天池,是一個讓人心向往之的地方。2016年10月,我曾有幸來到長白山。乘車穿越無邊無際的原始森林,心為之蕩漾為之澎湃之時,更加渴望一路狂奔,直沖長白山頂,擁抱“天池”的綽約身姿。但天公不作美,抵達“天池”腳下,天空中飄起“大如席”的雪花,景區緊急防控,所有游客只能“望山興嘆”。
與天池失之交臂,成為我腦海里揮之不去的一個夢。
而為我圓夢的是時隔7年之后的2023年7月11日。這一天,我真的目睹了“天池”的風姿,而且還深深地擁抱了她。但這個“天池”不在長白山,而是座落在河北省承德市豐寧滿族自治縣境內。在巍峨雄偉的燕山環抱中,這個“天池” 碧波蕩漾,成為燕山山脈中最璀璨的明珠。她給我們帶來了巨大的驚喜,因為她不但體量碩大,風姿迷人,而且還被譽為全球最大的超級“充電寶”。
藍天碧水,現實的“天池”成為超級的“充電寶”。在曾經的過往中,又充盈了怎樣的神秘?
讓我們剝繭抽絲,慢慢掀起她化繭成蝶的神秘蓋頭!
一
我們說的這個全球最大的超級“充電寶”,就是河北省承德市豐寧抽水蓄能電站。
說到豐寧就不能不說“豐阜康寧”。而這四個大字,則是清代乾隆皇帝的御賜,寓意豐富康泰安寧。乾隆43年(1778)始建豐寧縣,民國時期,屬熱河都統。1987年經國務院批準,豐寧滿族自治縣正式掛牌。歷史在這里拐了好幾個彎。
但無論怎么變遷,歷史上和現實中的豐寧可謂風吹草低見牛羊,曠世絕美的自然風光和數不清的歷史榮耀,既強壯了豐寧的筋骨,也印證了其曾經的歷史風霜。這里既有名聞遐邇的京北第一草原,當然,也有狂風飛卷的沙塵肆虐,更有食不果腹的貧困。直到2020年,經過全縣人民的不懈努力,豐寧終于退出了貧困縣序列,不但正式摘掉了讓人喘不過氣來的貧困帽子,而且入選河北省第一批新型智慧城市建設試點名單。
歷史總有令人驚奇的相似之處,現實也總有令人刮目的異稟突出。
豐寧滿族自治縣地處燕山北麓和內蒙古高原南緣,地勢由東南向西北呈階梯狀增高,分壩下、接壩、壩上三個地貌單元。壩下群山綿亙,河谷縱橫。全縣海拔最高點為燕山山脈主峰東猴頂,海拔2292.6米;接壩峰高谷深,林木茂盛;壩上天高地闊。屬于中溫帶半濕潤半干旱大陸性季風型高原山地氣候。春季風多干旱,夏季濕熱多雨,秋季天高氣爽,冬季寒冷干燥。
豐寧滿族自治縣被群嶺逶迤的燕山懷抱著,距離首都北京180千米,距離懷柔18千米,距離承德170千米,奔騰不息的潮河、灤河就發源于豐寧,是京津天然的生態屏障和重要水源地。而這兩河之水,就分別占密云水庫、潘家口水庫總入庫水量的56.7%和13.6%。說潮河與灤河是密云水庫的母親河,也絕不為過。
險要的地理位置和獨特的氣候條件,形成了豐寧縣特有的區位優勢。而正是充分利用這個得天獨厚的優勢,讓豐寧人干出了一件讓世界都為之震驚的大事,成就了她的“世界第一”
二
風沙和貧困是戴在豐寧人頭上的兩頂大帽子。而治沙和脫貧也就成為豐寧人歷史抗爭的主旋律。
早在上世紀九十年代中期,飽受風沙襲擾的豐寧就萌發了綠色發展的念頭,但他們并沒有紙上談兵,更沒有沉醉于幻想之中,而是說干就干,對未來發展開始了馬不停蹄的布局規劃。于是,豐寧抽水蓄能電站也就應運而生。經過17年的科學研發和論證,終于在2013年5月破土開工建設。
豐寧抽水蓄能電站是中國水力發電的巨無霸,龐大的體量和蓄能能力會讓你的眼球無限放大。
總投資192億元,總裝機容量達到360萬千瓦,是世界上裝機容量最大的抽水蓄能電站。工程分兩期建設,第一期工程裝機容量為180萬千瓦,投資99.84億元,年發電量可達到22.368億千瓦時;二期工程裝機容量180 萬千瓦,安裝6 臺30 萬千瓦可逆式水輪發電機組,以500 千伏電壓接入華北電網,工程投資87.5 億元。樞紐建筑物主要由上水庫、下水庫、一、二期工程輸水系統和地下廠房及開關站組成。
豐寧抽水蓄能電站有上、下兩個水庫。猶如鑲嵌在崇山峻嶺中的兩顆璀璨明珠,不僅熠熠生輝,更勃發了盎然的綠色生機。上、下水庫的落差達到425米,分別承載抽水和蓄能兩個功能。而抽水與蓄能是兩個不同的概念,看似不相關聯,而實際上卻是一脈相承。抽水來自于庫容為6070萬立方米的下水庫,蓄能則來自于庫容5800萬立方米的上水庫。而簡單的一上一下,卻是兩股勁擰成了一股繩。
抽水蓄能是電力綠色發展的必由之路,也是解決碳達峰和碳中和的重要之舉,神奇的豐寧抽水蓄能電站給我們帶來數不清的神秘。還是讓我們把好奇的目光聚焦到這里,看一看他們是怎樣實現能量守恒,讓不可企及的華彩之夢成為現實存在。
