加拿大馬莫拉抽水蓄能電站規劃與開發

［英國］ P.普里查德

1 概述

加拿大北國電力公司充分意識到水電開發項目的重要性，并期待開發該國最大的抽水蓄能發電工程，同時也是安大略省建設的第2座類似設施。

馬莫拉(Marmora)抽水蓄能電站計劃利用現有廢棄露天礦坑修建，水庫庫容可達2500～3000萬m3。

開發這項工程十分必要。安大略省在發展可再生能源方面取得了巨大的進步。裝機可從現有的1700 MW增至10700 MW，但該系統運營并不很穩定，即發電量不穩定，這一問題需得到解決。

運用蓄能方案有助于從可再生能源發電裝機容量中獲取更大效益。在風力和太陽能充足時儲存多余電力，實際上這能使波動性資源變得更穩定。處理得當蓄能可緩解輸配電壓力。

該公司相信，抽水蓄能發電是電力系統多樣化運營方式之一，可提供高效的瞬時電力，滿足電力系統高峰時段的用電需求。

2 抽水蓄能計劃

馬莫拉礦山采礦40 a造成了巨大的環境影響，并留下7000萬t的廢石。每冶煉1 t鐵，會殘留2 t廢石。土地不僅因此而變得貧瘠，而且還影響了附近公路和物業的美觀。

馬莫拉廢棄的露天礦坑長1 km、寬0.5 km，高達250 m的落差幾乎是尼亞加拉馬蹄形瀑布的5倍。自1979年起，礦坑中的水深達160 m。這將形成一下庫。

該計劃擬重新改造現有的廢石堆，以便在目前的范圍內形成一上庫。上庫在護堤內會有一個斜壁，而非圍堤或土石結構。使用礫石和防滲護面，例如瀝青。鑒于表面積大，最大深度20 m左右可滿足上庫需要的水量。地下發電站將建在地面下200 m處。

馬莫拉礦山的人造地質層對安大略省電力系統起到了重要的支撐作用，并為大量蓄能創造了條件。原因如下:

(1)幾十年采礦及挖掘已經形成一座下庫。

(2)采礦坑幽深而陡峭，由此產生的高度變化適合水力發電。

(3)大量的廢石，可用于修建上庫。

(4)礦坑中大量的蓄水為抽水蓄能發電提供一個有效的“閉路”水源。

其他有利因素還有，礦坑距離主電力傳輸線路近，且具有足夠的輸電能力。從站址到渥太華至多倫多的主動力線只有8 km，因此容易將馬莫拉抽水蓄能發電站并入安大略省電網。要強調一點的是，研究表明，現有的輸電線路可以將該工程的發電送出。但如果電網滿負荷，情形也許不容樂觀。

項目場地交通便利，緊靠7號公路，距離401號公路僅30～40 min的路程。這便于施工期間和施工結束后人員、設備和材料進出。

3 社區支持

4 a前，北國電力公司開始項目的初步可行性研究，但僅在最近開發的愿望變得迫切，在過去18個月中論證了其經濟合理性和可施工性。已證實，該項目在技術上和經濟上是可行的，得到3個政黨和公眾的大力支持。政府對此應有信心，這是一項不會引發爭議的工程。

項目規劃早期，展開了公眾調查，以驗證對該計劃的認可度。馬莫拉是一個小鄉村社區，曾被提議作為多倫多市的垃圾填埋場，這項提議受到了抵制。

公司稱，使公眾充分了解一切是明智的舉措，尤其是在當地做項目規劃耗費越來越多的時間時。當地人的反應極好。還與當地的高等院校保持聯系，該項目成為了院校的戶外課堂。小鎮將該項目看作是增加就業的機會，因為之前采礦停止后當地居民的就業機會減少。項目得到當地社區的大力支持。另外，這還被視為一項積極的可改善景觀的行動。

馬莫拉礦曾經是當地的驕傲。公司負責人公開表示，采礦曾經改變過很多人的生活和工作。相信在這里建設一個持續幾代人的清潔能源項目能讓當地人重新找回昔日的榮耀。會議指出，當地工人在挖礦的時候沒有意識到他們正在建設一個抽水蓄能發電項目的上層結構，從而為該省的電網提供電力。

4 相關問題

北國電力公司高度重視對馬莫拉抽水蓄能發電項目的環境考察，并對通過嚴格的環境評估程序充滿信心。

目前，環境調查聚焦過去的采礦活動對現場的環境影響。測試礦坑的水質，確定水質是否符合可接受的標準。此外，北國電力公司與水資源和保護機構合作，確保礦坑水質適合流入周邊的水域，而一些水需要被廢棄，從而讓電力工程的水質達到可運營水準。因此，如果環境事項目前并不對該工程構成障礙，相反卻贏得公眾的支持，那么現在最亟待解決的問題就是何時開工。

該公司對即將開展的工作進行了廣泛研究，但再深入下去則意味著開發費用將成倍增加，因此只有在政府明確表態該抽水蓄能發電項目可接入電網后工作才會繼續推行。目前正在等待抽水蓄能電站并入電力系統的采購批復。只有政府協調解決好這一問題，才能夠簽署電力采購協議。

鑒于目前抽水蓄能在安大略省仍屬罕見，政府和安省電力局對這項技術采取的是極為慎重的態度。然而公司認為，問題不在抽水蓄能發電本身。電力系統經歷過一段發展期，如今的發電能源組合已發生巨大變化，可再生能源的使用也在增加，電力行業希望蓄能可與可再生能源發電得到同步發展。

安大略省日益擴張的可再生能源發電已使蓄能和需求管理成為當務之急。開發這項工程正當其時，該省已意識到蓄能的需要并正在采取重要措施。

安大略省政府也在考察其他蓄能技術，例如電池蓄能，但北國電力公司相信這項工程能“經受時間的考驗”，同時還指出其在經濟上是可行的。公司相信抽水蓄能對電力系統的價值與考慮中的儲能和監管需要相關。這些應該是該項目贏得好評的因素。

安大略省政府在將抽水蓄能并入能源供應計劃方面會采取何種政策?對此北國電力公司正在觀望中。一旦能保證采購協議，公司相信，項目可能在1～2 a內取得環境許可，而項目建設需要4 a時間。

5 展望

20世紀90年代早期，安大略水電公司(現已解散)也考慮過這項工程，得出的結論是計劃可行，但時機還未成熟，僅是一種概念性的考慮，當時可再生能源項目極其稀少，占主導地位的是煤炭、核能和一些水電工程。然而，如今整個能源供應組合已發生驚人變化。從全球的角度來看，抽水蓄能正得以大力發展，相信馬莫拉項目一定會得到成功開發。