北200公里，發源于河北豐寧滿族自治縣的灤河，穿越連綿起伏的燕山山脈，流淌而下，蘊含巨大能量。上世紀90年代，當地便在此攔河筑壩，建設水庫，蓄水發電。
而今，在該水庫上方的崇山峻嶺中，又修建起另一個上水庫。上下兩個水庫落差400多米。以水為介，升降間電能、勢能互相轉化，既消納了張北地區輸送的富余風光綠電，又維護了電網安全運行，宛如一個巨大的“充電寶”。
這便是由我國自主設計建設、世界裝機容量最大的抽水蓄能電站——國網新源河北豐寧抽水蓄能電站。該電站于2013年開工建設，設計建設12臺30萬千瓦機組，總裝機容量達360萬千瓦。2022年12月16日，豐寧抽水蓄能電站8號機組正式投產發電，目前電站共計7臺機組投產。
抽水蓄能電站如何運轉、發揮怎樣作用、擁有哪些優勢？記者近日走訪豐寧，一探究竟。
豐寧抽水蓄能電站下水庫。張騰揚 李佳園攝影報道
如何儲能？
向上抽水蓄能，向下放水發電
驅車來到豐寧抽水蓄能電站的上水庫，只見四周蒼茫逶迤、群峰環抱。這里海拔超過1500米，是目之所及的最高處。
“上水庫所在的這片山谷就像一個天然水盆，且上下庫間距和高差適中，可謂得天獨厚。”國網新源河北豐寧抽水蓄能有限公司副總經理吳培枝說。
然而，四下觀察，記者心生疑問：上水庫地處高處，既沒有上游來水河道，也沒有下游出水河道，只是孤零零的一座庫盆，水從何處來，又去往何處？
吳培枝指向水庫下方說：“山體深處修建了6條雙向水道，直徑約7米，連接上下水庫。上水庫通過水道向上抽水，也反過來向下水庫放水，如此往復，實現蓄能和發電。”
驅車下山，行至一座巨大的山門。大門緩緩打開，只見一條巨大的通道向下延伸，向內行駛一段，方才豁然開朗。地下廠房長400多米、寬25米、內高50多米，建于6條雙向水道上方。在廠房中央，一排白色圓頂形機組一字排開，連接地下輸水系統，這正是整座抽水蓄能電站的關鍵——12臺30萬千瓦可逆式水泵水輪機發電電動機組。
“抽水時用電驅動水泵，發電時則由勢能推動水輪機發電，一臺機組兼具抽水和發電功能。”吳培枝介紹。
正在此時，在廠房頂部中控室內，電站運營部負責人接到電網調度的指令，坐在電腦前啟動機組放水發電，機組附近的地板出現些許震動。“機組可以在5分鐘內由滿負荷抽水轉變為滿負荷發電。相較傳統大型水電站，豐寧抽水蓄能電站水泵水輪機葉片扁平且較小，輸水管道窄且流速快。”吳培枝解釋。
不過，管道窄，如果遇到砂石、木頭等雜物，豈不是容易阻塞水道甚至損傷葉片？
原來，流經下水庫時，灤河河水會先被導入建設好的月牙形河谷進行沉淀。每逢枯水期，還會對沉淀的泥沙及樹障進行清理。“不僅保障了蓄能系統安全運行，還改善了灤河水環境。”吳培枝說。
抽水蓄能電站運行原理示意圖。漢青制圖（星球研究所）
有何作用？
保障電網安全，減少棄風棄光
“抽水蓄能是在電力系統負荷低谷時，利用電網的富余電力將水從下水庫抽到上水庫儲存起來；在負荷高峰時，將上水庫儲存的水放到下水庫進行發電，從而調解供需矛盾。”國網新源河北豐寧抽水蓄能有限公司黨委書記、董事長何一純說，抽水蓄能具有調峰、調頻、調相、儲能系統備用等功能，是現代電力系統重要的穩壓器、調節器和存儲器。
“春節期間，華北電網負荷低谷持續時間較長，在豐寧抽水蓄能電站7臺已投運機組全部運行的情況下，國網華北分部調度控制中心緊急調用第八臺調試機組抽水啟動5次，電站總出力最高達240萬千瓦，有效保障了春節期間電網安全運行。”國網新源河北豐寧抽水蓄能有限公司運行部負責人趙日升說。
