抽水蓄能群:动态互联与西部调水工程的远景展望(下) | 伍绍煜、潘忠伟

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西部调水是“水——地理(气象)——能源”的联动工程,核心点在于调水成本,而调水成本又离不开能源的稳定可靠,而论及能源,就不能不想到电网。假如说西部调水工程的“正面”是资源(水),那么它的“背面”实质上是能源(电)。所谓西部调水是“水”和“多种能源”的联动工程,意味着思考的焦点就不仅仅局限于水,而是要“反过来”,从工程推演的最核心要素“能源”着眼,而将最初的目标(“调水”)视为资源和能源动态平衡转换枢纽网络节点的建设(能源常平仓)众多诉求中的一个目标。

改变视角,别有洞天。对于西部“电”的思考,同样要置于西部特殊的地理条件下思考。同样在“水——地理(气象)——能源”的联动视角下,(西部)能源网的根本变革也成为思考西部调水工程应有的题中之义。

再次强调,中国的国土空间和地理条件就好比舞台,如何在这一广阔的西部舞台上做“好”文章,那么,男女主角就分别是能源和水,而让它们真正有用“舞”之地的“舞台”,就是这片看似崎岖、看似荒凉甚至无用的土地,土地之上的洪水,流出境外特别是西南境外的“余水”,以及无限风光。

一、甘孜能源网:资源联动下“西部调水”的棋眼

2023年中,四川甘孜州召开清洁能源发展大会,出台了《关于全面推进清洁能源高质量发展的意见》。意见提出大力推进抽水蓄能开发。甘孜已形成世界上集中度最高的抽水蓄能项目群,全部项目建成后,甘孜将成为全球最大的光蓄一体化清洁能源基地。

令大家没想到的是,西部调水和抽水蓄能战略性结合的转折点,竟然首先出现在甘孜。

区域先行,方破局。甘孜电网是成都之外四川第二大地州市级电网。川藏铁路建成后,相关配套电网将进一步扩大电网密度。加之清洁能源基地的建成,不断进一步扩大规模,甘孜能源网络已经蔚为大观。

以甘孜州首府康定市为起点,直线距离西藏阿里地区狮泉河镇约2100公里,直线距离新疆伊犁州约2400公里,直线距离新疆喀什地区约2600公里。我们来看另一组数字:疆电东送诸工程中,哈密南——郑州±800千伏特高压直流工程线路全长2210公里(此半径内各省区市场空间有限),准东——皖南±1100千伏特高压直流工程线路全长3324公里(虽成功建成但仍争议太大)。我们看到,以上几个点中,康定偏居东南,疆藏三个偏西偏北的地区与康定的距离,和±800千伏特高压直流送电线路的合理空间距离(更长的酒泉——湖南线路全长2383公里)差值很小。同时,康定与北京、上海、广州、深圳四大都市的直线距离,均在1800公里以内。那可以断言:疆藏未来大部分能源基地向东(东南)送电,均可以先送到以甘孜为中心的抽水蓄能群(避免技术路线争议太大,可以使用成熟的±800千伏特高压直流技术先行探索),然后再接续东送!

以上设想,充分利用了抽水蓄能电站在电网中既是负荷、又是电源的特性,也利用了抽水负荷和太阳能发电负荷的非连续性特性,同时避开了特高压直流讨论中的一些“雷区”,这是棋眼之一。

西部调水,新疆是绕不过去的。原因太直接了:新疆太缺水了。

新疆地处欧亚大陆腹地、内陆干旱地区,水资源一直是制约经济发展的瓶颈。新疆水资源主要呈现以下几方面特点:(1)水资源空间、时间分布不均匀。新疆水资源整体分布呈现“北多、南少、东缺”,山区多平原少,“春旱、夏洪、秋缺、冬枯”明显特点。(2)降水量小、蒸发量大。新疆常年平均年降水仅为全国的4%。新疆单位面积水资源量全国倒数第三,与其他干旱地区国家相比,列倒数第9。每年流经新疆区内上空的水汽仅有十分之一降落在新疆,形成降水总量。(3)用水结构不够合理。新疆水资源利用的主要问题是用水量大而效益不高,农业用水比重过高,用水结构不够合理。新疆特有的绿洲农业,使得大面积开荒屯垦得以持续。由于单位面积人工绿洲年耗水量是天然绿洲的2至3倍,农业用水比重过高严重挤压了工业发展和生态保护。同时,新疆执行到位的水资源价格长期徘徊在较低水平,凸显了其公益性但忽略了稀缺性,毕竟较低的水价淡化了节水意识。

