我国海水抽水蓄能电站站点资源综述

钱钢粮

（水电水利规划设计总院，北京市 100120）

我国海水抽水蓄能电站站点资源综述

钱钢粮

（水电水利规划设计总院，北京市 100120）

对于沿海及海岛地区，可研究配套海水抽水蓄能电站，构建清洁低碳、安全高效的能源电力供应体系，同时促进相关关键技术的进步，带动海洋资源的综合开发利用。本次我国海水抽水蓄能电站资源普查范围包括辽宁省、山东省、江苏省、浙江省、福建省、广东省、广西壮族自治区、海南省等8个省（区）的沿海和海岛地区，通过站点初拟、筛选和主要站点现场查勘工作，初步查清了全国海水抽水蓄能站点资源，并优选出了试验示范项目比选的备选站点。

海水抽水蓄能；资源普查；站点初选

0 引言

海水抽水蓄能电站以海水为介质，一般利用海洋作为下水库，具备选址方便、占地面积小、水源充足等优点。对于沿海及海岛地区，可研究配套海水抽水蓄能电站，构建清洁低碳、安全高效的能源供应体系，同时促进防腐技术、海水淡化、工程防护等关键技术的进步，带动海洋资源的综合开发利用。为此，国家能源局委托水电水利规划设计总院牵头组织中国电力建设股份有限公司、中南勘测设计研究院有限公司、华东勘测设计研究院有限公司，开展了全国海水抽水蓄能电站资源普查工作。普查主要工作内容包括通过站点初拟、筛选和主要站点现场查勘工作，初步查清全国海水抽水蓄能站点资源，并结合地形条件、工程布置等建设条件，考虑站点的交通条件、开发价值、需求现状、多能互补开发及潜力等多方面因素，筛选出条件较好的站点为后续的规划比选工作打下基础。

1 海水抽水蓄能电站资源普查技术基础

1.1 普查范围

我国位于亚洲东部、太平洋西岸，领海由渤海（内海）和黄海、东海、南海三大边海组成，大陆海岸线1.8万km（注：不包括港、澳、台地区，下同）。海域分布有大小岛屿6500多个，岛屿岸线长约1.4万km。根据海岸线分布，我国东部和南部沿海有辽宁省、河北省、山东省、江苏省、浙江省、福建省、广东省、海南省、广西壮族自治区和天津市、上海市，共11个省、自治区和直辖市。作为首次开展的全国海水抽水蓄能电站资源普查，本次普查的范围主要包括了辽宁、山东、江苏、浙江、福建、广东、海南和广西共8省（区）的沿海区域和海岛，普查范围约37000km2。河北省、天津市和上海市的海岸地势较平坦，不具备规划建设海水抽水蓄能电站的地形条件。

1.2 普查工作步骤及方法

第一步，寻找可能普查站点。一般情况下，海水抽水蓄能电站是以海水为介质，利用海洋作为下水库，在地形高差较大、站点地理位置与建设条件较优的海岸陆地或岛屿上修建上水库以及相应的输水发电系统等建筑物。但对于地势较低、无建设海水抽水蓄能电站上水库地形条件且用电需求迫切地区，可考虑以海洋作为上水库，利用地下开挖洞室作为海水抽水蓄能电站下水库。据此，采用比例尺不小于1∶50000的地形图，寻找海水抽水蓄能电站可能站点。

第二步，初步拟定普查站点。对于可能普查站点，采用比例尺不小于1∶10000的地形图和1∶200000区域地质图，根据各可能站点的地理位置及地形地质条件，初拟普查站点。

第三步，分析确定普查站点。结合NB/T 35009—2013《抽水蓄能电站选点规划编制规范》的要求，根据地理环境、地形、地质、地貌、水文条件、成库条件、距高比等方面要求，筛选出基本具备海水抽水蓄能电站建设条件的普查站点，进一步结合区域地质和环境影响因素，经过内业初选和外业查勘筛选，确定全国海水抽水蓄能普查站点。

普查的大陆近海普查站点应利用现有地形条件为主，减少上水库扩库开挖的工程量。考虑到海洋岛屿淡水资源有限，普查的沿海岛屿站点以尽量少影响其淡水资源为宜，上水库库盆以扩库开挖兼筑坝为主。

第四步，筛选推荐主要站点。在普查站点的基础上，结合经济、社会、环境等要素以及能源电力系统发展规划需求分析，通过技术、经济及其他条件的综合分析比较，推荐可近期开发、条件较好的海水抽水蓄能电站主要站点。

主要站点上水库应具备建坝成库或开挖成库的地形条件，地质条件可行，下库沿海岸具备建设进/出水口的地形、地质条件。尽量选择交通便利、施工条件好、水库淹没损失小、环境影响问题较少的站点，以节省工程投资；对于电网未覆盖的孤立岛屿，需具备一定的人类经济活动或有较大发展潜力，并将海水抽水蓄能站点与风电、太阳能、海水淡化、微电网建设等项目统筹考虑。

