保证抽水储能电站的收益,抽水储能将能够实现地理空间、时间跨度的调水工程。调水的成本甚至能够低至零元。
为什么调水水价已经很低了呢?最低低至零元。
跨地理空间调水如何做到低成本?
调水水价取决于水源地与调水目的地区的距离、海拔落差。
以南水北调中线130亿吨/年为例,明渠0.8亿每公里,埋深50~100米调水直径16米隧洞3亿每公里。
在这个技术指标下,200公里调水距离、30公里以内隧洞,可以实现商业化调水。理由如下:明渠160亿+隧洞100亿。
调水线路成本预计在300亿以内。
300亿投资,采用PPP项目,调水水价低于0.25~0.5元每吨,25年回收成本。
嘉陵江洪水调配至汉江就具备这样的技术指标。
嘉陵江干流主要水电站中亭子口水库的水文条件如下
亭子口水库坝址多年平均流量是189亿,最大设计3天洪水流量是66亿立方米,历史最大洪水量3天是37亿立方米。
为了将嘉陵江亭子口水库全部洪水调配到汉江流域,按照最大流量2200方每秒的抽水蓄能加隧洞调水的方式,每天24小时抽水,最大可以抽水2亿立方米每天,亭子口水库以20亿防洪库容,宝珠寺+广坪河+朝天大坝库容20亿,加最大洪水量3天前2天,后2天共抽水7天可抽水14亿立方米。
从而可以获得超过54亿立方米的防洪库容。
如上图,宝珠寺水库大坝加高至620米,水域面积由590米62平方千米增加到约150平方千米,增加库容约20~25亿立方米。
广坪河大坝坝高610米,朝天大坝坝高600米,一次建成,分期分批蓄水,待河道内所有拆迁完成后水面最高600米。初期水面高540米。
增加540米水面,防洪库容增加约10亿,主要来自广坪河和安乐河河谷,后期嘉陵江干流河谷蓄水至600米海拔,增加约30~40亿立方米库容。
因地图数据的精度只有25米海拔数据,可以确定的是三座大坝完工后,亭子口及其上游将会有超过100亿的库容,并有每天2亿立方米调水能力至汉江。以汛期5个月,抽水调水120亿立方米至汉江,平均每天抽约10小时,实际每天抽水6小时,洪峰到来时24小时抽水。
实现上面的目标可以确保汛期嘉陵江亭子口水库没有洪水下排,不存在泄洪弃水。
而汉江上游可以建立约120亿立方米水库,非汛期将洪水调配至华北平原。
将白龙江与嘉陵江的洪水改道至黄河具备可行性。该调水工程的核心要素如下:
工程规模与造价:
主体为一条长70公里的直径10米隧洞,造价总计140亿,每公里造价约为2亿。
建造两座大坝:朝天大坝高60米,坝顶高程560米,长400米;阳平关大坝高130米,坝顶高程700米,长500米,两者总造价约150亿。
因此,调水通路总造价约为300亿。
2.调水量与成本:
最大调水量集中在汛期及前后四个月,可调动洪水70亿立方米,其余月份调水20亿立方米,全年总量达90亿立方米。
吨水投资低于3.5元,调水线路总长约150公里,白龙江取水点海拔570米,嘉陵江取水点海拔680~700米。
3.抽水蓄能电站:
拟建一座2GW的抽水蓄能电站,抽发落差140米,汛期每日抽水17小时,发电5小时,最大抽水流量可达1200立方米每秒,汛期抽水量预计超过50亿立方米。
抽水站下库海拔540米,抽至680米后,在汉江流域发电可完全回收能源,且不影响嘉陵江下游发电,因汛期需防洪,下游本就存在大量弃水。
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