除此之外，有效減少棄風棄光也是豐寧抽水蓄能電站的一大本領。
北京冬奧會、冬殘奧會期間，張家口地區的風電、光伏電能被源源不斷地輸送到各個場館。然而，風能、太陽能等新能源受到自然因素影響，呈現隨機性與波動性。“冬奧會開幕式及很多賽事在夜間舉行，那個時間沒有陽光，風力也不穩定，需要通過放水發電，保障冬奧場館穩定運行。等到用電負荷小、風力大的時候，又可以抽水蓄能。”何一純介紹。
作為張北柔性直流電網的重要環節，豐寧抽水蓄能電站幫助其將張家口地區的清潔電能輸送到各個冬奧場館，助力實現100%綠電供應。據統計，2022年北京冬奧會、冬殘奧會期間，豐寧抽水蓄能電站投運的1號、10號機組共抽水啟動107次、發電啟動94次，消納新能源1.15億千瓦時、發電8300萬千瓦時。
據估計，2024年豐寧抽水蓄能電站完全建成投產后，每年將節省標煤量48萬噸，減少二氧化碳排放130萬噸，推動華北地區的能源清潔低碳轉型。
豐寧抽水蓄能電站部分機組。張騰揚 李佳園攝影報道
前景怎樣？
規模快速擴大，管理有待完善
隨著風電、光伏發電的大規模開發，為緩解風光發電與用電負荷的不匹配、降低棄風棄光率，近年來國內不少省份在風電、光伏發電項目開發建設申報方案中，被要求“配套建設一定比例的儲能設施或提供相應的調峰能力”。“特別是在遠距離傳輸的特高壓線路中，建設適當規模的抽水蓄能電站，可以充分發揮其獨有的快速反應特性，有效防范故障風險，防止事故擴大和系統崩潰。”趙日升說。
中國電力建設集團有限公司黨委書記、董事長丁焰章表示，發展抽水蓄能，提升電力系統靈活調節能力，是構建以新能源為主體的新型電力系統的關鍵手段，有利于保障傳統能源有序退出，實現新能源大規模安全可靠替代，推動綠色低碳發展。
“相比于其他儲能方式，抽水蓄能具有設備壽命長、儲能規模大、轉換效率高、技術成熟、清潔環保等特點，更適宜大規模開發。”何一純說。數據顯示，截至2022年底，我國抽水蓄能電站裝機規模約4579萬千瓦。國家能源局2021年9月發布的《抽水蓄能中長期發展規劃（2021—2035年）》（以下簡稱《規劃》）提出，到2025年，抽水蓄能投產總規模6200萬千瓦以上；到2030年，投產總規模1.2億千瓦左右。
盡管發展空間巨大，但由于存在價格機制不完善、相關政策落地執行較慢等問題，未來要推動抽水蓄能的健康穩定發展，還需要進一步改革電價制度和管理體制。2021年4月發布的《國家發展改革委關于進一步完善抽水蓄能價格形成機制的意見》指出，要堅持并優化抽水蓄能兩部制電價政策，健全抽水蓄能電站費用分攤疏導方式，并強化抽水蓄能電站建設運行管理。《規劃》也指出，要完善抽水蓄能價格機制，明確市場化調峰資源建設。
“未來，隨著抽水蓄能規模不斷擴大、運營管理制度更加完善，將更有利于構建以新能源為主體的新型電力系統，助力‘雙碳’目標實現。”何一純說。
來源: 人民日報
年54歲的石俊鳳，出生于河北省豐寧滿族自治縣的剪紙世家，從小耳濡目染剪紙技藝，原本就喜歡繪畫的她對剪紙產生了濃厚興趣，上小學時就能獨立剪刻窗花、掛簽等。1991年6月，河北工藝美術學校畢業后，她一直沒有間斷對豐寧滿族剪紙的創作，并把豐寧滿族剪紙與旅游商品融合，讓豐寧滿族剪紙走了出去。