海水抽水蓄能电站建设运行条件较差，但对于淡水资源紧张的孤岛，为满足其电力系统的安全、清洁、高效运行要求，研究配套建设海水抽水蓄能电站还是有意义的。所以海水抽水蓄能电站试验示范项目比选的备选站点从海岛站点中筛选。

1.3 技术参数拟定

（1）全国海水抽水蓄能电站资源普查范围包括大陆近海和沿海岛屿区域，其中大陆近海是指距离海岸线向大陆侧10km的区域范围；普查的沿海岛屿区域应有人类活动，且具备一定的经济基础，本次资源普查初步拟定岛屿人口在500人以上，年最大用电负荷在5000kW及以上。

（2）尽可能利用天然落差，上、下水库水平距离不宜过长，以减少输水系统的工程投资和电能损失。对于海水抽水蓄能站点资源丰富的区域，普查站点按天然落差大于100m、距高比控制在10以内；对于海水抽水蓄能站点资源相对贫乏的区域，普查站点的天然落差应不小于50m、距高比控制在15以内。

（3）海水抽水蓄能电站连续满发小时数，应根据电力系统用电结构、负荷特性、各类电源出力特性等情况，分析系统对抽水蓄能电站调节性能的要求来综合确定。本次普查的海水抽水蓄能电站资源站点装机连续满发小时数暂按6h考虑，大陆近海资源站点装机容量，应根据站点所在地形地质条件，结合其库容估算装机规模；沿海岛屿资源站点装机容量，应结合远期岛内可提供低谷抽水电量、供电结构、用电需求综合考虑。

（4）根据海水抽水蓄能电站资源普查成果，计算统计各资源站点水平距离、平均毛水头、距高比、装机容量、调节库容等相关指标，其中：

水平距离——指上水库进/出水口与下水库（大海）进/出水口之间的水平距离。

平均毛水头——1/2（上水库正常蓄水位+上水库死水位）计算，由于海水抽水蓄能电站以海洋作为下水库，平均海面高程按零考虑。

距高比——指上水库进/出水口、下水库（大海）进/出水口之间的水平距离与电站平均毛水头的比值。

调节库容——指上水库调节库容，是上水库正常蓄水位与死水位之间的水库容积。

装机容量——根据各海水抽水蓄能资源站点的地形地质条件，初拟各站点的正常蓄水位与死水位，并按装机连续满发小时数6h，匡算各资源站点的装机容量。对于以扩库开挖为主的沿海岛屿资源站点，其装机容量还应考虑岛内供电电源结构和远期用电负荷等因素综合确定。

2 我国海水抽水蓄能电站站点资源总体情况

我国海水抽水蓄能电站资源储量丰富。本次普查辽宁、山东、江苏、浙江、福建、广东、海南和广西8省（区）分别有10个、17个、3个、71个、56个、57个、19个和5个资源站点，全国共238个海水抽水蓄能电站资源站点（近海站点174个，岛屿站点64个），资源总量为42083MW（近海为37446MW，岛屿为4637MW）。其中，浙江、福建和广东3省共184个资源站点，占8省（区）资源站点个数的77%；3省资源量共31207MW，占8省（区）资源总量的74%。

浙江、福建和广东3省海水抽水蓄能资源丰富。3省份分别普查71个、56个和57个资源站点，分别占8省（区）资源站点个数的29.8%、23.5%和23.9%；资源量分别为9176MW、10571MW和11460MW，占8省（区）资源总量的21.8%、25.1%和27.2%。浙江省71个资源站点分布在舟山、台州、温州和宁波市，福建省56个资源站点分布在宁德和福州市，广东省57个资源站点主要分布在江门、阳江、珠海和汕头市。

辽宁、山东和海南3省海水抽水蓄能资源一般。3省份分别有10个、17个和19个资源站点，占8省（区）资源站点个数的4.2%、7.1%和8.0%；资源量分别为1229MW、2346MW和5620MW，分别占8省（区）资源总量的2.9%、5.6%和13.4%。辽宁省10个资源站点分布在大连和葫芦岛市，山东省17个资源站点分布在青岛、威海和烟台市，海南省19个资源站点主要分布在文昌、三亚、万宁市和陵水黎族自治县。

江苏省和广西壮族自治区海水抽水蓄能资源较少。它们分别为3个和5个资源站点，分别占8省（区）资源站点个数的1.3%、2.1%；资源量分别为651MW和1030MW，分别占8省（区）资源总量的1.5%和2.4%。江苏省3个资源站点分布在连云港市，广西壮族自治区5个资源站点分布在防城港和北海市。

辽宁、山东、江苏、浙江、福建、广东、海南和广西8省（区）的海水抽水蓄能站点普查成果汇总见表1。

3 我国海水抽水蓄能电站主要站点情况

在普查的238个资源站点基础上，根据各站点水头、距高比、地形条件、交通条件、开发价值、区位优势、需求现状及潜力等多方面考虑，从中筛选出条件较好的25个站点；另外，结合海南省三沙市永兴岛及其附近岛屿地形条件，提出了永兴岛站点建设地下式海水抽水蓄能电站的初步构想。本次共选择26个站点作为全国海水抽水蓄能电站的主要站点。