日出而作,日落而息,是人類的生活和生產常態。應用到用電上,通常的說法,是白天的用電量大,屬于高峰期,晚上則用電量小,屬于用電低谷期。而抽水蓄能電站就是利用電力系統負荷低谷時段的剩余電力,將水從下水庫抽到上水庫儲存富余電能,在用電高峰或者系統需要調節時,將水從上水庫放到下水庫發電,為系統提供頂峰電能和輔助服務。同時,機組在抽水和發電的生產過程中,可以進行各種形式的工況轉換,根據系統需要提供靈活調節服務,實現系統安全穩定運行和能源資源高效利用。
把落差425米下水庫的水抽到上水庫,豐寧人就建設了六條直徑7米的雙向水道,連接上下水庫,從而實現蓄能和發電的目的。與之相配套的,是在崇山峻嶺中建設了進出水口、閘門井、啟閉機樓、攔河壩等工程,安裝了12臺30萬千瓦可逆式水輪發電機組,總裝機規模達到360萬千瓦,年設計發電量66.12億千瓦時,年抽水電量87.16億千瓦時。由此,也就誕生了四個“世界第一”。裝機容量世界第一、儲能能力世界第一、地下廠房規模世界第一、地下洞室群規模世界第一。
從幾千萬噸滿負荷的抽水作業,轉換為滿負荷發電作業, 只需要短短5分鐘左右的時間,這種高效率令人折服。電站全部投產, 滿負荷能提供360萬千瓦的電力支援能力,一次性蓄水滿負荷,能儲存4000萬度電量。被譽為為世界最大的充電寶。
進入到迷宮一樣的地下廠房,你會發現無數條通道像血管一樣布滿了電站的全身,而這些血管一樣的通道,不但錯綜復雜,而且竟然長達50多公里。190多條地下洞室,更讓你撲朔迷離,目不暇接。但真正讓你嘆為觀止的,是安放12臺30萬千瓦機組的碩大廠房,長414米,寬25米,高度54.5米。置身于大山深處的地下宮殿,無論是目睹它的崔嵬壯觀,還是嘆服高科技的尖端之銳,血管都是噴張的,激情與豪邁在那一刻就凝聚為肝膽兩昆侖。
三
歷經17年的論證求證和勘測,到2013年破土動工建設,再到2021年兩臺機組實現并網發電,豐寧抽水蓄能電站可謂歷經坎坷、一路摸爬滾打,但無論經過了怎樣的磨難,他們始終沒有忘記初心,綠色發展、生態優先,是他們不變的理念。
電站建成后,實現了三個首次:一是以4回500kv線路接入張北柔性直流電網,首次實現抽蓄電站接入500kv柔性直流電網。對保障北京、天津、河北背部電網安全穩定運行,促進冀北地區新能源消納,推動能源清潔低碳轉型發揮著重要作用。二是電站二期工程采用2臺交流勵磁變速機組,是首次在國內引進大型變速抽水蓄能機組技術。三是由于電站首次系統性攻克復雜地質條件下超大型地下洞室群建造關鍵技術,就為今后抽蓄大規模開發建設提供了技術保障和工程示范。
豐寧抽水蓄能電站的建成,不但將有力支撐“外電入冀”戰略,緩解“三北”地區棄風、棄光困局,更好地消納跨區清潔能源,在京津冀電網中擔負調峰、調頻、調相、儲能、系統備用及黑啟動任務,產生重要的經濟、社會和環境效益。而且,作為服務北京冬奧會的重點工程,在冬奧會期間,兩臺機組累計發電8342.73萬千瓦時,消納新能源11470.88萬千瓦時,有力支撐了北京2022年冬奧會場館100%綠色電力供應。
豐寧抽水蓄能電站庫能巨大,一次蓄滿可儲存新能源電量4000萬度,對于支撐華北電網安全穩定運行,發揮大容量儲存作用,同時,它作為世界上最高效最經濟的儲能設施,將為我國大規模發展可再生能源,推動能源清潔低碳轉型,助力實現碳達峰和碳中和目標,起到重要的保障作用。
貫徹生態文明理念,打造“京北小江南”。豐寧抽水蓄能電站在建設中堅持清理工程區內灤河干流底部淤泥,增加工程區濕地面積,培育河北省重點保護植物,采用高次團粒、植生袋護坡綜合治理,成功破解高陡邊坡生態恢復難題,最大限度減少工程建設對原始生態的擾動。如今的濕地流域,吸引了黑鸛、白天鵝等數十種珍稀鳥類前來棲息。“京北小江南”處處都煥發著勃勃生機。
豐寧抽水蓄能電站,這個世界上最大的超級“充電寶”,每天可以連續發電10.8個小時,12臺機組全部投運后,每年可消納過剩電能88億千瓦時,年發電量66.12億千瓦時,可滿足260萬戶家庭一年的用電,年節約標準煤48.08萬噸,可減少碳排放120萬噸,相當于造林24萬余畝。
豐寧人喜不自勝,不僅因為他們手中有了“豐阜康寧”的一張王牌,而且在能源轉型、綠色發展和生態文明建設中更是“一電當先”。(李久實)
編輯:李芊諾
責編:汪黃任
審核:陳雪輝
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