我國海水抽水蓄能電站站點資源綜述

錢鋼糧

（水電水利規劃設計總院，北京市 100120）

我國海水抽水蓄能電站站點資源綜述

錢鋼糧

（水電水利規劃設計總院，北京市 100120）

對于沿海及海島地區，可研究配套海水抽水蓄能電站，構建清潔低碳、安全高效的能源電力供應體系，同時促進相關關鍵技術的進步，帶動海洋資源的綜合開發利用。本次我國海水抽水蓄能電站資源普查范圍包括遼寧省、山東省、江蘇省、浙江省、福建省、廣東省、廣西壯族自治區、海南省等8個省（區）的沿海和海島地區，通過站點初擬、篩選和主要站點現場查勘工作，初步查清了全國海水抽水蓄能站點資源，并優選出了試驗示范項目比選的備選站點。

海水抽水蓄能；資源普查；站點初選

0 引言

海水抽水蓄能電站以海水為介質，一般利用海洋作為下水庫，具備選址方便、占地面積小、水源充足等優點。對于沿海及海島地區，可研究配套海水抽水蓄能電站，構建清潔低碳、安全高效的能源供應體系，同時促進防腐技術、海水淡化、工程防護等關鍵技術的進步，帶動海洋資源的綜合開發利用。為此，國家能源局委托水電水利規劃設計總院牽頭組織中國電力建設股份有限公司、中南勘測設計研究院有限公司、華東勘測設計研究院有限公司，開展了全國海水抽水蓄能電站資源普查工作。普查主要工作內容包括通過站點初擬、篩選和主要站點現場查勘工作，初步查清全國海水抽水蓄能站點資源，并結合地形條件、工程布置等建設條件，考慮站點的交通條件、開發價值、需求現狀、多能互補開發及潛力等多方面因素，篩選出條件較好的站點為后續的規劃比選工作打下基礎。

1 海水抽水蓄能電站資源普查技術基礎

1.1 普查范圍

我國位于亞洲東部、太平洋西岸，領海由渤海（內海）和黃海、東海、南海三大邊海組成，大陸海岸線1.8萬km（注：不包括港、澳、臺地區，下同）。海域分布有大小島嶼6500多個，島嶼岸線長約1.4萬km。根據海岸線分布，我國東部和南部沿海有遼寧省、河北省、山東省、江蘇省、浙江省、福建省、廣東省、海南省、廣西壯族自治區和天津市、上海市，共11個省、自治區和直轄市。作為首次開展的全國海水抽水蓄能電站資源普查，本次普查的范圍主要包括了遼寧、山東、江蘇、浙江、福建、廣東、海南和廣西共8省（區）的沿海區域和海島，普查范圍約37000km2。河北省、天津市和上海市的海岸地勢較平坦，不具備規劃建設海水抽水蓄能電站的地形條件。

1.2 普查工作步驟及方法

第一步，尋找可能普查站點。一般情況下，海水抽水蓄能電站是以海水為介質，利用海洋作為下水庫，在地形高差較大、站點地理位置與建設條件較優的海岸陸地或島嶼上修建上水庫以及相應的輸水發電系統等建筑物。但對于地勢較低、無建設海水抽水蓄能電站上水庫地形條件且用電需求迫切地區，可考慮以海洋作為上水庫，利用地下開挖洞室作為海水抽水蓄能電站下水庫。據此，采用比例尺不小于1∶50000的地形圖，尋找海水抽水蓄能電站可能站點。

第二步，初步擬定普查站點。對于可能普查站點，采用比例尺不小于1∶10000的地形圖和1∶200000區域地質圖，根據各可能站點的地理位置及地形地質條件，初擬普查站點。

第三步，分析確定普查站點。結合NB/T 35009—2013《抽水蓄能電站選點規劃編制規范》的要求，根據地理環境、地形、地質、地貌、水文條件、成庫條件、距高比等方面要求，篩選出基本具備海水抽水蓄能電站建設條件的普查站點，進一步結合區域地質和環境影響因素，經過內業初選和外業查勘篩選，確定全國海水抽水蓄能普查站點。

