拿100度电抽水再发电80度为何我国还要花上百亿建设？
发布日期： 2024-12-29 | 作者：同步电机
抽水蓄能电站，用100度电抽水，却只能发出80度电，这样的现象你或许很难理解。我国竟然斥资上百亿元建造这样“赔本”的电站，是不是有点匪夷所思？如果是普通企业，可能早就觉得不值得做这样的买卖了。
但抽水蓄能电站的背后，却是电网运行的重要逻辑。它并不是单纯为了“发电赚钱”，而是承担了更复杂和重大的任务。那么，抽水蓄能电站到底是什么？为什么它“用100度电发80度电”却仍被称为现代电力系统的关键？
抽水蓄能电站被称为现代电网的“蓄电池”，尽管从表面上看，它像是一项“赔本买卖”，但实际运行原理却让它成为电力系统的关键一环。它的设计和运作过程并不复杂，但却充满巧妙的科学逻辑。
抽水蓄能电站通常建在高海拔地区，这样子就能够利用自然地形的高度差来实现能量的储存与释放。电站的核心部分是上下两个水库，分别位于山顶和山脚。
上库是主要的“蓄能装置”，储存着通过电力提升上来的水；下库则负责接纳从上库回流的水，同时作为抽水的起点。两者之间通过输水管道连接，水流在管道中推动水轮机发电或被抽水泵抽升，这一系统构成了完整的水循环。
电站的运行过程可大致分为抽水阶段和发电阶段。抽水阶段通常在夜间进行，因为夜间用电需求低，电网往往会出现富余电力。如果不加以利用，这些多余电量只能被浪费掉。此时的抽水蓄能电站启动，将下库的水通过电动水泵抽至上库。这一过程中，电能被转化为水的势能储存在高处。
到了白天，用电需求进入高峰，电网供电压力增大。此时的抽水蓄能电站从上库释放储存的水，水流通过输水管道回到下库。在这一过程，水流的势能转化为动能，推动水轮机转动，进而驱动发电机发电。这种能量的转换让抽水蓄能电站成为高峰供电的重要支撑。
不过，这一过程并非绝对没损耗。由于物理原因，抽水蓄能电站在抽水和发电的两次能量转换中都会有部分能量损失。河北丰宁抽水蓄能电站，其年抽水电量为87.16亿度，而年发电量为66.12亿度，效率大约为75%。这在某种程度上预示着，每用100度电抽水，只能发出约80度电。这种损耗也让它看起来像是“赔本买卖”。
抽水蓄能电站并不是以发电盈利为目标的。它的真正价值在于储能和优化电力资源。通过在夜间储存多余电力、白天释放电力，电站可以有明显效果地平衡电网负荷，避免电力短缺或过剩。它还在极端情况下发挥了应急功能，比如当电网发生故障时，抽水蓄能电站能够迅速启动，为电网提供短期支持。
抽水蓄能电站的实际价值并不仅在于“发电”，它的存在更像是为电网系统提供了一种“智慧储能”的解决方案。从消峰填谷到环境保护再到电网安全保障，它的功能是多方面且无可替代的。
我国如今用电需求呈现明显的高低峰特性：白天用电需求高涨，而夜晚则相对低迷。这种不平衡会让电网系统面临两种极端问题——高峰期供电压力过大、低谷期电能浪费。而抽水蓄能电站正是解决这一问题的利器。
在用电需求高峰时，抽水蓄能电站释放上库储存的水，通过势能转化为电能，为电网提供紧急电力支持。这不仅能缓解电力短缺，还可避免因电力不足而导致的拉闸限电问题。
当夜晚用电需求降低，电网多余的电力若不利用，将会被浪费。抽水蓄能电站通过水泵将下库的水抽至上库，完成电能向势能的转换。这种“充电”过程有效储存了多余电能，为高峰期的用电需求做好准备。
抽水蓄能电站还能通过电价差实现收益。根据电价波动计算：夜晚电价较低（如0.32元/度），白天电价较高（如0.59元/度）。假设抽水需要4度电，发电输出3度电，其成本和收入分别为：
虽然单次盈利看似不大，但在巨大的用电需求下，这种模式的经济价值十分可观。
风能和太阳能等可再次生产的能源的波动性较大，经常在非用电高峰时产生多余电力。这些多余电能无法直接存储，容易被浪费。抽水蓄能电站能够吸收并储存这些“弃风电”“弃光电”，将其转化为势能，为未来发电做好储备。