新疆国土面积达166万平方公里,按年辐射强度1500千瓦时每平方米、光伏或光热转换效率10%、可利用土地面积10%匡算,年发电量约为25万亿千瓦时,相当于2016年全球发电总量。以上计算尚未考虑新疆风电(包括高空风电),乃至发达的新疆燃煤火电。如果新疆电力东送至沿海,线路长度远远超过3000公里,甚至4000公里,送电经济性遭受严峻挑战;如果送电到中部,则(在当前历史阶段)对送端省、受端省和送电线路皆成鸡肋(可参考酒泉送湖南直流输电线路)。

新疆要发展,最快的路径是送电。四川甘孜州已经给出了大半个答案:疆电送甘孜抽水蓄能群!甘孜抽水蓄能群根据情况再进行接力东送。本来,南水北调的需求,就是天然的水泵负荷。受端(四川甘孜及其周边)进一步发展抽水蓄能群,送端(新疆)就可以更大规模利用沙漠、戈壁、荒漠闲置土地开发太阳能、风力发电。如此不断循环,新疆可以摆脱当下疆电东送中“运距”过远(近端沿途省份经济发展水平不能支撑过高电价)、总输电容量有限、大部分省并非物理上吸纳疆电(财务上的指标摊派往往不可持续)等等困境,以新疆的闲置国土空间置换发电资源,从而演化为源源不断的现金流。

新疆以更低成本脱困,中央和各省也减轻了转移支付的“援疆”负担。同时由于甘孜地方上自主规划,积极性高。中央和地方各层面的积极性都能有效发挥。此为棋眼之二。

前述刘泽洪方案依托新能源为水资源配置提供动能,依托抽水蓄能电站为新能源消纳提供储能,成为国家水网的蓄水池、新型电力系统的蓄电池。甘孜之变,生逢其时!此即“棋眼”之三。

上述三个“棋眼”结合起来,西部调水工程最难的问题——能源以及背后的营运成本问题,被一个“偏远”的甘孜搞活了:它不仅搞活了西部调水工程,也搞活了新疆大量闲置的国土空间,通过特高压输电线,将新疆的荒漠土地与横断山区的抽水蓄能群有机连接起来。

二、西部“水三角”:“西线调水”思路之迭代

把遵义——阿坝——攀枝花三地进行连线,这个区域我们称为西部“水三角”。划定这个“水三角”的意义,是这个三角区域内包括大量的山地资源和流域资源,而且毗邻我国西南所有重要的都市圈和城市群。我们划定西部“水三角”,也兼顾周边,其目的是把甘孜一个“点”扩大到“三角”甚至“圆”,但在中华国土这么大的尺度上,这个“圆”对于遥远博大的新疆,依然还是逻辑上的一个“点”。

假如甘孜州更深度地在清洁能源和国家水网规划的协同上进一步发力,建设一系列水网工程;四川省结合全省国土空间实际情况,同时配合相应的地方陂塘系统。假如我们把遵义——阿坝——攀枝花连线的三角区域及其周边,规划为我国最重要的抽水蓄能群中心区域,并且同步规划水网贯通工程和地方陂塘系统,那么,这个区域将成为我国重要的能源安全、水资源安全和粮食安全三结合区域。

如果以红旗河为代表的西线调水诸方案,聚焦的是如何将西水北调,滋养北方城市群和人口密集区;那么在水——地理——能源的联动效应下,西部调水工程代表了一个国土资源重整思路的演进过程,即如何根据地理条件,通过工业化的力量,将国土各种资源禀赋优势最大化。将新疆的风光、横断山脉的水资源与甘孜能源网巧妙结合,则是西线调水工程的迭代放大版,而西部“水三角”即为这一思路下局部应用的微缩精华版。

