一

調(diào)水儲能提出的背景

調(diào)水儲能，這個(gè)概念即涉及調(diào)水，又涉及儲能，在實(shí)現(xiàn)調(diào)水的同時(shí)又實(shí)現(xiàn)儲能。

調(diào)水主要是水利部門的職能，儲能是電力系統(tǒng)的工作，因此，調(diào)水儲能是跨行業(yè)的一個(gè)組合概念。

為什么要提出這個(gè)新概念呢？

背景一

文明建設(shè)要求我們調(diào)整治水思路，注重人與自然的和諧，在防洪和供水得到保障的情況下，更加注態(tài)用水的需求。

調(diào)水工程的建設(shè)目標(biāo)在常規(guī)滿足生產(chǎn)和生活用水基礎(chǔ)上加入了滿足用水這個(gè)重要指標(biāo)，對文明的重視甚至使得**以滿足用水為建設(shè)目標(biāo)的調(diào)水工程成為可能。

背景二

我國水資源分布不均，南多北少。

西北和華北由于降雨較少，大量的沙漠、沙地均分布在這一廣袤區(qū)域，環(huán)境**脆弱，如何引水這里的環(huán)境成為眾多專家學(xué)者研究探討的問題，這個(gè)重大問題的解決在當(dāng)今的技術(shù)條件下是否還有更好的方案？

背景三

由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度放慢和產(chǎn)能過剩，近幾年，發(fā)電設(shè)備年利用小時(shí)數(shù)逐年下降，同時(shí)存在大量的棄水棄風(fēng)棄光現(xiàn)象，可能源發(fā)電面臨的限電問題日趨嚴(yán)重，

發(fā)電設(shè)備利用小時(shí)數(shù)過低和清潔能源消納已成為社會關(guān)注的焦點(diǎn)。

有沒有一種發(fā)展思路既能大量消納棄掉的可能源還能吸收較大的電力產(chǎn)能？

文明建設(shè)已成國策，要建設(shè)文明國家，西北華北的環(huán)境需要，環(huán)境的需要水源，水源需要調(diào)水工程，調(diào)水工程需要驅(qū)動，恰恰現(xiàn)在有大量的棄能和產(chǎn)能需要消納，這些棄能和產(chǎn)能能否轉(zhuǎn)化為驅(qū)動調(diào)水工程的呢？

將抽水蓄能這種主要的儲能方式與調(diào)水工程的驅(qū)動聯(lián)系起來，一個(gè)創(chuàng)新的概念誕生了：

調(diào)水儲能。

二

調(diào)水儲能與抽水蓄能的異同

調(diào)水儲能與抽水蓄能兩者有什么異同？

，兩者應(yīng)用的目標(biāo)不同。

抽水儲能主要是作為一種儲能方式，服務(wù)于電網(wǎng)的調(diào)峰調(diào)頻和事故備用等；

調(diào)水儲能著眼于文明國策，解決調(diào)水工程的來源和綠色可能源的消納問題。

，兩者蘊(yùn)含的工程內(nèi)容不同。

抽水儲能對應(yīng)著抽水儲能電站。

調(diào)水儲能首先要實(shí)現(xiàn)跨流域調(diào)水，在調(diào)水區(qū)和受水區(qū)之間恰當(dāng)選擇分水凹地形修建水庫，對應(yīng)的調(diào)水儲能電站一般至少有下庫（調(diào)水區(qū)）、上庫（分水凹）、下庫（受水區(qū)）3個(gè)水庫及相應(yīng)的泵站、水輪發(fā)電機(jī)組及其他配套設(shè)施。

一般而言，調(diào)水儲能電站的工程規(guī)模比抽水儲能電站規(guī)模大得多，為了實(shí)現(xiàn)一些大的流域之間的調(diào)水，可能要修建一系列的水庫、引水隧洞、明渠等工程設(shè)施以建成調(diào)水儲能電站群組聯(lián)合運(yùn)行。

