蓄能电站是伊朗第一座抽水蓄能电站。电站工程区域为强震区，设计地震地面加速度为0.45g。位于伊朗高原厄尔布尔山分水岭北侧恰卢斯(chalus)河上。电站利用恰卢斯河的一个弯段，在其上下游形成上下水库，巧妙地设计使该电站仅通过3km多的水道，就得到近500m的水头。该电站是一座纯抽水蓄能电站，没有常规水轮发电机组。

冲绳抽水蓄能电站是世界第一座海水抽水蓄能电站，于1999年3月在日本冲绳岛建成。为适应海水的特性，提高电站效率和耐久性，同时也满足环境保护的需求，该电站采用了许多特殊技术。如采用合成橡胶面板作为防渗衬砌，采用玻璃纤维增强塑料(FRP)管和玻璃纤维增强塑料涂层(FRPM)作为高压管道斜直段等。建设海水抽水蓄能需要有合理的选址。而中国拥有近3200公里长的海岸线，其中大陆岸线1800公里，这就为中国的海水抽水蓄能电站的选址提供了很多可选择的选址。海水抽水蓄能电站的开发使抽水蓄能电站的选址范围扩大，有广阔的应用前景。

三 抽水蓄能电站的发展趋势

随着亚洲经济的快速发展，特别是中国、印度等国土面积大，经济发展较快，电力需求激增的国家。现在正是高耗电的重化工业和家用电器普及化阶段，也是电力负荷和峰谷差迅速增加的阶段。抽水蓄能电站的建设在这些国家进入高速发展期。世界抽水蓄能电站的发展重点已经由欧美向亚洲转移。

与核电站和火电站相比，水电站在生产过程中不会产生核废料，不会引起大气污染。但是，水电站对所在地区的局部环境是有影响的，影响局部气候，影响鱼类洄游，损害景观等。由于抽水蓄能电站要靠火电站发电抽水，所以会比常规水电站释放的污染气体多一些。但由于其下库容相对较小，因此对局部环境的不利影响较常规水电站小得多。

我国相关机构的研究表明，抽水蓄能电站在以火电为主的电网中所占比重以8%～5%为宜。就是说，按保守数值5%的比重估计，我国近期需配置的抽水蓄能容量也在30000MW的水平上，长期来看，发展潜力巨大。可以说，我国将迎来抽水蓄能电站的新的建设高潮。

从世界范围来看，当今世界科技水平在不断发展，像海水抽水蓄能电站地下式抽水蓄能电站这样的技术要求高的电站，在未来也会实现常态化建设，常态化运行。世界范围内，特别是经济高速发展的发展中国家，抽水蓄能电站的发展正迎来其新的黄金发展期。

[1]邱彬如.世界抽水蓄能式水电站新发展，.北京：中国电力出版社，2006

[2]潘家铮，何璟.中国抽水蓄能电站建设.北京：中国电力出版社，2000

[3]曹善安.抽水蓄能式水电站.大连理工大学出版社，2011