这几年风电光伏产业发展很快,但去煤电之事却不敢提到日程上来,最重要一点就是风电光伏太不稳定了,只有与抽水蓄能电站相配套才有平稳的电力输出。
传统的抽水蓄能电站的建法,是寻找一个合适的下库,再在附近的山坳里筑坝建个上库,这种建法类似制造业的增材制造法,最关键问题是抽水蓄能电站都是建在深山里,挖出的土石方根本没地方放,若运走堆放到合适的位置恐怕需上百公里,运费就是天价。
那我们能不能不把挖出的土石方运到远处,就近处理呢?
个人想法,有这几种办法。
一将开挖上库产生的土石方平铺于下库
这需要下库有较宽阔的河谷,最好呈喇叭形的,可以建一个库容较大的水库。
办法是:先建个模型计算一下开挖上库会产生多少立方米的土石方(实方),再折合成虚方;将开挖上库产生的土石方平铺于下库,计算一下需多高的坝高;使下库的坝高再高一些,这样使下库的库容大于上库的库容。
例:昌马抽水蓄能电站
昌马水库现状
酒泉风电光伏基地未来的风电光伏装机规模可能会达上亿千瓦,就需要配套约万千瓦的抽水蓄能电站装机容量。但附近的地形很难找出建30个百万千瓦装机容量的抽水蓄能电站,在找到一个合适位置时就要充分利用建成超大型的抽水蓄能电站。最合适的位置就是昌马水库处。
昌马抽水蓄能电站
上库1:开挖昌马左岸的黑大坂山建上库。黑大坂山最高处海拔约米(地图等高线数据,下同),削至米形成面积1.平方公里的平台,再继续挖深50米形成0.亿立方米的上库。产生的土石方约1.8亿立方米。
上库2:开挖昌马河右岸的照壁山作上库。照壁山最高处海拔约米,削至米形成面积约1.02平方公里的平台,再继续挖深80米形成库容约0.65亿立方米的上库,产生的土石方约1.2亿立方米。
上述土石方合计为3.0亿立方米。将土石方平铺于下库。由于上下库之间落差大、山很陡,建议不要修盘山公路运输,而是直接用滑道运输。为减少滑道运输时产生飞尘污染,需要从下库抽水喷湿土石方。
下库:重建昌马水库。目前的昌马水库库容1.亿立方米,坝址处昌马河的年均径流量12.6亿立方米。估算表明,当坝高达高程为米时,恰好能平铺开挖上库产生的3.0亿立方米的土石方。增加坝高使蓄水位为米,水域面积约19平方公里,库容约13亿立方米。
抽水蓄能电站的装机容量:
黑大坂山—昌马抽水蓄能电站:上下库落差米,上库库容0.亿立方米,装机容量约万千瓦;照壁山—昌马抽水蓄能电站,上下库落差米,上库库容0.65亿立方米,装机容量约万千瓦。总装机容量为万千瓦。
当然,调整上库库容会使抽水蓄能电站的装机容量随之变化。
成本分析:按每立方米土石方开挖、运输、平铺的造价为30元(因为距离很近),建下库造价约亿元(含移民费),上库加固防渗按每亿立方米20亿元,机电设备按每百万千瓦11亿元,其它费用占上述总费用的20%。折合每百万千瓦抽水蓄能电站造价约为31亿元。目前的百万千瓦抽水蓄能电站造价约在50到60亿元,这种方法的百万千瓦造价只是其一半左右。
土石方运输是最耗费时间的工程,利用滑道运输效率非常高,可大大缩短工期。
其它效益分析:
生态效益:由于上库为开挖的天池,产生的土石方平铺在下库,从表观看对环境生态每负面影响;且天池的耐久性远高于筑坝所建的上库,即使将来不用了,也可作为景观。
景观价值:上库就是天池,可与下库一期规划建设成4A甚至5A景点,要求上库周边起码留有20米的环形平台,可在上库平台的边角位置建配套的景观设施。可利用运送土石方的滑道改造成滑雪道。