抽水蓄能电站间接减少了火电厂的运行时间，以此来降低了煤炭燃烧量，减少了二氧化碳、硫化物等污染物的排放。河北丰宁抽水蓄能电站每年可节省48万吨标准煤，减少二氧化碳排放130万吨。这种效益相当于种植了24万亩森林。
在电厂因设备故障或突发事故停机时，抽水蓄能电站能在数分钟内启动并满负荷运行，迅速为电网提供电力支持。河北丰宁抽水蓄能电站可在两分钟内启动机组，并以每小时120万度的最大电力输出，迅速缓解电力危机。
当电网因极端天气或事故导致全面断电时，抽水蓄能电站具备“黑启动”能力。它无需外界电力支持即可独立启动，恢复发电，为整个电网的重启提供基础电力。这种能力在大范围停电或灾害应急情况下尤为关键。
抽水蓄能电站的价值并非只停留在理论层面，其实际应用案例证明了它对电力系统的重要贡献。河北丰宁抽水蓄能电站是国内的骄傲，更是世界上顶级规模的抽水蓄能电站。这座宏伟的电站建设于河北省承德市丰宁县，承载着优化电网调节、促进绿色能源发展。
丰宁抽水蓄能电站总装机容量达360万千瓦，配备了上下两个大型人工水库，年设计发电量为66亿千瓦时。要实现这些发电量，每年需要抽取87亿千瓦时的电能储存在上库，完成能源的转化与释放。
2022年北京冬奥会期间，丰宁抽水蓄能电站的1号和10号机组正式投入运行。在赛事期间，电站多次启动抽水发电，累计抽水107次、发电94次，总发电量达8300万千瓦时。这些电能为冬奥会提供了100%的绿色电力，确保了赛事期间用电的清洁性和可靠性。
与河北丰宁电站的宏伟规模相比，新疆阜康抽水蓄能电站则更注重服务区域特色。这是中国西北地区首个百万千瓦级抽水蓄能电站，专为大型新能源基地提供支持，填补了西北地区电力调节的空白。
阜康抽水蓄能电站位于新疆准噶尔盆地的天山北麓。由于新疆地区风能、太阳能资源丰富，但电力消纳问题突出，电站的建设旨在弥补新能源供电的波动性。电站总装机容量120万千瓦，上下库总库容达到1000万立方米，为周边的风电、光伏项目提供稳定的储能支持。
在全面投产的第一年内，阜康抽水蓄能电站累计启动887次，总运行时长超过8000小时。电站在此期间消纳了9.34亿千瓦时的低谷电量，并通过发电输送了7.44亿千瓦时的清洁电力。这一些数据表现了电站的高效运行能力，也表明它在推动清洁能源发展中的重要作用。
作为西北地区的重要电力调节工具，阜康电站有效提升了新能源的利用效率，减少了传统火电厂的运行负荷。通过优化能源结构，这一电站正在帮助新疆逐步向可持续能源转型。
通过河北丰宁和新疆阜康两大抽水蓄能电站的实践，我们大家可以清晰地看到这一技术在不同场景下的灵活应用。它不但可以满足国家级赛事的绿色电力需求，也能因地制宜，为区域性新能源基地提供精准支持。
这些电站的成功运行，证明了抽水蓄能在推动清洁能源发展、优化电网资源和保护自然环境方面的巨大潜力。从沙漠到高山，从东部到西部，抽水蓄能电站正在用“用电储电”的智慧方式，为中国的能源转型提供坚实保障。
抽水蓄能电站的核心价值并不在于单纯的发电量，而在于它在电网系统中的多种功能。作为电力调节工具，它通过“消峰填谷”平衡用电高峰和低谷的需求，将多余的电能有效储存，并在需要时释放，避免资源浪费。
更重要的是，抽水蓄能电站助力环保，通过减少火电厂的运行时间，每年大幅度降低碳排放量，为实现碳中和目标做出贡献。它的意义体现在电力储备，在于推动绿色能源转型，是现代能源管理的重要选择。
河北日报：重点项目巡礼丨丰宁抽水蓄能电站：世界最大“超级充电宝”这样建成 -
脑洞知识局：拿100度电抽水，再发电80度，为何需要花上百亿做赔本买卖？ -
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