第三，儲能電站的運(yùn)行方式不同。

抽水儲能電站采用可逆式水輪機(jī)組，抽水時(shí)以泵站方式運(yùn)行，發(fā)電時(shí)以水輪機(jī)方式運(yùn)行，抽取的水流一般原路返回，不涉及水流在不同流域之間輸送。

調(diào)水儲能電站要實(shí)現(xiàn)水流在不同流域之間的輸送，因此，在調(diào)水區(qū)是以泵站抽水方式運(yùn)行，在受水區(qū)以水輪機(jī)發(fā)電方式運(yùn)行，水流一般沿調(diào)水路線單向流動，不**要原路返回。

兩者的一個(gè)共同點(diǎn)是抽水時(shí)都實(shí)現(xiàn)儲能，儲能的物理原理**相同（電能轉(zhuǎn)化為水的勢能）。

抽水儲能

基本技術(shù)原理圖

調(diào)水儲能

基本技術(shù)原理圖

三

調(diào)水儲能的概念和內(nèi)涵

調(diào)水儲能的概念

描述為：

著眼于大范圍區(qū)域環(huán)境的改良，充分利用河道和湖泊的連通和輸送能力，以實(shí)現(xiàn)水流在不同尺度流域之間輸送為目標(biāo)，綜合考慮地形、、等因素合理選擇工程地點(diǎn)修建儲能電站，消納電力能源網(wǎng)絡(luò)的棄能或閑置產(chǎn)能，各種工程設(shè)施與河道或湖泊組合形成的水流鏈路和電力網(wǎng)絡(luò)之間不斷進(jìn)行交換和互補(bǔ)，在為電網(wǎng)提供可靠的儲能調(diào)節(jié)穩(wěn)定能力的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)水資源的跨流域/地域的空間調(diào)配。

調(diào)水儲能這個(gè)新概念立足于我國水資源空間分布不均及電網(wǎng)儲能需求的客觀事實(shí)，具有豐富的內(nèi)涵。

，調(diào)水儲能著眼于，立意高遠(yuǎn)。

傳統(tǒng)的調(diào)水工程主要是滿足生產(chǎn)和生活用水，調(diào)水儲能將用水?dāng)[在突出優(yōu)先的位置，著眼于國家整個(gè)西北和華北的環(huán)境，調(diào)水目標(biāo)優(yōu)先順序?yàn)橄然町a(chǎn)，為國家文明建設(shè)提供水資源戰(zhàn)略支撐。

，調(diào)水儲能增進(jìn)國家整體福利。

調(diào)水儲能跨越水利和電力兩大行業(yè)，從國家整體利益高度，將兩大行業(yè)的問題聯(lián)系起來求得解，在為電網(wǎng)建立分布式儲能系統(tǒng)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)水資源跨流域空間配置（即跨流域調(diào)水）。

調(diào)水可以消納電網(wǎng)大量棄能和閑置產(chǎn)能，電網(wǎng)可以為調(diào)水提供驅(qū)動。

第三，調(diào)水儲能可以具體表現(xiàn)為一種工程設(shè)施——調(diào)水儲能電站。

有別于傳統(tǒng)的抽水蓄能電站，調(diào)水儲能電站以實(shí)現(xiàn)水流在不同尺度流域之間輸送為目標(biāo)，不同尺度的流域?qū)?yīng)著規(guī)模大小不同的調(diào)水儲能電站，大的流域之間的水流輸送可能需要大小不一的調(diào)水儲能電站群組聯(lián)合運(yùn)行才能完成。

第四，調(diào)水儲能意味著可以組成調(diào)水儲能系統(tǒng)。

調(diào)水儲能電站群組聯(lián)合運(yùn)行就是一個(gè)調(diào)水儲能系統(tǒng)。

調(diào)水儲能系統(tǒng)由河道、湖泊、關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的調(diào)水儲能電站、輸水設(shè)施（隧洞或明渠）形成水流鏈路，水流鏈路可能是的，也有可能形成閉環(huán)，水流鏈路與電力網(wǎng)絡(luò)之間不斷進(jìn)行交換。