未来,随着碳达峰碳中和战略的落实,风能和太阳能等可再生能源随着利用规模的增大,其发电成本呈快速下降趋势。风能、太阳能将在电力供应结构中占据主导地位的趋势,这使抽水蓄能电站的规划建设有了迫切的配套需要。同时,中国水利传统中,城市规划的第一要务,便是考虑修筑蓄水陂塘系统。陂塘系统的规划,和抽水蓄能电站的选择相配合,可以最大程度匹配能源系统和水资源系统,并发挥两者的协同潜能。古代屯田的经验,可以让新的水面和地块,结合为新的良田,从而为粮食安全的土地总量保障再加一道防线。总之,从清洁能源“应用尽用”的需要出发,构建“电——水”协同的“输——储”网络,将极大改变目前国土空间规划的逻辑体系。

首先,区域能源稳定可以得到就近保障;其次,洪水资源化可以“应拦尽拦,应用尽用”;最后,水库可以形成灌区乃至良田,在最极端的情况下,可以用能源安全的系统裕量,置换出粮食运产销和品类调整的时间空间,从而使粮食安全的政策选择更丰富。

有这么多山地丘陵可供抽水蓄能电站的水库选址吗?据2017年第一次全国地理国情普查结果,中国丘陵面积占国土面积的20.39%,山地面积占比达43.65%。2022年中,中电建集团以董事长名义在《人民日报》发表署名文章,推动在全国200个市县开工建设200个以上的抽水蓄能项目(“双两百工程”),开工目标2.7亿千瓦(当时全球抽水蓄能总装机规模不到2亿千瓦)。此举从工程勘察设计界的角度验证了第一次全国地理普查结果,客观上也使我国山地、丘陵从传统思维中的负担或包袱系统性变为资源。千年未有之大变局中,传统思维也应顺时、顺势而变。

“水三角”还有应对气候变化尤其是防灾减灾的重大意义。2019年四川省凉山州木里县森林火灾伤亡惨重,2019年岁末2020年初澳大利亚持续数月的灾难性山火危机,2023年加拿大严重林火侵袭(过火面积是中国2000-2021年累计森林火烧受灾面积的7.5倍以上;加拿大林火的二氧化碳排放量已达到10亿吨),均指向一个重大判断:考虑严格控制人为因素后,森林火灾是自然不可逆的现象。既然不可逆,那么出路还应包括最小成本下的减灾。因此,防灾减灾尤其是减灾的硬件基础设施应当重点规划。

国际应对气候变化议题中,降低气候风险已成为各方重要共识。减缓、适应是我国两大应对气候变化的方向。其中,适应的定义是,以建设防灾减灾的基础设施和提高人类及生物适应气候变化的生存能力为主要内容的行动。中国是一个水旱等自然灾害频发的国家。在我国西南,特别是横断山脉极其周边,水库是一种重要的防灾减灾基础设施,抽水蓄能群就是更多的水库运行组合。除了对水旱灾害进行减灾外,抽水蓄能群还有这样一个功能:就近提供协助森林、草原灭火的硬件支撑条件,水库可以就近提供足够的水源以利于灭火工作开展(比如吊桶、直升机作业等)。四川凉山州、攀枝花市,还有云南丽江市、大理州、楚雄州、玉溪市、昆明市,这些区域焚风现象经久不绝,春旱是常态,极端情况下甚至是秋冬春三季连旱,森林火灾时有发生,抽水蓄能群的相关水库可以就近减灾,同时利于周边生态涵养。需要顺便插一句的是,我国台湾省著名风景旅游区日月潭,便是抽水蓄能电站而形成的。

农业社会,无法修筑干流水利枢纽。用水库“锁”住黄河,技术上几乎不可能,那就只有华山一条路:被动地修筑沿河堤坝。上中下游同时暴雨,上游大量水量下泄,下游河口大量水量顶抬,导致中游内涝严重,以致于堤防告急,最终大量人力被耗费在筑堤防决上。这就是农业社会干流抗洪的常态。1998年长江下游九江大堤决口就是一个典型例子。即便无工程质量因素,千里长堤,或有隐患(决口)也是必有之事。农业时代抗洪,只有等老天爷发慈悲,实属无奈。而工业时代,可以做到修筑大量水库。我们不能完全控制气象,但我们可以控制水库群的修筑速度。以往修水库的最大问题是外部性问题,即水库社会效益高,经济效益有待斟酌;但抽水蓄能这种特殊的水库组合,可以在整体上极大地改善经济效益。