1982年8月，在豐寧滿族自治縣文化館舉辦的剪紙培訓班上，石俊鳳刻苦學習、虛心求教，很快以剪口麻利、劈毛纖長、做工快速的特點得到文化館老師們的認可。圖為24歲時的石俊鳳已經可以剪出各種圖案了。(資料圖片)
河北豐寧滿族剪紙始于清代康熙年間，分刻、剪兩種，至乾隆年間形成了具有地域特征與民族特色的風格。2006年，豐寧滿族剪紙被列入國家級非物質文化遺產名錄。2012年石俊鳳成為省級非物質文化遺產項目豐寧滿族剪紙代表性傳承人。圖為2019年11月15日，在河北省承德市雙橋區俊鳳剪紙藝術館，石俊鳳與工作人員在電腦上創作生肖鼠豐寧滿族剪紙畫樣。(劉環宇攝/光明圖片)
剪紙用的紙張材料一般為傳統的大紅紙、毛邊紙、四紅紙、宣紙和彩色繪圖紙等。俊鳳剪紙作品多用傳統的宣紙，顏色以傳統紅色宣紙為主，藍色、黑色為輔。有時還會因特殊剪紙創作，選定紙的顏色、尺寸、薄厚等。石俊鳳介紹說：“不同題材、不同尺寸的作品使用的紙張也是不一樣的，如作品篇幅較大的要用厚點的紙張，如作品表現劈毛多的要用任性強一點的紙張。”圖為2019年11月15日，在河北省承德市雙橋區一紙張店，石俊鳳在挑選剪紙用的紙張。(劉環宇攝/光明圖片)
熏樣是豐寧滿族剪紙的傳統工藝，需要一張很平的板子，用刷子點上清水，將70克左右的大白紙平放在板子上，再把要熏的花樣平放在白紙面上，用刷子輕輕往花樣上點水，點到花樣子和大白紙都潮濕以后，把多余的水控掉，用樺樹皮或者蠟燭的火苗，在適度的距離將花樣熏成黑色，晾曬10分鐘左右再將花樣取下來，并將花樣和熏黑的樣子同時放在書籍中壓平后方可使用。圖為2019年11月15日，在河北省承德市雙橋區俊鳳剪紙藝術館，石俊鳳在制作剪紙熏樣。(劉環宇攝/光明圖片)
石俊鳳介紹說：“豐寧滿族剪紙主要是以單色表現，陽刻（剪）為主，陰刻（剪）為輔，剪法精細剔透，劈毛纖長勻稱，線條流暢自然，構圖疏密得當，每幅作品從畫樣、熏樣、刻剪、上色到裝裱等需要十余道工序，都由手工完成。”圖為2019年11月15日，在河北省承德市雙橋區俊鳳剪紙藝術館，石俊鳳在向游客傳授豐寧滿族剪紙技藝。(劉環宇攝/光明圖片)
石俊鳳介紹說：“做剪紙藝術構圖要飽滿，線條要流暢，劈毛要均勻纖細。劈毛工藝通常在花卉中的花瓣和動物身上來表現，劈花瓣型通常是從花瓣外邊劈毛，有時也從花瓣里邊劈毛，這樣整個花朵就會形成強烈的反差虛實效果。”圖為2019年11月15日，在河北省承德市雙橋區俊鳳剪紙藝術館，石俊鳳向工作人員傳授豐寧滿族剪紙技藝。(劉環宇攝/光明圖片)
30多年來，石俊鳳潛心研究豐寧滿族剪紙技藝，她共創作民間風俗、歷史故事、民族風情和自然風光等作品3000余種，多次代表豐寧滿族剪紙參加國家、省級的民間美術展覽。圖為2018年12月29日，在河北省承德市雙橋區俊鳳剪紙藝術館，石俊鳳在創作豐寧滿族剪紙金豬送福。(劉環宇攝/光明圖片)
2003年，石俊鳳出資創辦俊鳳剪紙藝術館，不僅讓豐寧滿族剪紙的教學傳承、研討交流、加工制作、技藝表演、展覽收藏有了固定場所，還與河北燕山大學、河北民族師范學院、承德技師學院等院校建立非遺教學傳承基地，讓豐寧滿族剪紙技藝這個種子在校園內生根發芽。圖為2018年7月21日，石俊鳳在北京光中文教館向小學生們傳授豐寧滿族剪紙技藝。(資料圖片)
寧抽水蓄能電站部分機組。 張騰揚 李佳園攝影報道
抽水蓄能電站運行原理示意圖。 漢 青制圖（星球研究所）
豐寧抽水蓄能電站下水庫。 張騰揚 李佳園攝影報道