調(diào)水工程跨越的區(qū)域或流域范圍決定著調(diào)水儲能系統(tǒng)的規(guī)模大小。

第五，調(diào)水儲能可以成為一門新的學(xué)科。

它涉及水文水資源、水利工程、地質(zhì)力學(xué)、水力動力設(shè)備、發(fā)電工程、環(huán)境、氣象氣候、工程管理、經(jīng)濟(jì)規(guī)劃、公共政策管理等多學(xué)科的知識和技能。

調(diào)水儲能線路與電站的規(guī)劃、選址、建設(shè)和管理為廣大研究工作者開辟了一個(gè)全新的綜合性研究領(lǐng)域，可以帶動水利、電力、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、管理等多學(xué)科的交叉、集成和創(chuàng)新。

第六，調(diào)水儲能可以成為發(fā)展戰(zhàn)略。

調(diào)水儲能著眼大格局，統(tǒng)籌考慮將南方多余水資源調(diào)往西北華北干旱地區(qū)，其間要修建大量的調(diào)水儲能電站和其他配套輸水設(shè)施，投資巨大，不僅為水利行業(yè)發(fā)展提供新思路，而且為電力行業(yè)的儲能建設(shè)和新能源開發(fā)指引新方向。

調(diào)水儲能事業(yè)的推進(jìn)對國家整個(gè)發(fā)展影響深遠(yuǎn)，**可以上升為國家層面的發(fā)展戰(zhàn)略。

四

調(diào)水儲能的發(fā)展前景

調(diào)水儲能在相鄰流域分水嶺處巧妙選址修建儲能電站，在流域的一邊水流逆向躍升儲能再沿流域的另一邊下泄發(fā)電，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)抽水蓄能電站儲能功能的同時(shí)完成相鄰流域的河湖連通和水資源配置。

這一創(chuàng)新的技術(shù)思路跳出了就水治水的思維局限，將水資源配置與電力能源開發(fā)地聯(lián)系起來，不僅可以形成**主要江河湖庫縱橫貫通的水資源配置格局，而且可以建立覆蓋**的分布式電網(wǎng)儲能系統(tǒng)，對于我國宏觀水資源配置、電網(wǎng)儲能調(diào)節(jié)運(yùn)行、可能源消納開發(fā)及基礎(chǔ)設(shè)施投資等均具有重大戰(zhàn)略價(jià)值，具有廣闊的發(fā)展前景。

為我國水資源配置提供新的解決方案

南多北少是我國水資源國土分布的基本國情，已經(jīng)修建的南水北調(diào)中線和東線及規(guī)劃的西線工程是我國水資源宏觀配置的主要工程措施。

南水北調(diào)中線和東線發(fā)揮了重要作用，但設(shè)計(jì)的總體思路沒有考慮調(diào)水工程與周圍環(huán)境的水系連通及電力能源的開發(fā)利用。

調(diào)水儲能充分利用江河的水流輸送能力，在流域分水嶺修建調(diào)水儲能電站可將**各大流域和主要江河湖庫地連通起來，形成橫貫?zāi)媳薄|西互濟(jì)的大型水資源配置網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，為我國各種尺度的水資源配置提供切實(shí)可行的解決方案。

為電網(wǎng)儲能建設(shè)提供新的規(guī)劃

調(diào)水儲能是基于抽水蓄能的技術(shù)創(chuàng)新，為電網(wǎng)儲能建設(shè)提供新的規(guī)劃，也為電網(wǎng)儲能建設(shè)提供新的指導(dǎo)原則，即**儲能電站的建設(shè)規(guī)劃兼顧我國宏觀的水資源整體配置。