洪水被水库锁住并资源化后,原来白白流失,现在变成地方可使用的水资源总量一部分;同理,抽水蓄能电站把原来没有利用上的风能、太阳能资源,变成地方的能源储备;原来被水、电资源指标约束的工业化产能(招商引资的可能性)便可以释放。在“水三角”修筑大量抽水蓄能电站,新疆的光能(连同闲置土地),西藏白白流出国门的水能,均得以多期开发利用。完全可以根据全球或者全国的经济形势,以抽水蓄能为核心调整可开发、易开发的可再生能源总量,全盘皆活。

三、大象起舞:电网与气象动态互联的能源新路

人类发展史同时也是一部能源利用史,能源的来源、输送和动能转化特点决定了人类的生产生活模式、聚居格局甚至全球政经体制。自工业革命以来,能源利用模式可以概括成两条路线:一条是油气资源模式,即通过控制油气资源采集地和油气运输节点,维持全球能源利用的稳定和发展,所谓大陆岛、海权论等各种地缘政治理论,实质上都依附于这一能源利用模式;另一条是电网资源模式,即通过各种资源禀赋的工业化采集和实施网状的电力输送为特点,摆脱对资源采集地和关键能源运输线路的依赖。

中国一直是两条腿走路,但整个能源格局中第二条路的权重愈益加大,最近10余年,这张巨型电网的服务对象包括但不限于:庞大的人口总量,首屈一指的工业产能,全球第一的高铁网络、充电网络和清洁能源发电能力。弃风弃光比例下降至新低,新能源汽车“充电焦虑”被不断釜底抽薪,这张承受众多监管和群众舆论压力的巨型电网,过去若干年,一定做对了什么。大象在翩翩起舞,那它一定很灵活!

以实体网络的横向比较为例,中国电网密度远大于物流的路网密度,试看下表:

中国各类实体网络长度比较表(单位:公里)

500

数据来源:公开报道,国新办2020年交通白皮书,电力年鉴

在传统分析框架中,电网无非是能源网络中的一种而已,甚至可以视为物质能量交换的一种方式而已。如果过去的三十年,电网无论是在能源网络中还是在物资输送网络中,它的权重越来越大,那至少说明:它前程依然远大,而不是说到头了。只有尽早认识到电网的巨大潜力,那么对我们长远能源前景的展望,才有可能站在正确的视角上来分析。

为什么电网这个大象会能如此灵巧地起舞?最根本的一点,在于电网能源来源的利用程度,还未被我们所正视,它的利用率,还极低!

仅从资源角度看,全球水能资源超过100亿千瓦,陆地风能资源超过1万亿千瓦,太阳能资源超过100万亿千瓦,可开发总量远远超过人类全部能源需求,不用开发到万分之五便可以满足全球能源需求(按全球年消费总量200亿吨标准煤、相关发电设备经济年均发电2000小时、计算最终消费0.4040千克标准煤/千瓦小时估算,全球只需250亿千瓦的相关可发电资源)。未来能源定义为可再生能源的话,不存在资源枯竭的风险。这就是中国碳达峰碳中和战略的应有之义,从资源角度,可再生能源将逐步替换不可再生能源。

中国的巨型电网,如何在新常态、新型电力系统的今天让它更加灵活?答案是:因地制宜的抽水蓄能电站群。

众所周知,抽水蓄能电站映射了今天能源投资中热门的“水风光一体化基地”,它是周边风能和太阳能最大程度发挥经济性的中枢。

中国是世界上水利历史最悠久厚重的国家,也是世界上水能资源最为丰富的国家之一。水电实际上是可再生能源、清洁能源中经济性最高、技术最成熟的能源。水电的突出特点就是再生与清洁:只要地球正常自转,太阳不熄灭,水能就能年年重生。中国水资源补给来源主要为季风大气降水,比如台风是一个典型的海陆水循环的气象现象,台风输送大量的海洋水汽,带来大量降水及暴雨灾害到陆地。第一次全国地理国情普查结果中,中国丘陵、山地面积合计占比达64.04%。以上条件,给中国大力发展抽水蓄能事业奠定了环境基础。