黨的二十大報告提出，“加快規劃建設新型能源體系”。作為構建新型能源體系的重要技術和基礎裝備，抽水蓄能和以電化學儲能、壓縮空氣儲能等為代表的新型儲能技術，為實現碳達峰碳中和目標提供了重要支撐，同時也推動了國內能源行業的轉型升級。
儲能的意義是什么，技術原理如何，未來又該怎樣發展？為回答這些問題，本版今日推出“經濟聚焦·一線看儲能”系列報道，跟隨記者的腳步，來到河北豐寧、江蘇常州、山東滕州等地，關注不同儲能技術在當地的應用和發展，同時采訪行業專家等相關人士，探討儲能行業的發展態勢。
——編 者
京北200公里，發源于河北豐寧滿族自治縣的灤河，穿越連綿起伏的燕山山脈，流淌而下，蘊含巨大能量。上世紀90年代，當地便在此攔河筑壩，建設水庫，蓄水發電。
而今，在該水庫上方的崇山峻嶺中，又修建起另一個上水庫。上下兩個水庫落差400多米。以水為介，升降間電能、勢能互相轉化，既消納了張北地區輸送的富余風光綠電，又維護了電網安全運行，宛如一個巨大的“充電寶”。
這便是由我國自主設計建設、世界裝機容量最大的抽水蓄能電站——國網新源河北豐寧抽水蓄能電站。該電站于2013年開工建設，設計建設12臺30萬千瓦機組，總裝機容量達360萬千瓦。2022年12月16日，豐寧抽水蓄能電站8號機組正式投產發電，目前電站共計7臺機組投產。
抽水蓄能電站如何運轉、發揮怎樣作用、擁有哪些優勢？記者近日走訪豐寧，一探究竟。
如何儲能？
向上抽水蓄能，向下放水發電
驅車來到豐寧抽水蓄能電站的上水庫，只見四周蒼茫逶迤、群峰環抱。這里海拔超過1500米，是目之所及的最高處。
“上水庫所在的這片山谷就像一個天然水盆，且上下庫間距和高差適中，可謂得天獨厚。”國網新源河北豐寧抽水蓄能有限公司副總經理吳培枝說。
然而，四下觀察，記者心生疑問：上水庫地處高處，既沒有上游來水河道，也沒有下游出水河道，只是孤零零的一座庫盆，水從何處來，又去往何處？
吳培枝指向水庫下方說：“山體深處修建了6條雙向水道，直徑約7米，連接上下水庫。上水庫通過水道向上抽水，也反過來向下水庫放水，如此往復，實現蓄能和發電。”
驅車下山，行至一座巨大的山門。大門緩緩打開，只見一條巨大的通道向下延伸，向內行駛一段，方才豁然開朗。地下廠房長400多米、寬25米、內高50多米，建于6條雙向水道上方。在廠房中央，一排白色圓頂形機組一字排開，連接地下輸水系統，這正是整座抽水蓄能電站的關鍵——12臺30萬千瓦可逆式水泵水輪機發電電動機組。
“抽水時用電驅動水泵，發電時則由勢能推動水輪機發電，一臺機組兼具抽水和發電功能。”吳培枝介紹。
正在此時，在廠房頂部中控室內，電站運營部負責人接到電網調度的指令，坐在電腦前啟動機組放水發電，機組附近的地板出現些許震動。“機組可以在5分鐘內由滿負荷抽水轉變為滿負荷發電。相較傳統大型水電站，豐寧抽水蓄能電站水泵水輪機葉片扁平且較小，輸水管道窄且流速快。”吳培枝解釋。
不過，管道窄，如果遇到砂石、木頭等雜物，豈不是容易阻塞水道甚至損傷葉片？
原來，流經下水庫時，灤河河水會先被導入建設好的月牙形河谷進行沉淀。每逢枯水期，還會對沉淀的泥沙及樹障進行清理。“不僅保障了蓄能系統安全運行，還改善了灤河水環境。”吳培枝說。
有何作用？
保障電網安全，減少棄風棄光
