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中国铁道建筑报
中国铁道建筑报 2022年12月23日 星期五
往期回顾

绿水绕青山 蓄能山水间

——中国铁建抽水蓄能产业发展纪实

王观生

《 中国铁道建筑报 》( 2022年12月23日   2 版)

    中国铁建大桥局承建的南水北调中线漕河段1标。李天玉 摄

    通讯员  王观生

    党的十八大以来,面对错综复杂的国际国内形势,以习近平同志为核心的党中央创造性地提出“四个革命、一个合作”能源安全新战略,为新时代能源高质量发展指明了方向,开辟了道路。

    在党的二十大报告中,绿色低碳、绿色转型、碳达峰碳中和等关键词被多次提及,充分体现了我国对加快构建绿色低碳现代能源体系的高度重视和坚定决心,为走好绿色低碳发展之路提供了根本遵循。

    在“双碳”战略、经济稳增长等因素的共同驱动下,伴随着风力、光伏等新能源产业迅猛发展,作为“压舱石”的储能产业正备受市场关注。在现行科技条件下,有着技术最成熟、经济性最优、最具大规模开发条件之称的抽水蓄能产业,正逐步走向前台,在国内迎来一次空前利好的发展窗口期。

    据2021年9月国家能源局印发的《抽水蓄能中长期发展规划(2021-2035年)》,到2025年,抽水蓄能投产总规模将较“十三五”翻一番,达到6200万千瓦以上。到2030年,投产总规模较“十四五”再翻一番,达到1.2亿千瓦以上。

    抽水蓄能电站的总投资与装机容量、地形地质条件、用地条件等密不可分,目前每单位千瓦静态投资约为4500元至6500元不等,这意味着在未来十年,抽水蓄能电站产能在大幅跃升的同时,将形成一个万亿元级别的产业市场。

    据统计,“十四五”以来已核准23座抽水蓄能电站,总装机规模3050万千瓦,项目投资规模超过2000亿元。

    一张有关抽水蓄能产业的宏伟蓝图正在徐徐铺开……

    向前回溯20年,在21世纪之初,伴随着中国社会经济腾飞,彼时大规模抽水蓄能电站建设方兴未艾。中国铁建依托在基础设施建设领域的领先优势,敏锐地嗅到了这一新兴市场机遇,成为建筑央企中为数不多的“第一个吃螃蟹的人”,进而形成了先发优势。

    作为中国铁建首批4家抽水蓄能重点发展单位之一,2000年,中铁十四局参建山东泰安抽水蓄能电站,这是山东省第一座大型抽水蓄能电站和第一个水电工程。该电站总装机容量为100万千瓦,建成后对改善山东地区电网结构起到了重要作用。此后,该集团又陆续参加了江西洪屏、河北丰宁、安徽绩溪、安徽金寨等一大批国家重点抽水蓄能电站工程建设,成为中国铁建系统内参与抽水蓄能市场最早、承建任务最多、施工经验最丰富、信用评级最好的单位。

    头雁领航,引得群雁齐飞。

    截至目前,铁建重工岩石隧道掘进机(TBM)参与了湖南平江、山西垣曲二期、浙江衢江等抽水蓄能电站的隧洞工程建设,铁建重工TBM作为“少人化、机械化、标准化、智能化”的技术装备,为国内抽水蓄能电站全面机械化、智能化建设转型提供了支撑。

    中铁十二局在市场经营布局、资源统筹、人才培养等方面加大力度,全面进军抽水蓄能市场。今年6月,该集团中标陕西省西乡县旱船漕抽水蓄能电站,建成后将承担陕西电网调峰、填谷、储能、调频、调相、备用等任务,持续改善电网供电质量,维护电网安全、稳定、经济运行。

    中国铁建大桥局紧跟国家战略,认真谋划,蓄势待发,积极参与宁夏牛首山抽水蓄能电站。该项目是宁夏首座大型抽水蓄能电站,已列入国家“十四五”抽水蓄能电站开发建设重点项目,对助力能源绿色低碳转型发展和美丽宁夏建设具有重要意义。

    2021年底,中铁十八局中标山西浑源抽水蓄能电站项目。今年7月,中铁二十局中标吉林蛟河抽水蓄能电站项目,标志着该集团新型能源项目实现零的突破。中铁十七局参建的黑龙江尚志抽水蓄能电站工程,是黑龙江第二个大型抽水蓄能电站,也是黑龙江省“十四五”期间首个核准并开工建设的抽水蓄能电站项目。