现行的水库调度,是利用水文预报信息进行调度的。水文预报调度对于大河流、长距离流程的水库,按洪水行进速度,预见期可达一二天至数天。而对于中小河流水库,水文预报预见期很短,很难临时处理。利用天气预报和水文预报结合进行调度,可以加长预见期,更大地发挥水库作用,这是现代科学的必趋之路。从澜沧江梯级、三峡梯级电站的多年实践,我们已经把气象——水能——电力——能源等要素糅合成一个行之有效、效率很高的样板系统。事实上,现在的新能源发展,也走了一条类似的道路。

同时,在市场化的条件下,中国这种整体电网发挥作用条件下的气象资源,和以石油和煤炭为主体的不可再生资源,将产生一种微妙的价格调节作用。以石油为例,储量就是经济可采的资源量,如果油价高,之前经济不可采的石油(即非储量)也将变得经济可行,即成为储量。虽然地球上的石油资源有限,但如果需求增长,供不应求的话,油价也将上涨,可能将产生其他的能源形式。那时石油将不再作为能源,而是作为其他产品的基本原料。我们可以把同样的逻辑反过来放到气象资源上。

气象资源表面上是可再生的无限的资源,但实质上,它的经济可利用,取决于相关技术能否把成本降下来。我国大电网提供了物质基础(容易就近接入、光速传输、抽水蓄能平抑不稳定波动等等),接下来的问题,就是气象卫星体系与水电(包括抽水蓄能)、风电(包括高空风电)和太阳能利用如何低成本耦合的问题。气象资源的经济可利用比例越高,可控的国土面积越大,将直接对煤炭和石油的市场价格有极为强劲的下拉作用。因此,从经济性角度来说,我们拥有用不完的新“石油”——气象资源。气象能源!

新能源还有个不得不提的战略性细分品类:高空风电。高空的风能密度是低空风能的十倍至百倍。利用风能发电,需要考虑项目所在地的风能密度,风能密度低于200瓦/平方米,一般而言不适宜发展风电。随着海拔提高,优质空域的风能密度可以达到2000瓦/平方米。如果进一步上升到万米高空,风能密度是百米空域的百倍。高空风能的充分利用,呼唤测风体系的投入,甚至定向雷达甚至区域性雷达网等高端装备平台的使用。这预示着另一个重要判断,气象学已然成为这些系统工程的基础性科学支撑学科。

杜祥琬院士曾经谈及安全、廉价、清洁的能源“不可能三角”。其实,只要气象雷达布点够多,够密,那就意味着更多的气象资源(水、风、光)可以更有效地转化为气象能源,安全、廉价、清洁的能源“可能三角”就在眼前。

一句话,技术和成本达到应用临界值,就能实现较优解,抽水蓄能群就是目前电网在中国多山地带继续飞舞的那个支点。而在气象资源这个大框架下,海上风电、高空风电、太阳能热发电也必然会在未来的某一时点来属于它们的历史时刻。

四、能源常平仓:能源安全与西部水网的系统优化

国际能源署将能源安全定义为,以可承受的价格,不间断地获得能源。有论者将其概括为:可靠的、可负担的和可持续的能源供应。

也有观点认为,能源进口国保障进口能源的稳定供应,仍是能源安全最主要的形式;这种观念还把国内能源稳定视为泛能源安全或滥用能源安全概念的范畴。这是一种削足适履的视角。在这种视角下,把新兴的锂资源,看作石油、天然气资源的拷贝,夸大为新的能源安全核心问题。

因此,我们提出这个概念:能源常平仓。这是一个低成本综合能源系统体系。

常平仓制度正式成型于汉武帝年间,简单说就是国家在各地设立仓库,丰收之年粮价较低,国家便以比市场价格高的价钱收购粮食,存入仓库;歉收之年粮价较高,国家便低价卖出粮食,平抑粮价。现代,美国借鉴了中国古代常平仓制度,设立了粮食储备制度。1939年,美国储备了4亿蒲式耳的玉米(超过1000万吨),2亿蒲式耳小麦(超过540万吨)。这一充足的粮食储备在此后爆发的第二次世界大战中发挥了重要的作用,有力地支持了同盟国对轴心国的连年战争,具有决定性意义。