二将开挖上库产生的土石方铺在附近的山坳里
有的地方已经有了下库,但开挖上库产生的土石方没地方放,但恰好附近有山坳,可以在山坳筑坝将土石方铺在山坳里,能形成一片平地,同时造出一人工瀑布。
例:小浪底黛眉山抽水蓄能电站
在河南洛阳、三门峡,山西运城等地也是建风电光伏基地的好地方,但用于建大型抽水蓄能电站的位置不多,可以在洛阳黛眉山开挖上库,利用小浪底水库为下库,组成抽水蓄能电站。
黛眉山抽水蓄能电站
下库:小浪底水库,正常蓄水位米,库容.5亿立方米。
上库:开挖黛眉山。黛眉山最高处海拔约米,将其削至高程1米形成面积1.81平方公里的平台,再继续挖深60米形成库容0.87亿立方米的上库。开挖上库产生的土石方约2.4亿立方米(虚方)。
土石方堆置:黛眉山西南方有个山坳叫金灯河谷,出口窄呈喇叭形,可在出口处筑坝,将土石方铺在山坳里。估算表明,当筑坝的坝高约米时恰好能将2.4亿立方米的土石方平铺3.72平方公里(约亩)。
抽水蓄能电站装机容量:上库库容0.87亿立方米,上下库落差米,装机容量约0万千瓦。
成本分析:按“一”中各项成本计算。每百万千瓦造价约为32亿元。
其它效益分析:
生态效益:由于上库为开挖的天池,产生的土石方平铺在金灯坳成平地,在该块平地中间修渠,则这近亩平地在洪水沖淤下可慢慢变成良田,当然这个地方最好建成休闲小城。
景观价值:上库南边的山顶可建庙观,上库与金灯坳之间可建滑雪道,金灯河是条小溪,形成落差约米的瀑布。这样就形成了人工天池、人工瀑布、宗教文化圣地、避暑康养休闲胜地的综合旅游区,完全可打造成5A级景区。
三将开挖上库产生的土石方填海
在沿海地区的浅海里风能大,是建风电基地的好地方。但这些地方往往没有建传统抽水蓄能电站的上下库位置,可以削去山头为上库,以海为下库,将产生的土石方填到海里,或填海造地或只是填的浅些作为渔业养殖基地。
例:青岛崂山抽水蓄能电站
下库:海。
上库:保留崂山主峰,那时著名的景区。
崂山抽水蓄能电站
上库1:将崂山主峰之北的滑溜口山脊削平,滑溜口山脊最高处海拔约米,削平至海拔米得一面积1.11平方公里的平台,继续挖深50米得库容0.亿立方米的上库,产生的土石方约0.75亿立方米(虚方)。
上库2:将崂山主峰东南的天茶顶山脊削平,山脊最高处海拔约米,削至海拔米形成面积0.平方公里的平台,再挖深50米得库容0.亿立方米,产生的土石方约0.9亿立方米。
抽水蓄能电站装机容量:滑溜口上库库容0.亿立方米,上下库落差米,装机容量万千瓦;天茶顶上库库容0.亿立方米,上下库落差米,抽水蓄能电站的装机容量为万千瓦。两抽水蓄能电站装机总容量为万千瓦。
成本分析:总投资约在亿元,每百万千瓦造价约为20亿元。
其它效益分析:
生态效益:由于上库为开挖的天池,产生的土石方填海,使东边的海域变浅,可作为渔业养殖基地。
景观价值:和崂山顶一起形成“一山携两湖俯看海”的美景,提高了崂山景区的景观价值。
后记
利用开挖山顶天池作为抽水蓄能电站的上库,其耐久性要比在山坳筑坝建上库要好的多,即使将来不用了也是无水的天坑或有水的天池,仍有景观价值。在规划建设大型抽水蓄能电站时不但要考虑电站本身,还要考虑其旅游景观价值、健身价值、文化价值、休闲康养价值,争取打造成综合性的景区。
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