    据初步统计,目前中国铁建已有7家单位就抽水蓄能电站业务与合作单位达成了共识,并敲定了投资或合作协议15个。

    在千帆竞发、百舸争流的抽水蓄能电站建设领域,站上风口需要敏锐的嗅觉,而稳立潮头则要依靠真功夫。

    1968年,我国在河北岗南水库建起首台1.1万千瓦的抽水蓄能机组,这是我国抽蓄产业的元年。随后,随着国家社会经济发展,尤其是对电力资源和电网安全需求日渐增加,我国抽水蓄能电站分别在改革开放初期的20世纪80年代、21世纪初期形成了2次建设小高峰。

    抽蓄电站的工作原理可以理解为电网峰值时将过剩电能转变为水的势能,将其存放在地势较高的水库中,在用电峰值再将水还原成电能。这意味着,电站的收益主要来自电网的供电峰谷之间的价差。

    2021年,国家发改委发布了《关于进一步完善抽水蓄能价格形成机制的意见》,对两部制电价政策、费用分摊疏导机制等进行了明确规定,抽蓄产业的效益开始被市场各方看好,市场竞争进入白热化阶段。

    中铁十四局负责人介绍,他们在稳住“基本盘”的同时,不断探索全新产业合作模式,通过加强股权合作,实施投资拉动,进一步拉升在抽水蓄能板块的份额。

    今年以来,中铁十四局先后与吉林省白山市、敦化市、靖宇县签订了抽水蓄能电站项目投资合作协议。全新的合作模式下,项目对施工生产的主导权将更加明显,在收益不断增加的同时,产业链布局也逐渐向头部延伸。目前,该集团已成立抽蓄工作专班,在华北、华中、华东等抽蓄资源密集区域,全时段对重点项目进行跟踪对接,全力确保项目落地。

    可以预见,抽水蓄能电站高质量发展,不仅仅体现在电站体量的倍增上。据《抽水蓄能中长期发展规划(2021-2035年)》描述,到2035年,我国“要形成满足新能源高比例大规模发展需求的,技术先进、管理优质、国际竞争力强的抽水蓄能现代化产业,培育形成一批抽水蓄能大型骨干企业”。

    毫无疑问,只有坚持创新优化,坚持产业协同和产业链协调发展,才能在竞争激烈的赛道脱颖而出。

    相对于铁路和公路隧道,抽蓄电站洞室管道错综复杂,如果采用传统钻爆法工艺,施工精度和效率会受到一定影响。采用TBM掘进方式,可有效补齐这一短板。

    在岳阳市平江县福寿山镇的深山里,机器轰鸣。伴随着铁建重工自主研制的全断面岩石隧道掘进机(TBM)“平江号”刀盘到达自流排水洞终点,湖南省平江县抽水蓄能电站自流排水洞全线贯通。将原本4年的工期缩短至8个月,TBM工法在抽水蓄能电站建设领域全面推广。

    平江抽水蓄能电站排水廊道隧洞全长约9.2公里,洞径3.6米,最大坡度4.9%,有21个弯段,1个S弯,转弯半径均为30米,TBM掘进总长度7003米。施工中,“平江号”创造了国内同级别小断面TBM施工最高月进尺602.1米的纪录。

    管理体制的全面融入和现代化装备制造的迭代升级,让抽水蓄能电站建设如虎添翼。为了抓住行业发展风口,铁建重工正基于抽水蓄能地下洞室特点及TBM应用情况,围绕小断面排水廊道、辅助交通洞室、斜井竖井等方向开展研究试点及应用推广。

    与此同时,传统建造优势与新板块领域的相遇,也引发了一次华美嬗变。

    在河南洛宁抽水蓄能电站泄洪排沙洞,洞室混凝土光亮照人,犹如一面光滑的镜子,这是建设者倾心打造的清水镜面混凝土。衬砌所属的隧洞是目前国内第一个大单宽流、高水头洞室阶梯消能工程。中铁十四局洛宁抽水蓄能电站负责人杜新国说,为确保隧洞衬砌光滑,他们加大投入、开展攻关,采用了机械化配套一次浇筑成型工艺,并进行了为期90天的喷淋养护。

    抽蓄电站洞室纵横交错,平竖相贯,属于大型复杂地下洞室群结构。为了解决分项工程交叉作业和工序转换衔接难题,在山东文登抽水蓄能电站建设过程中,中铁十四局引入了BIM技术。此举可充分发挥数字建造机能,对错综复杂的隐蔽工程进行了仿真、可视化“预施工”,有效消除了施工风险。在电站竣工后,还可作为数字模型与工程实体一同交付,为电站后续运营、维护提供数据支撑。

    奋楫恰当时,风正好扬帆。党的二十大报告擘画了“推动绿色发展,促进人与自然和谐共生”的新蓝图。在新发展理念的指引下,我们有理由相信,坐拥行业先发优势、跻身行业风口的中国铁建,将御“风”而行,紧跟国家战略,践行责任担当,实现抽水蓄能产业效益和社会效益最优化,为如期实现碳达峰碳中和目标、我国抽水蓄能产业高质量发展贡献力量。

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