“抽水蓄能是在電力系統負荷低谷時，利用電網的富余電力將水從下水庫抽到上水庫儲存起來；在負荷高峰時，將上水庫儲存的水放到下水庫進行發電，從而調解供需矛盾。”國網新源河北豐寧抽水蓄能有限公司黨委書記、董事長何一純說，抽水蓄能具有調峰、調頻、調相、儲能系統備用等功能，是現代電力系統重要的穩壓器、調節器和存儲器。
“春節期間，華北電網負荷低谷持續時間較長，在豐寧抽水蓄能電站7臺已投運機組全部運行的情況下，國網華北分部調度控制中心緊急調用第八臺調試機組抽水啟動5次，電站總出力最高達240萬千瓦，有效保障了春節期間電網安全運行。”國網新源河北豐寧抽水蓄能有限公司運行部負責人趙日升說。
除此之外，有效減少棄風棄光也是豐寧抽水蓄能電站的一大本領。
北京冬奧會、冬殘奧會期間，張家口地區的風電、光伏電能被源源不斷地輸送到各個場館。然而，風能、太陽能等新能源受到自然因素影響，呈現隨機性與波動性。“冬奧會開幕式及很多賽事在夜間舉行，那個時間沒有陽光，風力也不穩定，需要通過放水發電，保障冬奧場館穩定運行。等到用電負荷小、風力大的時候，又可以抽水蓄能。”何一純介紹。
作為張北柔性直流電網的重要環節，豐寧抽水蓄能電站幫助其將張家口地區的清潔電能輸送到各個冬奧場館，助力實現100%綠電供應。據統計，2022年北京冬奧會、冬殘奧會期間，豐寧抽水蓄能電站投運的1號、10號機組共抽水啟動107次、發電啟動94次，消納新能源1.15億千瓦時、發電8300萬千瓦時。
據估計，2024年豐寧抽水蓄能電站完全建成投產后，每年將節省標煤量48萬噸，減少二氧化碳排放130萬噸，推動華北地區的能源清潔低碳轉型。
前景怎樣？
規模快速擴大，管理有待完善
隨著風電、光伏發電的大規模開發，為緩解風光發電與用電負荷的不匹配、降低棄風棄光率，近年來國內不少省份在風電、光伏發電項目開發建設申報方案中，被要求“配套建設一定比例的儲能設施或提供相應的調峰能力”。“特別是在遠距離傳輸的特高壓線路中，建設適當規模的抽水蓄能電站，可以充分發揮其獨有的快速反應特性，有效防范故障風險，防止事故擴大和系統崩潰。”趙日升說。
中國電力建設集團有限公司黨委書記、董事長丁焰章表示，發展抽水蓄能，提升電力系統靈活調節能力，是構建以新能源為主體的新型電力系統的關鍵手段，有利于保障傳統能源有序退出，實現新能源大規模安全可靠替代，推動綠色低碳發展。
“相比于其他儲能方式，抽水蓄能具有設備壽命長、儲能規模大、轉換效率高、技術成熟、清潔環保等特點，更適宜大規模開發。”何一純說。數據顯示，截至2022年底，我國抽水蓄能電站裝機規模約4579萬千瓦。國家能源局2021年9月發布的《抽水蓄能中長期發展規劃（2021—2035年）》（以下簡稱《規劃》）提出，到2025年，抽水蓄能投產總規模6200萬千瓦以上；到2030年，投產總規模1.2億千瓦左右。
盡管發展空間巨大，但由于存在價格機制不完善、相關政策落地執行較慢等問題，未來要推動抽水蓄能的健康穩定發展，還需要進一步改革電價制度和管理體制。2021年4月發布的《國家發展改革委關于進一步完善抽水蓄能價格形成機制的意見》指出，要堅持并優化抽水蓄能兩部制電價政策，健全抽水蓄能電站費用分攤疏導方式，并強化抽水蓄能電站建設運行管理。《規劃》也指出，要完善抽水蓄能價格機制，明確市場化調峰資源建設。
“未來，隨著抽水蓄能規模不斷擴大、運營管理制度更加完善，將更有利于構建以新能源為主體的新型電力系統，助力‘雙碳’目標實現。”何一純說。