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【文/觀察者網(wǎng) 李煥宇 編輯/周遠方】提起水電，宏偉的大壩、龐大的發(fā)電機組，無疑是很多人的第一印象，但在水電設(shè)備領(lǐng)域，這些還不是最難搞的。

該領(lǐng)域“皇冠上的明珠”屬于抽水蓄能機組，由于體積大、轉(zhuǎn)速高，在精度和壽命上的要求也極為苛刻，它成了水力發(fā)電行業(yè)最復(fù)雜、最難啃的“硬骨頭”。

長龍山抽水蓄能電站發(fā)電電動機轉(zhuǎn)子 圖片來源：東方電機

近期，觀察者網(wǎng)受邀參觀了我國抽水蓄能機組領(lǐng)域的龍頭企業(yè)——東方電機。據(jù)他們通報，6月10日，20余家單位及專家參加了單機容量300兆瓦的黑麋峰中低水頭（注：水位落差）抽水蓄能機組國產(chǎn)化改造技術(shù)成果總結(jié)暨專家鑒定會，一致認定該機組技術(shù)國產(chǎn)化改造升級項目整體技術(shù)處于國際領(lǐng)先水平。這是我國首次由國內(nèi)廠家成功改造國外廠家設(shè)計的機組，樹立了該型機組技術(shù)國產(chǎn)化的典范。

負責本次改造的東方電氣下屬企業(yè)東方電機公司表示，大力發(fā)展抽水蓄能電站已成為支持新能源發(fā)展，打造安全可靠電力系統(tǒng)的全球共識，我國的抽水蓄能電站還會有更大的發(fā)展空間。

抽水蓄能，技術(shù)最成熟、應(yīng)用最廣泛的儲能技術(shù)

抽水蓄能是利用電力負荷低谷時的電能抽水至上水庫，在電力負荷高峰期再放水至下水庫發(fā)電的技術(shù)，可承擔電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)相、空載和事故備用等任務(wù)。其最早的應(yīng)用可以追溯到1890年代的瑞士和意大利，目前應(yīng)用最多的可逆式機組最早出現(xiàn)在1930年代。

據(jù)東方電機研究試驗中心主任兼技術(shù)管理部部長梁權(quán)偉介紹，作為全球應(yīng)用最廣的儲能技術(shù)，抽水蓄能有著存儲容量大、循環(huán)效率高、負荷響應(yīng)快、使用壽命長、技術(shù)成熟度高的優(yōu)點。目前，全球范圍內(nèi)超過97%的能量存儲是通過抽水蓄能的方式實現(xiàn)的，以日本、美國和歐洲等國為代表的發(fā)達國家的抽水蓄能裝機容量占全世界抽水蓄能總裝機容量的70%左右。

世界單機容量最大的美國巴斯縣抽水蓄能電站上水庫 圖片來源：布里斯托爾先驅(qū)報

具體而言，論儲存容量，世界單機容量最大的抽蓄機組是美國巴斯縣電站，達到500MW（兆瓦）；我國在建的河北豐寧抽水蓄能電站總裝機容量3600MW，竣工后將成為世界最大的抽蓄電站。抽蓄電站的滿載儲能/發(fā)電時間一般都能達到6~10h，甚至更多。

這一容量要遠大于絕大多數(shù)儲能技術(shù)。東方電機專家何啟源向觀察者網(wǎng)表示，一般大型抽水蓄能電站總?cè)萘慷荚?000MW以上，如果化學(xué)儲能電站想要達到抽水蓄能電站的水平，至少需要15~20萬平方米的面積。

正在建設(shè)的豐寧抽水蓄能電站 圖片來源：河北日報

論循環(huán)效率，抽蓄機組的儲放循環(huán)效率通常在75%~85%范圍內(nèi)。國外的成熟技術(shù)普遍能達到80%及以上，即所謂的“5度換4度”；國內(nèi)早期投運的機組一般在75%左右，即所謂“4度換3度”。隨著近年來的技術(shù)進步，我國新研發(fā)制造的機組普遍都能達到80%以上。像江西洪屏抽蓄電站達到84%，浙江桐柏、湖南黑麋峰等幾個抽蓄電站機組循環(huán)效率均能達到83%。

論技術(shù)成熟度，抽蓄是世界上發(fā)展最為成熟、工程應(yīng)用最為廣泛的儲能技術(shù)。美國能源部曾用NASA開發(fā)的技術(shù)成熟度評估模型（TRA）對現(xiàn)行的各種儲能技術(shù)的成熟度進行了評估。1級表示一項技術(shù)的基本原理或規(guī)律剛剛被發(fā)現(xiàn)，9級表示一項技術(shù)已經(jīng)在現(xiàn)實當中得到成功應(yīng)用和驗證。抽水蓄能在評估結(jié)果中穩(wěn)居最高的第9級，擁有最高等級的技術(shù)成熟度和可靠性。