如果不對現(xiàn)有抽水蓄能電站建設(shè)規(guī)劃的指導(dǎo)思想進(jìn)行大的調(diào)整，僅為電網(wǎng)運(yùn)行而儲能，電力行業(yè)的大量棄能和龐大的產(chǎn)能就無法找到大的消納方式和出口，國家的整體經(jīng)濟(jì)福利將受到較大的和傷害。

調(diào)水儲能可以將水調(diào)和電調(diào)結(jié)合，在實(shí)現(xiàn)水資源的空間配置調(diào)度的同時(shí)也為電網(wǎng)建立了大規(guī)模的分布式儲能系統(tǒng)，還可為風(fēng)電、光電、核電及其他綠色能源的開發(fā)創(chuàng)造**有利的條件，地提高能源電網(wǎng)的負(fù)荷調(diào)節(jié)能力、可靠性和穩(wěn)定性。

我國西北和華北對水資源的龐大需求為大規(guī)模消納電網(wǎng)棄能和閑置產(chǎn)能提供了現(xiàn)實(shí)的可能，也為儲能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了廣闊的空間。

為國家經(jīng)濟(jì)大發(fā)展提供新的引擎

調(diào)水儲能服務(wù)于文明建設(shè)，為我國西北和華北環(huán)境的提供水資源保障，可以成為基礎(chǔ)設(shè)施投資補(bǔ)短板的一個(gè)熱點(diǎn)。

調(diào)水儲能要修建大量的調(diào)水儲能電站和大量配套的工程引水設(shè)施，需要很大的投資。

短期而言，龐大的工程投資將直接拉動鋼材、水泥、建筑材料、機(jī)械、電力設(shè)備等各行業(yè)的需求，工程建設(shè)的繁重任務(wù)將吸收上千萬的勞動就業(yè)大軍；

長期來看，據(jù)初步測算，覆蓋**的水資源配置網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)施后每年可以從南方向北方調(diào)送1000億～1500億m3水資源量，整體可增加儲能發(fā)電裝機(jī)4.5億kW左右，每年可消納清潔能源超過1.5萬億kWh，對農(nóng)業(yè)與的價(jià)值無可估量。

為全球能源互聯(lián)網(wǎng)與全球水問題解決提供中國方案

調(diào)水儲能涉及的一系列技術(shù)都是通用的，不僅可用于解決我國的水問題和電網(wǎng)運(yùn)行的儲能調(diào)節(jié)問題，而且可為全球能源互聯(lián)網(wǎng)和全球水問題的解決提供中國方案。

能源互聯(lián)網(wǎng)是一種基于可能源、分布式、共享的網(wǎng)絡(luò)，其本質(zhì)特征還是要基于可的綠色能源。

但風(fēng)能和光能這些綠色能源具有間歇性、波動性特點(diǎn)，需要儲能系統(tǒng)對這些波動能源進(jìn)行吸收調(diào)節(jié)，而在儲能系統(tǒng)的建設(shè)中還是以水流勢能儲能作為**方案。

世界各國也基本面臨與我國類似的水問題：

洪澇災(zāi)害、干旱缺水和水體污染。

調(diào)水儲能可為世界各國（特別是地勢起伏不平的國家）提供將水問題與電網(wǎng)儲能系統(tǒng)建設(shè)統(tǒng)籌解決的可行方案，修建的調(diào)水工程可為各國解決水資源的短缺和配置問題，工程中修建的調(diào)水儲能電站還可增強(qiáng)各國電網(wǎng)儲能調(diào)節(jié)和新能源開發(fā)潛力

部分圖文轉(zhuǎn)載自網(wǎng)絡(luò)，版權(quán)歸原作者所有，如有侵權(quán)請聯(lián)系我們刪除。如內(nèi)容中如涉及加盟，投資請注意風(fēng)險(xiǎn)，并謹(jǐn)慎決策