中国巨型电网的灵活性,可以为子孙后代构建一个低成本的能源系统。这个能源系统起作用的关键,我们谓之能源常平仓,就是国家利用现成的能源供应物理结构和统一的大市场,调整各种能源价格,在巨型电网的牵引下即时引入大量其他地域的低价能源(包括确定性的预期),最终迫使高价能源价格下行至合理区间,能源价格过低时则反之(同理,古有谷贱伤农),避免价格大起大落,伤害整条产业链乃至产业网的整体利益。能源常平仓制度在电网发展的任何阶段都可以使用,在当下各种利益、矛盾难以平衡的当前,更值得考虑。

按国家统计局发布的2023年统计公报,我国全年能源消费总量为57.2亿吨标准煤,一次能源生产总量为48.3亿吨标准煤,消费总量与生产总量之间的差额为8.9亿吨标准煤;据此,可以简单地计算,2023年,中国能源消费对外依存为15.56%。

这一依存度是否是刚性的?当然有,但绝对不是全部,而是可以动态调整的。例如油气资源,针对交通用油中私人乘用车占比大的现状,发挥我国电动汽车产能优势,政策协同鼓励民众向电动汽车出行切换,并通过价格杠杆体现油气稀缺信号;又如PVC制备有两种办法,电石法和乙烯法,就可以鼓励电石法产能在该时间窗进行释放。

水利和庞大有力的中央政权密不可分,中国特色的抽水蓄能在海外往往不能成立(即便地理条件类似)。能源常平仓最能解决的,是中国自己的问题和挑战。我们可以在这一视角下重新复盘2008年的冰灾:

2008年冰灾有先兆,在湖南、贵州的若干重点供电线路无法对电气化铁路供电之前,湖南、贵州已经遭受了连续的冻雨袭击,只是人们没有预料到,冻雨持续的时间比历史任何时候都要长。冰灾影响了电网,电网影响了铁路,火车站滞留了大量人群,最终构成了巨大的舆论和民生压力。

同时,2008年珠三角的务工人口达到了历史高点。春节回家的群体惯性,灾害信息的不对称和恐慌情绪的蔓延……都是这场不是战争胜似战争的一部分。

2008年以后,中央政府加大了内陆地区的政策倾斜,内陆的营商环境大为好转,务工人员回乡或就近就业成为新潮流。经过2008年,地方政府对外来务工人员就地过年的鼓励力度也在加大。更加重要的是,2008年时,全国只有一两条高速铁路,而2017年的现在,全国高速铁路已经成网,当年的全国春运人流量第一站——广州站,已经将榜首位置拱手让于同城高铁枢纽站点——广州南站。2008年至今,我国电网的规模也翻了不止一番。如果现在还来一场这样的灾害,硬件(电网、铁路的规模)和软件(应急机制和体系的完善)都提供了足够抵御的空间。

先从冻雨说起。一场冻雨覆盖整个地区,绝不是平均覆盖的,灾害的微地形微气象特性十分明显。在众多对电力杆线和铁塔的舆论表述中,几乎都用了“压倒”,而真正的物理实质是“拉倒”,杆或塔是被两边线上的不平衡覆冰重量拉倒的(俄罗斯处于高纬度,靠近北极圈,那儿的杆塔也没听说过大规模压倒的现象)。

从微地形微气象的特性出发,电网结构只要不遭受彻底的破坏,转供电完全可以做到。由于气象灾害,道路交通肯定大为受阻,也就是说绝大部分工矿企业即便正常生产,产品也面临难以运出的局面,这就给了电网企业以空间,电网企业可以与工矿企业协商,按临时计划用电。这个动态平衡的过程,腾出了电网结构支撑电网负荷的空间。

能源常平仓制度是一种国家调控制度,全国统一大电网的存在,使它的效率发挥到了极致。以全国统一大电网为核心的基础设施,构成了能源常平仓制度的物质基础,这是全球仅有的;而光速配置电力能源手段,使国家宏观调控的落地更有针对性,更可以摆脱因为其他调控手段必然存在的时差问题而引发的波动和炒作。

无论以何种方式,只要能源供应是可靠的(不管是进口还是国产)、可负担的(价廉,相对便宜)和可持续的(物美,物理上可持续,工业循环可持续,社会心理可预期),这就是能源安全。无需用历史经验来束缚自己,更不必对他国亦步亦趋。

