加拿大馬莫拉抽水蓄能電站規(guī)劃與開發(fā)

［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(fā)項(xiàng)目的重要性，并期待開發(fā)該國最大的抽水蓄能發(fā)電工程，同時(shí)也是安大略省建設(shè)的第2座類似設(shè)施。

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

開發(fā)這項(xiàng)工程十分必要。安大略省在發(fā)展可再生能源方面取得了巨大的進(jìn)步。裝機(jī)可從現(xiàn)有的1700 MW增至10700 MW，但該系統(tǒng)運(yùn)營并不很穩(wěn)定，即發(fā)電量不穩(wěn)定，這一問題需得到解決。

運(yùn)用蓄能方案有助于從可再生能源發(fā)電裝機(jī)容量中獲取更大效益。在風(fēng)力和太陽能充足時(shí)儲存多余電力，實(shí)際上這能使波動性資源變得更穩(wěn)定。處理得當(dāng)蓄能可緩解輸配電壓力。

該公司相信，抽水蓄能發(fā)電是電力系統(tǒng)多樣化運(yùn)營方式之一，可提供高效的瞬時(shí)電力，滿足電力系統(tǒng)高峰時(shí)段的用電需求。

2 抽水蓄能計(jì)劃

馬莫拉礦山采礦40 a造成了巨大的環(huán)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(yè)的美觀。

馬莫拉廢棄的露天礦坑長1 km、寬0.5 km，高達(dá)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(dá)160 m。這將形成一下庫。

該計(jì)劃擬重新改造現(xiàn)有的廢石堆，以便在目前的范圍內(nèi)形成一上庫。上庫在護(hù)堤內(nèi)會有一個(gè)斜壁，而非圍堤或土石結(jié)構(gòu)。使用礫石和防滲護(hù)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(fā)電站將建在地面下200 m處。

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

(1)幾十年采礦及挖掘已經(jīng)形成一座下庫。

(2)采礦坑幽深而陡峭，由此產(chǎn)生的高度變化適合水力發(fā)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(fā)電提供一個(gè)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(fā)電站并入安大略省電網(wǎng)。要強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)的是，研究表明，現(xiàn)有的輸電線路可以將該工程的發(fā)電送出。但如果電網(wǎng)滿負(fù)荷，情形也許不容樂觀。

項(xiàng)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(jié)束后人員、設(shè)備和材料進(jìn)出。

3 社區(qū)支持

4 a前，北國電力公司開始項(xiàng)目的初步可行性研究，但僅在最近開發(fā)的愿望變得迫切，在過去18個(gè)月中論證了其經(jīng)濟(jì)合理性和可施工性。已證實(shí)，該項(xiàng)目在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上是可行的，得到3個(gè)政黨和公眾的大力支持。政府對此應(yīng)有信心，這是一項(xiàng)不會引發(fā)爭議的工程。

項(xiàng)目規(guī)劃早期，展開了公眾調(diào)查，以驗(yàn)證對該計(jì)劃的認(rèn)可度。馬莫拉是一個(gè)小鄉(xiāng)村社區(qū)，曾被提議作為多倫多市的垃圾填埋場，這項(xiàng)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(dāng)?shù)刈鲰?xiàng)目規(guī)劃耗費(fèi)越來越多的時(shí)間時(shí)。當(dāng)?shù)厝说姆磻?yīng)極好。還與當(dāng)?shù)氐母叩仍盒１３致?lián)系，該項(xiàng)目成為了院校的戶外課堂。小鎮(zhèn)將該項(xiàng)目看作是增加就業(yè)的機(jī)會，因?yàn)橹安傻V停止后當(dāng)?shù)鼐用竦木蜆I(yè)機(jī)會減少。項(xiàng)目得到當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)的大力支持。另外，這還被視為一項(xiàng)積極的可改善景觀的行動。

馬莫拉礦曾經(jīng)是當(dāng)?shù)氐尿湴?。公司?fù)責(zé)人公開表示，采礦曾經(jīng)改變過很多人的生活和工作。相信在這里建設(shè)一個(gè)持續(xù)幾代人的清潔能源項(xiàng)目能讓當(dāng)?shù)厝酥匦抡一匚羧盏臉s耀。會議指出，當(dāng)?shù)毓と嗽谕诘V的時(shí)候沒有意識到他們正在建設(shè)一個(gè)抽水蓄能發(fā)電項(xiàng)目的上層結(jié)構(gòu)，從而為該省的電網(wǎng)提供電力。

4 相關(guān)問題

北國電力公司高度重視對馬莫拉抽水蓄能發(fā)電項(xiàng)目的環(huán)境考察，并對通過嚴(yán)格的環(huán)境評估程序充滿信心。

目前，環(huán)境調(diào)查聚焦過去的采礦活動對現(xiàn)場的環(huán)境影響。測試礦坑的水質(zhì)，確定水質(zhì)是否符合可接受的標(biāo)準(zhǔn)。此外，北國電力公司與水資源和保護(hù)機(jī)構(gòu)合作，確保礦坑水質(zhì)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(zhì)達(dá)到可運(yùn)營水準(zhǔn)。因此，如果環(huán)境事項(xiàng)目前并不對該工程構(gòu)成障礙，相反卻贏得公眾的支持，那么現(xiàn)在最亟待解決的問題就是何時(shí)開工。

該公司對即將開展的工作進(jìn)行了廣泛研究，但再深入下去則意味著開發(fā)費(fèi)用將成倍增加，因此只有在政府明確表態(tài)該抽水蓄能發(fā)電項(xiàng)目可接入電網(wǎng)后工作才會繼續(xù)推行。目前正在等待抽水蓄能電站并入電力系統(tǒng)的采購批復(fù)。只有政府協(xié)調(diào)解決好這一問題，才能夠簽署電力采購協(xié)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(xiàng)技術(shù)采取的是極為慎重的態(tài)度。然而公司認(rèn)為，問題不在抽水蓄能發(fā)電本身。電力系統(tǒng)經(jīng)歷過一段發(fā)展期，如今的發(fā)電能源組合已發(fā)生巨大變化，可再生能源的使用也在增加，電力行業(yè)希望蓄能可與可再生能源發(fā)電得到同步發(fā)展。

安大略省日益擴(kuò)張的可再生能源發(fā)電已使蓄能和需求管理成為當(dāng)務(wù)之急。開發(fā)這項(xiàng)工程正當(dāng)其時(shí)，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(shù)，例如電池蓄能，但北國電力公司相信這項(xiàng)工程能“經(jīng)受時(shí)間的考驗(yàn)”，同時(shí)還指出其在經(jīng)濟(jì)上是可行的。公司相信抽水蓄能對電力系統(tǒng)的價(jià)值與考慮中的儲能和監(jiān)管需要相關(guān)。這些應(yīng)該是該項(xiàng)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(yīng)計(jì)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(xié)議，公司相信，項(xiàng)目可能在1～2 a內(nèi)取得環(huán)境許可，而項(xiàng)目建設(shè)需要4 a時(shí)間。

5 展望

20世紀(jì)90年代早期，安大略水電公司(現(xiàn)已解散)也考慮過這項(xiàng)工程，得出的結(jié)論是計(jì)劃可行，但時(shí)機(jī)還未成熟，僅是一種概念性的考慮，當(dāng)時(shí)可再生能源項(xiàng)目極其稀少，占主導(dǎo)地位的是煤炭、核能和一些水電工程。然而，如今整個(gè)能源供應(yīng)組合已發(fā)生驚人變化。從全球的角度來看，抽水蓄能正得以大力發(fā)展，相信馬莫拉項(xiàng)目一定會得到成功開發(fā)。