进行了现场查勘的主要站点有25个，分别是浙江省舟山桃花岛、青天湾、小畚斗，温州凤凰山、台州天灯盏和舟山龙潭6个站点；江苏省连云港黄窝、大龙顶和镇海寺3个站点；山东省威海炮台东站点，福建省宁德东湖山、双岩、牛洋，福州口门、青坑和浮鹰岛6个站点；广东省珠海万山岛、桂山岛，汕头南澳岛，江门上川岛、下川岛，惠州三门岛6个站点，广西区北海涠洲岛滴水村、湾背，防城港狮子岭3个站点。

结合现场查勘和进一步的工作，从站点技术经济条件和社会环境因素综合分析，福建省的浮鹰岛和口门，广东省的上川岛、南澳岛、万山岛和三门岛，浙江省的桃花岛、龙潭、青天湾、小畚斗和天灯盏、江苏省的大龙顶，山东省的炮台东，广西壮族自治区的涠洲岛14个站点条件较好，作为海水抽水蓄能电站资源普查主要站点。

14个条件较好的海水抽水蓄能电站主要站点综合评价见表2，全国海水抽水蓄能电站典型站点主要技术经济指标见表3。

海水抽水蓄能电站建设运行条件较差，但对于淡水资源紧张的孤岛，为满足其电力系统的安全、清洁、高效运行要求，研究配套建设海水抽水蓄能电站还是有意义的。在14个主要站点中，福建省福州市口门、江苏省连云港市大龙顶、山东省威海市炮台东为近海资源站点；浙江省小畚斗和广东省三门岛站点对外交通条件较差、岛内用电需求较小；广西壮族自治区涠洲岛站点发电水头较低、地质条件相对较差，总体建设条件较差。初步筛选福建省浮鹰岛，浙江省桃花岛、龙潭、青天湾和天灯盏，广东省上川岛、南澳岛和万山岛等8个站点作为全国海水抽水蓄能电站试验示范项目比选的备选站点。规划比选站点主要技术指标如表4所示。

4 普查成果评价

4.1 海水抽水蓄能电站是常规抽水蓄能电站的补充

随着沿海及海岛核电、风电、潮汐发电、太阳能发电等发展，抽水蓄能电站作为电力系统中重要的调节装置，对确保电力系统安全稳定运行、促进新能源开发利用具有重要作用。海水抽水蓄能电站作为常规抽水蓄能电站开发建设的后续补充，其与常规抽水蓄能电站相比，具备选址方便、占地面积小、水源充足等优点，做好海水抽水蓄能站点资源普查、选点规划工作和特殊技术问题的攻关研究工作，以及试验性电站的开发建设工作，对保障沿海，尤其是淡水资源紧张的海岛电力系统的安全、清洁、高效运行具有重要的意义。进行海水抽水蓄能站点资源普查及建设技术研究，不仅可以增加抽水蓄能电站站点资源储备，有利于建立健全国家能源应急体系，提高能源安全保障和战略应急储备能力，还可以促进防腐技术、海水淡化、工程防护等关键技术的进步，带动海洋资源的综合开发利用。

4.2 我国海水抽水蓄能资源储量丰富但经济性较差

本次普查辽宁、山东、江苏、浙江、福建、广东、海南和广西8省（区）的近海及其所属海洋岛屿区域。共普查资源站点238个（近海站点174个，岛屿站点64个），资源总量42083MW（近海为37446MW，岛屿为4637MW），我国海水抽水蓄能电站资源储量丰富。有14个建设条件相对较好的主要站点，并有8个站点可作为全国海水抽水蓄能电站试验示范项目比选的备选站点。

但海水抽水蓄能电站涉及海岸线利用、海洋渔业和海事管理、生态环境、国防等多方面因素，建设条件和社会环境因素相对复杂，经济性较差，目前可以开展示范项目建设的站点有限，相应其建设必要性需结合地方经济、能源电力系统发展等要求进一步论证。

5 结论与展望

海水抽水蓄能电站是常规抽水蓄能电站开发建设的补充，做好海水抽水蓄能站点资源普查、选点规划工作和特殊技术问题的攻关研究工作，以及试验性电站的开发建设工作，对保障沿海，尤其是淡水资源紧张的海岛电力系统的安全、清洁、高效运行具有重要的意义。我国海水抽水蓄能电站资源储量丰富，具有建设条件技术可行的站点可作为全国海水抽水蓄能电站试验示范项目比选的备选站点。

海水抽水蓄能电站具有独特性和技术难度，主要有海水防渗，建筑物结构和水轮机、金属结构设备防腐，以及输水管道防海洋生物附着阻塞等关键技术问题，可通过海水抽水蓄能电站的试验示范项目探索相关技术问题。

国家能源局．全国海水抽水蓄能电站普查成果（2017年）．北京：中国电力出版社，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

钱钢粮（1964—），男，浙江省衢州市人，教授级高级工程师，国家注册土木工程师（水利水电工程规划），主要从事水电水利规划设计。

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学科代码：480．6030

10．3969/j．issn．2096-093X．2017．05．001