海水抽水蓄能电站发展现状与前景分析

鲍利佳 王健 靳永卫 毛学志 仝建伟 徐亚明 尤智 种飞

浙江缙云抽水蓄能有限公司

海水抽水蓄能电站发展现状与前景分析

鲍利佳 王健 靳永卫 毛学志 仝建伟 徐亚明 尤智 种飞

浙江缙云抽水蓄能有限公司

传统抽水蓄能电站投资成本高、破坏生态环境，而海水抽水蓄能电站解决了传统抽水蓄能电站对淡水资源的利用问题以及环境破坏问题，具有非常广阔的发展前景。本文介绍了海水抽水蓄能系统的工作原理，分析了国内外海水抽水蓄能系统的研究进展和应用情况，并对国内应用前景与发展潜力进行了展望。

海水抽水蓄能电站；发展现状；发展前景

1 海水抽水蓄能电站概述

抽水蓄能电站是目前最具经济性的大规模储能设施。近几年，随着大量传统抽水蓄能电站开工建设，适合建设传统抽水蓄能电站的站址资源越来越少，使得抽蓄机组装机容量将不能完全满足我国电力发展的需求，因此加快开发建设海水抽水蓄能电站具有重要意义。

1.1 海水抽水蓄能电站运行原理

海水抽水蓄能电站是利用海水作为工质的新型抽水蓄能电站，其利用海洋作为下水库，在适当位置修建上水库。用电负荷低谷时，机组作为水泵运行，往上库蓄水；在高峰负荷时，则作为发电机组运行，利用上库的蓄水发电，送到电网。

1.2 海水抽水蓄能电站优缺点

1.2.1 海水抽水蓄能电站优势

海水抽蓄电站不仅与常规抽水蓄能电站一样，启停迅速、运行灵活，而且具有以下优点：

1)选址方便。靠海国家很多，海岸线漫长，便于电站选址，而且可以在火电、核电等基荷电源的附近海边选址，对于输电、电力系统调峰非常有利。

2)降低造价。常规抽水蓄能发电站需建上游和下游两个水库，而海水蓄能电站则利用海洋作为下水库，减少了投资建设下水库所需的资金。

3)增大容量。海水抽水学能电站只要增大上水库需水量就可增加电站容量，实现大容量化，因为不受水量(海水)限制。

4)便于设计。因为该电站下游水位是海平面，只有潮涨潮落很小水位变化，在抽水和发电两种工况下的整个水头变化很小，这对机组设计非常有利。

1.2.2 海水抽水蓄能电站存在的问题

海水抽水蓄能电站必须克服因使用海水引起的一些技术方面和环境方面的问题，主要包括：

1)上库中海水渗入和污染地表或地下水，以及由于风力引起的海水飞溅，对周围动物和其他生物系统的污染。

2)海水对金属材料和水工结构的腐蚀。

3)海洋生物附着对输水系统和水泵水轮机的影响 。

4)海岸进 /出水口对附近生珊瑚及其他海洋生物的影响。

2 海水抽水蓄能电站发展现状

2.1 国外应用与研究现状

日本从80年代便开始海水抽水蓄能发电技术的试验研究，并于1999年在冲绳岛建成世界第一座利用海水发电的抽水蓄能电站。电站上库设在离海岸600m，海拔约150m的高山上，压力水管的最大流量为26m3/S，发电装机容量3万kw，有效水头136m。该电站以众多滨海山丘建设上水库，以海洋作为下水库，利用用电谷荷时多余电能抽取海水，蓄存在山丘上库，待用电高峰时放水发电站。此外，埃及、印尼等国家也相应建设了海水抽水蓄能电站。

2.2 国内研究现状及应用前景

2.2.1 抽水蓄能电站发展现状

我国抽水蓄能电站的发展，始于20世纪60年代后期，经过20世纪70年代的初步探索，80年代的深入研究论证和规划设计，先后兴建了广州抽水蓄能电站、北京十三陵抽水蓄能电站、天荒坪抽水蓄能电站等抽水蓄能电站。目前，我国已积累了丰富电站建设经验，具有较先进的机组制造技术和设备安装水平。

随着传统抽水蓄能电站的站址资源减少，开发建设海水抽水蓄能电站意义重大。目前，国内海水抽水蓄能电站仍处于研究探索阶段，需对海水抽水蓄能系统相关理论进行深入研究，以解决包括资源普查、技术攻关、设备研发等一系列关键问题，从而探寻适合我国沿海地区和海岛的海水抽水蓄能技术综合发展模式。2.2.2 海水抽水技术应用前景

海水抽水蓄能电站是抽水蓄能电站的一种新型式，《水电发展“十三五”规划》将“研究试点海水抽水蓄能”纳入重点任务，要求加强关键技术研究，推动建设示范项目。在此基础上，国家能源局组织开展海水抽水蓄能电站资源普查。

1)普查范围。涵盖除港澳台外所有沿海省份，主要集中在东部沿海5省(辽宁、山东、江苏、浙江、福建)和南部沿海3省(广东、广西、海南)的近海及所属岛屿区域。其余河北、天津、上海3省(市)沿海地势平坦，不具备建设海水抽水蓄能电站基本地形条件。

2)资源总量.我国拥有海水抽水蓄能资源站点238个(其中近海站点174个，岛屿站点64个)，总装机容量为4208.3万千瓦(其中近海为3744.6万千瓦，岛屿为463.7万千瓦)。

3)分布特点。从地域分布看，广东、浙江、福建3省分别有57个、71个、56个资源站点，资源总量分别为1146万千瓦、917.6万千瓦和1057.1万千瓦，分；辽宁、山东、海南3省资源站点分别有10个、17个、19个，资源量分别为122.9万千瓦、234.6万千瓦、562万千瓦；江苏、广西资源站点相对较少。

4)主要站点。考虑地形条件、工程布置、节约淡水资源等多方面因素，进一步筛选出建设条件相对较好的8个典型站点，作为下一步研究重点，其中，浙江省共4个站点，分别为舟山桃花岛、舟山龙潭、舟山青天湾、台州天灯盏，装机容量共12万千瓦；广东省共3个站点，分别为汕头南澳岛、珠海万山岛、江门上川岛，装机容量共10万千瓦；福建省仅有宁德浮鹰岛1个站点，装机容量4.2万千瓦。

4 结论

我国沿海地区可再生能源如风电和太阳能发电发展十分迅猛，可再生能源的间歇性和不稳定性也亟需合适的电力储能系统。因此，应加强对海水抽水蓄能技术应用研究，尽快在靠近负荷中心的海边建立启停快、运行灵活的海水抽水蓄能电站，以解决沿海地区电力供求的矛盾，确保电网安全稳定运行。

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[2]罗莎莎，刘云，刘国中，聂金峰.国外抽水蓄能电站发展概况及相关启示 [J].中外能源，2013，(11)：26-29.

[3]王楠.我国抽水蓄能电站发展现状与前景分析[J].电力技术经济，2008，(02)：18-20+72.