普查的大陸近海普查站點應利用現有地形條件為主，減少上水庫擴庫開挖的工程量。考慮到海洋島嶼淡水資源有限，普查的沿海島嶼站點以盡量少影響其淡水資源為宜，上水庫庫盆以擴庫開挖兼筑壩為主。

第四步，篩選推薦主要站點。在普查站點的基礎上，結合經濟、社會、環境等要素以及能源電力系統發展規劃需求分析，通過技術、經濟及其他條件的綜合分析比較，推薦可近期開發、條件較好的海水抽水蓄能電站主要站點。

主要站點上水庫應具備建壩成庫或開挖成庫的地形條件，地質條件可行，下庫沿海岸具備建設進/出水口的地形、地質條件。盡量選擇交通便利、施工條件好、水庫淹沒損失小、環境影響問題較少的站點，以節省工程投資；對于電網未覆蓋的孤立島嶼，需具備一定的人類經濟活動或有較大發展潛力，并將海水抽水蓄能站點與風電、太陽能、海水淡化、微電網建設等項目統籌考慮。

海水抽水蓄能電站建設運行條件較差，但對于淡水資源緊張的孤島，為滿足其電力系統的安全、清潔、高效運行要求，研究配套建設海水抽水蓄能電站還是有意義的。所以海水抽水蓄能電站試驗示范項目比選的備選站點從海島站點中篩選。

1.3 技術參數擬定

（1）全國海水抽水蓄能電站資源普查范圍包括大陸近海和沿海島嶼區域，其中大陸近海是指距離海岸線向大陸側10km的區域范圍；普查的沿海島嶼區域應有人類活動，且具備一定的經濟基礎，本次資源普查初步擬定島嶼人口在500人以上，年最大用電負荷在5000kW及以上。

（2）盡可能利用天然落差，上、下水庫水平距離不宜過長，以減少輸水系統的工程投資和電能損失。對于海水抽水蓄能站點資源豐富的區域，普查站點按天然落差大于100m、距高比控制在10以內；對于海水抽水蓄能站點資源相對貧乏的區域，普查站點的天然落差應不小于50m、距高比控制在15以內。

（3）海水抽水蓄能電站連續滿發小時數，應根據電力系統用電結構、負荷特性、各類電源出力特性等情況，分析系統對抽水蓄能電站調節性能的要求來綜合確定。本次普查的海水抽水蓄能電站資源站點裝機連續滿發小時數暫按6h考慮，大陸近海資源站點裝機容量，應根據站點所在地形地質條件，結合其庫容估算裝機規模；沿海島嶼資源站點裝機容量，應結合遠期島內可提供低谷抽水電量、供電結構、用電需求綜合考慮。

（4）根據海水抽水蓄能電站資源普查成果，計算統計各資源站點水平距離、平均毛水頭、距高比、裝機容量、調節庫容等相關指標，其中：

水平距離——指上水庫進/出水口與下水庫（大海）進/出水口之間的水平距離。

平均毛水頭——1/2（上水庫正常蓄水位+上水庫死水位）計算，由于海水抽水蓄能電站以海洋作為下水庫，平均海面高程按零考慮。

距高比——指上水庫進/出水口、下水庫（大海）進/出水口之間的水平距離與電站平均毛水頭的比值。

調節庫容——指上水庫調節庫容，是上水庫正常蓄水位與死水位之間的水庫容積。

裝機容量——根據各海水抽水蓄能資源站點的地形地質條件，初擬各站點的正常蓄水位與死水位，并按裝機連續滿發小時數6h，匡算各資源站點的裝機容量。對于以擴庫開挖為主的沿海島嶼資源站點，其裝機容量還應考慮島內供電電源結構和遠期用電負荷等因素綜合確定。

2 我國海水抽水蓄能電站站點資源總體情況

我國海水抽水蓄能電站資源儲量豐富。本次普查遼寧、山東、江蘇、浙江、福建、廣東、海南和廣西8省（區）分別有10個、17個、3個、71個、56個、57個、19個和5個資源站點，全國共238個海水抽水蓄能電站資源站點（近海站點174個，島嶼站點64個），資源總量為42083MW（近海為37446MW，島嶼為4637MW）。其中，浙江、福建和廣東3省共184個資源站點，占8省（區）資源站點個數的77%；3省資源量共31207MW，占8省（區）資源總量的74%。

