原标题：【能源革命观察】“巨型充电宝” 蓄能山水间——国网新源山西垣曲抽水蓄能电站项目建设纪事

  工程投运后，电站每年可减少原煤消耗约29万吨，减排二氧化碳约54万吨、二氧化硫约1800吨、氮氧化物约650吨

  对推动山西开展能源革命综合改革试点具有重要意义

  更重要的是，120万千瓦规模的抽水蓄能电站，可在5分钟内由满负荷抽水转变为满负荷发电，提供240万千瓦的电力支援能力

  在垣曲县境内中条山层峦叠嶂间，一个“巨型充电宝”正拔地而起——这就是国网新源山西垣曲抽水蓄能电站。

  9月7日，垣曲县群山环抱的清水河畔，国网新源山西垣曲抽水蓄能电站项目建设现场一派繁忙，车来车往、机械轰鸣，施工人员争分夺秒投入主体工程建设。作为国家能源局确定的“十三五”重点能源建设项目，该电站设计年发电量达12.01亿千瓦时，年抽水电量为16.02亿千瓦时，工程总投资79.6亿元。

  站址选择百里挑一

  不同于普通水电站，垣曲抽水蓄能电站的核心价值不在于“发电”，而在于“储电”。在用电低谷期，当火电、水电、核电等大型电站因难以大幅减发或停机而产生剩余电量时，抽水蓄能电站会“接住”这些富余电力，将低处的水抽到高处储存；待用电高峰来临，再释放高处的水推动水轮发电机组发电，输回电网。

  “抽水蓄能电站的原理就像一个‘电力银行’。”国网新源山西垣曲抽水蓄能电站工程部专责人刘杰介绍，“一抽一放”中电能约有25%的损耗，相当于“100千瓦时电换75千瓦时电”。看似不划算，却是当前发电到储存的“最优解”。原来，传统电网供电具有即时性和计划性的特点，但风电、光伏等新能源的大规模接入带来了新挑战：这类新能源发电依赖天气，发电量难以精准规划，且受季节、气候、时段等因素影响，发电量与用电量常出现波动。而抽水蓄能电站作为技术最成熟、经济性最优的灵活调节电源，能与各类电源形成高效配合。

  既然如此好用，是不是可以多建几个？“并不是所有山区都能建抽水蓄能电站，需要‘上天赏饭吃’的地理条件。”刘杰说，选址是头等大事，要统筹考虑地质、水文、移民、生态红线以及与电网的关系等要素，“可以说，站址选择是‘百里挑一’。”

  垣曲抽水蓄能电站的选址便堪称“天作之合”。项目巧妙利用解峪乡东坪村冲沟源与黄河北侧一级支流清水河的高低落差，通过建设上下两个水库，实现势能到电能的高效转化。“上水库依托天然山谷筑坝而成，下水库利用原有河道筑坝扩容，两地直线距离仅3公里，却形成500米的天然落差——正因为有了这个落差，‘充电宝’才能成功运转。”刘杰解释道。

  建设工程有序推进

  那么，这个用水做的超级“绿色充电宝”，是如何实现“水往高处走，电从空中送”的？“原理其实不复杂，先把下水库的水抽到上水库储存，需要发电时，再将上水库的水放出，水流通过引水隧洞抵达发电机厂房，就能完成电能转化。”刘杰说。

  发电机组深藏在松树岭山腹中，堪称整座电站运行的“心脏”。驶过蜿蜒曲折的山路，车子钻过1800米长如巨龙般的隧道，深埋地下约220米的地下厂房便赫然出现在眼前。这座厂房大得令人惊叹：长近170米、高约54.5米、宽24.5米。作为电站的核心枢纽工程，该洞室施工采用“中导洞先行+两侧扩挖”的分层作业方法，通过地质雷达超前预报技术对围岩动态变化实施实时监测，并针对性引入支护台车、多臂钻机、湿喷台车等大型专业化设备，从技术和装备层面双重保障作业精度的有效提升。依托这套科学施工方案，地下厂房于7月31日顺利完成全部土建施工任务，圆满实现向机电安装阶段的工作面移交。

  “过段时间，4台30万千瓦可逆式水泵水轮发电电动机组就会安装在这里。”指着幽深的厂房，刘杰自豪地介绍，水轮机层的转轮叶片被水流冲击后，主轴会带动转子以每分钟400多转的速度转动，借助法拉第电磁感应原理切割磁力线，将水流的动能转化为电能——绿水青山就这样转变成了金山银山。

  除了核心厂房，下水库左岸麻沟和岭沟之间的山体内，还藏着由十几条隧道组成的“地下迷宫”，总长超过18公里，其中输水系统总长达到3425米。

  离开地下主厂房，在离松树岭直线距离3公里外的东坪村，推土机、压路机、碎石机等机械正在上水库忙碌施工。看着逐渐升高的大坝，工程部专责人杨飞介绍，上下水库大坝是抽水蓄能电站储存水量的主体工程，正常蓄水位为965米，总库容达775万立方米，容量相当于3000多个标准游泳池；下水库位于院后村下游的清水河主河道上，正常蓄水位为494.5米，总库容1061万立方米。截至目前，上水库大坝累计填筑191.83万立方米，占设计量的52.55%；上水库库盆累计开挖440.23万平方米，占设计量的77.60%。

  绿色理念贯穿始终

  这座深藏在中条山里的大工程，自始至终贯穿着绿色理念，下水库沿用天然河道以减少开挖量，施工过程中严管精控废水、废弃物排放，上水库坝体填筑使用的石料都来自库盆开挖——真正做到了“取自自然、还于自然”。

  “工程投运后，还能有效降低电网燃煤消耗。”电站工程部主任夏武介绍，电站每年可减少原煤消耗约29万吨，减排二氧化碳约54万吨、二氧化硫约1800吨、氮氧化物约650吨，对推动山西开展能源革命综合改革试点具有重要意义。更重要的是，120万千瓦规模的抽水蓄能电站，可在5分钟内由满负荷抽水转变为满负荷发电，提供240万千瓦的电力支援能力。其机组启停便捷、反应迅速，能有效提升大电网综合防御能力，服务特高压电网发展，为电网安全稳定运行保驾护航。

  在守护生态的同时，电站建设对地方经济的拉动同样显著。项目建设期间，平均每年可增加地方财政收入约1.5亿元，提供各类就业岗位约3500个；投运后，每年稳定增加地方财政收入约1.1亿元，并带动当地商业、旅游业等行业全面发展。

  文/图 本报记者周明飞