2022年即将开工建设的引江补汉工程,将验证跨流域抽水蓄能工程技术的经济性。如5年内,该工程完工。证实高速涵洞抽水蓄能调水工程是经济可行的。其规模越大,经济效应越好。海拔落差越高,工程成本越低。
以本文年调水200亿吨的方案来估计。抽水蓄能成本在300亿,可以25年内回收成本(年化收益7%以上,蓄发度电价差0.15元)。调水成本250~700亿,调水单价0.25元每吨。成本回收期不超25年(年化收益3.5%)。此数据存在偏差,即使调水单价涨到1元每吨,在大部分干旱沙漠仍旧可以被接受。
为什么抽水储能调水的技术这么先进,之前没有发现?
因为这个技术的两大突破,光伏发电的低成本,大直径盾构机低成本的技术,最近三年才得以快速发展,量变到质变.已经跨过了抽水储能调水的工程盈利门槛.就在这两三年成熟了.只是人们还没有从技术的飞快发展中觉察到.
下面跟您详细介绍引江补汉工程的设计。
根据《引江补汉工程规划》,引江补汉工程多年平均从长江引水38.7亿m³,扣除输水损失后净补水36. 7亿m³。从三峡水库引水进入汉江,最大引水流量200立方米每秒,最大调水量为63亿吨.考虑三峡水位的变动实际补水量只有36.7亿吨.其工程规划图如下.
采用高位自流调水方案,涵洞总长不超过60公里.年调水能力200亿立方.
具体方法如下.
将上面的规划作出如下图修改.在兴山县两河口建立一个抽水站,将三峡水库里170米的水通过高速涵洞,抽到770米,通关观音河联通沮河,沮河联通保康水库,保康县建立一个抽水蓄能发电站.整个工程涵洞最大直径13米,单个涵洞长最大25公里,最短10公里.整个工程涵洞总长不超过60公里.涵洞建设成本4亿一公里计算,需要约250亿.年调水能力200亿立方.并能实现5GW的抽水蓄能,为光伏电力消纳,保证电力供应.工程概算少于700亿.
更重要的是新方案巧妙利用丹江口南北调水位比三峡最高水位低10米的有时,弥补了高位自流的损失,并能将200亿吨水调到北方.
保康抽水蓄能调水水电站示意图
保康抽水蓄能调水水量计算表
按本方案,涵洞总长不超过60公里,还需要修建100米以上的大坝三座,其成本比现有引江补汉工程大幅降低.在这个工程的基础上增加300亿(假设保康抽水蓄能电站为丰宁电站的1.5倍规模,发电能力5GW相当0.2个三峡)以内的投资.就能实现将水流速度由原来最大1.5米增加到10x2=20米.并确保抽水水位在三峡库区最大水位170米以上.从而将调水总量提升10倍.
规划的保康抽水蓄能电站.外加在库区周边建立一个20G的光伏发电站.二者形成水光互补.
由于本人只从事过生物质发电厂的设计,并没有从事过抽水电站的设计.从电站建设和能源转变角度来看,这个工程是具备可行性的.即水平自流涵洞抽水蓄能调水的模式具备经济可行性.那么地球上大部分的沙漠都可以通过类似的方式调水治理,包括著名的红旗河工程.未来地球上的沙漠将大量消失.
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