浙江、福建和廣東3省海水抽水蓄能資源豐富。3省份分別普查71個、56個和57個資源站點，分別占8省（區）資源站點個數的29.8%、23.5%和23.9%；資源量分別為9176MW、10571MW和11460MW，占8省（區）資源總量的21.8%、25.1%和27.2%。浙江省71個資源站點分布在舟山、臺州、溫州和寧波市，福建省56個資源站點分布在寧德和福州市，廣東省57個資源站點主要分布在江門、陽江、珠海和汕頭市。

遼寧、山東和海南3省海水抽水蓄能資源一般。3省份分別有10個、17個和19個資源站點，占8省（區）資源站點個數的4.2%、7.1%和8.0%；資源量分別為1229MW、2346MW和5620MW，分別占8省（區）資源總量的2.9%、5.6%和13.4%。遼寧省10個資源站點分布在大連和葫蘆島市，山東省17個資源站點分布在青島、威海和煙臺市，海南省19個資源站點主要分布在文昌、三亞、萬寧市和陵水黎族自治縣。

江蘇省和廣西壯族自治區海水抽水蓄能資源較少。它們分別為3個和5個資源站點，分別占8省（區）資源站點個數的1.3%、2.1%；資源量分別為651MW和1030MW，分別占8省（區）資源總量的1.5%和2.4%。江蘇省3個資源站點分布在連云港市，廣西壯族自治區5個資源站點分布在防城港和北海市。

遼寧、山東、江蘇、浙江、福建、廣東、海南和廣西8省（區）的海水抽水蓄能站點普查成果匯總見表1。

3 我國海水抽水蓄能電站主要站點情況

在普查的238個資源站點基礎上，根據各站點水頭、距高比、地形條件、交通條件、開發價值、區位優勢、需求現狀及潛力等多方面考慮，從中篩選出條件較好的25個站點；另外，結合海南省三沙市永興島及其附近島嶼地形條件，提出了永興島站點建設地下式海水抽水蓄能電站的初步構想。本次共選擇26個站點作為全國海水抽水蓄能電站的主要站點。

進行了現場查勘的主要站點有25個，分別是浙江省舟山桃花島、青天灣、小畚斗，溫州鳳凰山、臺州天燈盞和舟山龍潭6個站點；江蘇省連云港黃窩、大龍頂和鎮海寺3個站點；山東省威海炮臺東站點，福建省寧德東湖山、雙巖、牛洋，福州口門、青坑和浮鷹島6個站點；廣東省珠海萬山島、桂山島，汕頭南澳島，江門上川島、下川島，惠州三門島6個站點，廣西區北海潿洲島滴水村、灣背，防城港獅子嶺3個站點。

結合現場查勘和進一步的工作，從站點技術經濟條件和社會環境因素綜合分析，福建省的浮鷹島和口門，廣東省的上川島、南澳島、萬山島和三門島，浙江省的桃花島、龍潭、青天灣、小畚斗和天燈盞、江蘇省的大龍頂，山東省的炮臺東，廣西壯族自治區的潿洲島14個站點條件較好，作為海水抽水蓄能電站資源普查主要站點。

14個條件較好的海水抽水蓄能電站主要站點綜合評價見表2，全國海水抽水蓄能電站典型站點主要技術經濟指標見表3。

海水抽水蓄能電站建設運行條件較差，但對于淡水資源緊張的孤島，為滿足其電力系統的安全、清潔、高效運行要求，研究配套建設海水抽水蓄能電站還是有意義的。在14個主要站點中，福建省福州市口門、江蘇省連云港市大龍頂、山東省威海市炮臺東為近海資源站點；浙江省小畚斗和廣東省三門島站點對外交通條件較差、島內用電需求較小；廣西壯族自治區潿洲島站點發電水頭較低、地質條件相對較差，總體建設條件較差。初步篩選福建省浮鷹島，浙江省桃花島、龍潭、青天灣和天燈盞，廣東省上川島、南澳島和萬山島等8個站點作為全國海水抽水蓄能電站試驗示范項目比選的備選站點。規劃比選站點主要技術指標如表4所示。