抽水蓄能电站群的规划、建设、运行就是解决当前可再生能源发展阻碍、整个电力系统成本降低潜力有限、水资源分布不均导致配置能力严重不足等问题的关键一招。在当前一次能源主体由可存储和可运输的化石能源转向不可存储或运输、与气象环境相关的风能和太阳能资源这个大形势下,抽水蓄能已然成为能源常平仓价格下限进一步下探的关键抓手。众所周知,常平仓制度的可持续动力之一,便是相对较低的收购价格。抽水蓄能会让风电、太阳能的上网总量快速增加,在市场的调节下,其平均价格必定持续下行,能源常平仓的低价能源比例便会上升。

国家水网的规划建设,又反过来给抽水蓄能项目以政策支撑。多方的矛盾,在“电”这个调控周期可以缩小至毫秒单位的抓手下,可以实事求是地腾出足够时间把工作做细做实,从而逐步缓解,直至解开所有的死结。

车同轨,书同文,水利同频。我们的能源常平仓,会给我们带来更厚、更实的能源稳定保护,更宽区间的能源品类和政策组合选择。

五、下篇结语

上篇主要是反思“西部调水”的诸多经验教训,从中总结出诸多前述“常识”:南方水多,北方水少(南水北调宏观上成立);连续调水经济性很差,调水总水量存在较大争议;(调水至若干抽水蓄能电站的上下库则水量足够)抽蓄群经济性好,以抽水蓄能群收益补贴调水成本可行;西部调水需要全国新的大协同;制度性缺水需要先导性工程(包括小江调水方案)解围和验证;新疆资源性缺水是最后一个大难题(不一定是没有方案,而是难以抉择,或者改调水为疆电东南输)。

在这些常识的背后,引发了对我们中国西部国土空间和气象资源的全面审视,在这种审视下,“水——地理(气象)——能源”的联动效应成为一个更值得重视的“常识”。

这个新“常识”意味着什么?

至少有三点:一、水的要素可以多元化利用:它可以用于消耗,但在地理因素的结合下,它不仅可以产生能源,而且是零碳、安全、稳定、可靠并且价格便宜的能源。

二、对地理和空间要素的重视,成为国土改造和资源重新配置的基础所在。国家曾经大力投入过的西部测图工程(2006-2010)和子午工程(2008-2011),应该持续投入和更新维护!地理普查的常识应予以重视。西北曾经广袤的无用之地,在风光和抽水蓄能的技术“加持”下,任何“废地”都可以改造成能源基地。而横断山区和中国众多的多山地带,更是成为抽水蓄能电站形成聚合效应的地理基础。

三、能源成为西部调水工程的聚焦点。抽水蓄能是系统工程规划建设中的核心一环。气象及观测是系统工程验证中的核心。如何让气象资源为我所用,化害为利,加大气象定向雷达建设,不仅仅让洪水资源化,更可以让这些“危害”成为我们的新能源。以巨型电网的增长和稳定为目标,建立能源常平仓,具体而言,抽水蓄能电站站址选择要以抽水蓄能电站能支持可再生能源发展潜力和降低整个电力系统成本潜力为依据。

由上述三个启发,我们可以确定,即使调水诸问题尚不清楚,调水方案和工程论证尚不确定,但丝毫不影响当下的一个基本现实:抽水蓄能势在必行,而且在调水疆域中,必定造成重要影响。与其熟视无睹,不如躬身入局。“山海争水,水必归海。非海求之,其势顺也。”

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[9]赵希涛、魏乐军.“五江一河”的洪水特征及其对跨流域调水量的制约——三评“红旗河工程”构想〔J〕.地球学报,2020,41(1):91-105.

[10]王浩.取水之利,兴我中华(2017年12月,王浩在清华大学详细讲解“红旗河”).互联网

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[12]李立浧等.《我国未来电网格局研究》院士讨论纪要2018年8月23日

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[16]刘振亚.全球能源互联网〔M〕.中国电力出版社,2015

[17]杜祥琬.中国能源战略研究〔M〕.科学出版社,2016

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[22]黄万里.黄万里文集〔M〕.2001年8月

[23]王柢,王大寿.工程决策中的综合优化——以铁路为例〔M〕.西南交通大学出版社,2002

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