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作為國家“十四五”能源領(lǐng)域重點工程，青海格爾木南山口抽水蓄能電站自2023年8月主體工程正式動工以來，在海拔3200米至3700米的高寒高海拔區(qū)域連續(xù)攻克多項技術(shù)難題，截至2024年9月累計完成投資41.3億元，占項目總投資的24.2%，工程進度超前計劃節(jié)點2.7個百分點。該電站不僅是全球3500米以上海拔地區(qū)規(guī)模最大的抽水蓄能項目，更是我國在高海拔復(fù)雜環(huán)境下構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的標(biāo)志性工程，對保障西北地區(qū)能源安全、促進新能源消納具有戰(zhàn)略意義。
一、工程規(guī)模與核心技術(shù)參數(shù)
青海格爾木南山口抽水蓄能電站位于青海省海西蒙古族藏族自治州格爾木市郭勒木德鎮(zhèn)，地處昆侖山脈北麓，地理坐標(biāo)東經(jīng)94°47′、北緯36°18′，占地面積約12.4平方公里。電站設(shè)計總裝機容量240萬千瓦，安裝8臺單機容量30萬千瓦的立軸單級混流可逆式機組，額定水頭425米，最大揚程470米，單機額定流量71.2立方米/秒。電站上水庫正常蓄水位3675米，死水位3640米，調(diào)節(jié)庫容1611萬立方米；下水庫正常蓄水位3228米，死水位3195米，調(diào)節(jié)庫容1648萬立方米，上下水庫庫容差嚴(yán)格控制在±2%以內(nèi)，確保系統(tǒng)運行穩(wěn)定性。輸水系統(tǒng)總長5345米，其中壓力鋼管段長2418米，采用80毫米厚高強度鋼板焊接，最大承壓能力達7.5兆帕。電站設(shè)計年發(fā)電量48.24億千瓦時，年抽水電量64.32億千瓦時，綜合效率75.02%，調(diào)峰填谷能力達日調(diào)節(jié)周期6小時，緊急事故響應(yīng)時間小于120秒。
項目總投資170.94億元，其中樞紐工程投資124.6億元，環(huán)保專項投資8.3億元，移民安置費用5.8億元。建設(shè)總工期81個月，計劃2028年12月首臺機組投產(chǎn)，2030年6月實現(xiàn)全容量并網(wǎng)。
二、施工進展與技術(shù)創(chuàng)新
截至2024年9月，電站主體工程已完成地下洞室群開挖總量的43%，其中主副廠房頂層開挖高度達56米，累計完成石方洞挖量78.5萬立方米，混凝土襯砌完成12.3萬立方米。引水隧洞施工采用TBM硬巖掘進機與鉆爆法結(jié)合工藝，單月最大進尺突破220米，隧洞圍巖變形量控制在3毫米以內(nèi)。地下廠房巖錨梁施工精度達到±1毫米，遠超行業(yè)±5毫米的標(biāo)準(zhǔn)。
針對高寒環(huán)境，項目團隊研發(fā)了-25℃低溫環(huán)境下混凝土澆筑技術(shù)，通過添加復(fù)合防凍劑、優(yōu)化骨料級配，使混凝土28天抗壓強度提升至45兆帕，較常規(guī)施工提高18%。通風(fēng)系統(tǒng)采用分布式智能監(jiān)控，洞內(nèi)氧氣濃度穩(wěn)定在19.5%以上，粉塵濃度低于1毫克/立方米，保障高原作業(yè)安全。施工期已投入特種設(shè)備327臺套，包括海拔適應(yīng)性改造的300噸級門機、低溫型液壓挖掘機等，設(shè)備綜合利用率達92%。
三、經(jīng)濟社會效益與能源調(diào)節(jié)功能
電站建成后，每年可為青海電網(wǎng)提供48.24億千瓦時清潔電能，相當(dāng)于節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤147萬噸，減排二氧化碳385萬噸、二氧化硫1.2萬噸。通過配套海西州已建成的1350萬千瓦光伏和風(fēng)電裝機，可將新能源棄電率從12.3%降至8.1%，年增加新能源消納量12.6億千瓦時。在電網(wǎng)調(diào)峰方面，電站可在2分鐘內(nèi)實現(xiàn)240萬千瓦滿負荷發(fā)電或抽水，平抑青海電網(wǎng)日內(nèi)負荷波動峰谷差達18%。
經(jīng)濟層面，項目建設(shè)期直接帶動當(dāng)?shù)劁摬?、水泥、砂石骨料等建材消費超32億元，新增就業(yè)崗位3120個，其中本地務(wù)工人員占比67%。運營期每年可為地方財政貢獻稅收2.8億元，并通過水庫周邊生態(tài)修復(fù)工程，治理荒漠化土地面積6.7平方公里。
四、生態(tài)保護與低碳實踐
項目環(huán)評階段對昆侖山北麓荒漠生態(tài)系統(tǒng)進行長達18個月的生物多樣性監(jiān)測，劃定核心保護區(qū)3.2平方公里，移植高原特有植物紅砂、駝絨藜等12.5萬株。施工中采用封閉式渣場管理技術(shù)，將435萬立方米開挖料綜合利用率提升至98%，減少棄渣占地56公頃。噪聲控制方面，爆破作業(yè)采用微差起爆與覆蓋降噪技術(shù)，施工區(qū)邊界噪聲值穩(wěn)定在55分貝以下，低于國家標(biāo)準(zhǔn)5分貝。
水資源管理上，通過三級沉淀池與智能回用系統(tǒng)，施工廢水回用率超85%；上、下水庫間布設(shè)生態(tài)流量泄放設(shè)施，確保下游河道最小生態(tài)流量不低于1.2立方米/秒。中國三峽集團聯(lián)合中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院，建立高原生態(tài)環(huán)境實時監(jiān)測平臺，對周邊50平方公里范圍內(nèi)大氣、土壤、植被等12項指標(biāo)進行動態(tài)跟蹤。
五、工程當(dāng)前建設(shè)意義
青海格爾木南山口抽水蓄能電站的階段性成果，標(biāo)志著我國在高海拔、高寒地區(qū)大型儲能工程建設(shè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)三大突破：首次在3500米以上海拔完成百萬千瓦級可逆機組選型驗證；首次建立高原復(fù)雜地質(zhì)條件下超長壓力鋼管設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)；首次實現(xiàn)高寒環(huán)境混凝土施工質(zhì)量全流程數(shù)字化管控。其技術(shù)參數(shù)、施工工法已形成18項行業(yè)技術(shù)規(guī)范，為西藏阿里、新疆和田等后續(xù)高海拔抽蓄項目提供直接參考。
電站投運后，青海電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力將從當(dāng)前的680萬千瓦提升至920萬千瓦，支撐青海省2030年建成100%清潔能源示范省目標(biāo)。作為“西電東送”通道的重要調(diào)節(jié)樞紐，該工程每年可提升青豫直流、青陜直流等特高壓通道利用率9個百分點，增加外送電量58億千瓦時，為構(gòu)建全國統(tǒng)一電力市場提供關(guān)鍵節(jié)點支撐。