4 普查成果評價

4.1 海水抽水蓄能電站是常規抽水蓄能電站的補充

隨著沿海及海島核電、風電、潮汐發電、太陽能發電等發展，抽水蓄能電站作為電力系統中重要的調節裝置，對確保電力系統安全穩定運行、促進新能源開發利用具有重要作用。海水抽水蓄能電站作為常規抽水蓄能電站開發建設的后續補充，其與常規抽水蓄能電站相比，具備選址方便、占地面積小、水源充足等優點，做好海水抽水蓄能站點資源普查、選點規劃工作和特殊技術問題的攻關研究工作，以及試驗性電站的開發建設工作，對保障沿海，尤其是淡水資源緊張的海島電力系統的安全、清潔、高效運行具有重要的意義。進行海水抽水蓄能站點資源普查及建設技術研究，不僅可以增加抽水蓄能電站站點資源儲備，有利于建立健全國家能源應急體系，提高能源安全保障和戰略應急儲備能力，還可以促進防腐技術、海水淡化、工程防護等關鍵技術的進步，帶動海洋資源的綜合開發利用。

4.2 我國海水抽水蓄能資源儲量豐富但經濟性較差

本次普查遼寧、山東、江蘇、浙江、福建、廣東、海南和廣西8省（區）的近海及其所屬海洋島嶼區域。共普查資源站點238個（近海站點174個，島嶼站點64個），資源總量42083MW（近海為37446MW，島嶼為4637MW），我國海水抽水蓄能電站資源儲量豐富。有14個建設條件相對較好的主要站點，并有8個站點可作為全國海水抽水蓄能電站試驗示范項目比選的備選站點。

但海水抽水蓄能電站涉及海岸線利用、海洋漁業和海事管理、生態環境、國防等多方面因素，建設條件和社會環境因素相對復雜，經濟性較差，目前可以開展示范項目建設的站點有限，相應其建設必要性需結合地方經濟、能源電力系統發展等要求進一步論證。

5 結論與展望

海水抽水蓄能電站是常規抽水蓄能電站開發建設的補充，做好海水抽水蓄能站點資源普查、選點規劃工作和特殊技術問題的攻關研究工作，以及試驗性電站的開發建設工作，對保障沿海，尤其是淡水資源緊張的海島電力系統的安全、清潔、高效運行具有重要的意義。我國海水抽水蓄能電站資源儲量豐富，具有建設條件技術可行的站點可作為全國海水抽水蓄能電站試驗示范項目比選的備選站點。

海水抽水蓄能電站具有獨特性和技術難度，主要有海水防滲，建筑物結構和水輪機、金屬結構設備防腐，以及輸水管道防海洋生物附著阻塞等關鍵技術問題，可通過海水抽水蓄能電站的試驗示范項目探索相關技術問題。

國家能源局．全國海水抽水蓄能電站普查成果（2017年）．北京：中國電力出版社，2017．

National Energy Administration． Survey Results of the National Seawater Pumped Storage Power Station （2017）． Beijing：China Electric Power Press，2017．

2017-07-15

2017-09-20

錢鋼糧（1964—），男，浙江省衢州市人，教授級高級工程師，國家注冊土木工程師（水利水電工程規劃），主要從事水電水利規劃設計。

Brief Introduction of Chinese Seawater Pumped Storage Power Station’s Resources

QIAN Gangliang
（China Renewable Energy Engineering Institute，Beijing 100120，China）

For coastal area and islands， studies can be done on the development of seawater pumped storage power stations and clean， low-carbon，steady and highly efficient power supply system to facilitate the advancement of key technologies and the comprehensive utilization of marine resources. The resources investigation for seawater pumped storage power stations of China covers 8 provinces， or namely Liaoning Province， Shandong Province， Jiangsu Province， Zhejiang Province， Fujian Province，Guangdong Province， the Guangxi Zhuang Autonomous Region，and Hainan Province， and have generally delineated the resources of pumped storage power stations and selected the optimum candidate sites for pilot and demonstration projects.

seawater pumped storage； resources investigation；preliminary siting

TV213

A學科代碼：480．6030

10．3969/j．issn．2096-093X．2017．05．001