一、什么是“胡焕庸线”
“胡焕庸线”是中国地理学家胡焕庸在1935年提出的划分我国人口密度的对比线,这条线北起黑龙江黑河,一路向着西南延伸,直至云南腾冲。胡焕庸线是我国人口发展水平和经济社会格局的分界线,其西侧占当时国土面积的64%,却仅有4%的人口,其东侧仅有36%的国土,却聚集着另外的96%的人口。80多年过去了,西侧人口只增加了2%,东侧仍居住着94%的人口。此外,“胡焕庸线”也是干旱与湿润生态的分界线,农业与牧业生产的分界线和经济发展水平的分界线。
地理学家胡焕庸与“胡焕庸线”
二、“胡焕庸线”是中国新能源的分界线
截至2020年底,“胡焕庸线”西侧11省区能源资源量占全国的六分之五左右,能源生产量约占四分之三,而能源消费量不足30%;“胡焕庸线”东侧20省区能源资源量仅占全国的六分之一左右,能源生产量约占四分之一,而能源消费量超过70%。尤其是京津冀、长三角、珠三角地区,能源资源量仅占全国的5%,而能源消费量超过三分之一。
西北地区具有丰富的风电、光伏等新能源
“胡焕庸线”现在又成为可再生能源分布的分界线,而且在分界线两端,新能源分布差距巨大。西部地区“水风光”等清洁能源开发资源量占全国的70%左右,其中,风力资源占85%以上,太阳能资源占90%左右。“十四五”规划纲要提出建设的9个大型清洁能源基地,其中有7个就在西部。长期以来,形成了“西电东送、北煤南运、西气东输”的能源流向格局。
三、“胡焕庸线”是中国抽水蓄能的分界线
截至2023年3月底,我国已建成抽水蓄能电站总装机规模达到4699万千瓦,为世界首位;抽水蓄能电站核准在建总装机规模为1.32亿千瓦。国家能源局发布的《抽水蓄能中长期发展规划(2021-2035年)》明确提出到2025年,抽水蓄能投产总规模6200万千瓦以上。
截至2022年,我国开工建设的抽水蓄能电站共有73座,其中位于胡焕庸线东侧的有67座,总装机容量84.38GW,总投资4514.79亿元;位于胡焕庸线西侧的有6座,总装机容量7GW,总投资479.02亿元。拟建设的抽水蓄能电站共有110座,其中位于胡焕庸线东南侧的有96座,总装机容量117.78GW,总投资5691.92亿元;位于胡焕庸线西侧的有14座,总装机容量18.7GW,总投资782.39亿元。
目前抽水蓄能电站以胡焕庸线为分界线来看,建设数量比是8:1,总装机容量比是7:1,总投资比是8:1。
四、在西北地区布局抽水蓄能的选址尴尬
抽水蓄能电站是西北地区新能源大规模开发利用的“充电宝”和“稳定器”。到2035年,西北地区预测新能源装机规模将比西北地区电网最大负荷还要大约4.4亿千瓦,即使考虑外送通道送电负荷,在新能源大发时刻,新能源出力仍要远大于西北地区的负荷需求。
抽水蓄能可以实现西北地区新能源电量的“时空挪移”,有效提高新能源消纳利用率,提升输电通道输电小时数。总之,抽水蓄能是保障西北地区新能源开发建设的“必要条件”。但由于其独特的地理位置、地形地质条件与气候条件,西北地区发展抽水蓄能电站时面临以下问题:海拔高,新疆、青海、甘肃抽水蓄能电站基本位于海拔 2000~3500m;温度低,除陕西以外,其他地区极端最低气温可达-30℃以下,甚至达到-40℃;降雨量小、蒸发量大,除陕西以外,其它省区年降雨量在150~300mm,蒸发量在2000mm以上;河流含沙量高,影响发电水质和冰冻期电站安全运行。这些因素和条件都给西北地区布局大量抽水蓄能电站带来不利影响。
五、“胡焕庸线”+“400/800mm降水线”+“零度等温线”+“大型电网通道”是布局抽水蓄能的重要选项
针对西北地区新能源基地,与之配套的抽水蓄能电站应该从以下几个方面考虑其具体布局:1、地理位置,距离甘肃、宁夏、陕北等西北地区重要的新能源基地的距离比较近。同时,与电网负荷中心的距离也不能太远。2、水源保障,选址所在的地区要充沛的水源,其用水量要满足初期蓄水、蒸发、渗漏、结冰等水量损失。3、地质条件,地质条件决定了建设的难度、工程量和造价。简单的说,岩石越坚硬,越有利于降低抽水蓄能电站建设成本。4、电网条件,长距离、大容量送电对电网安全稳定运行、对受端电网的紧急事故备用容量提出了更高的要求。
“胡焕庸线”、“400/800mm降水线”、“1月零度等温线”
商洛地处西北五省的东南部,同样位于“胡焕庸线”东南,可以说是北方的最南方。距离宁夏、甘肃较近,距离华中等用电负荷中心也不远。距离西北新能源基地和用电负荷中心适中,得天独厚的区位非常有利于新能源的输送和供应。
商洛年水资源相当丰富,平均降水量730-910 mm,处于全国800 mm降水带上。市内拥有大小河流约7.25万条,水资源总量47.23亿m3。在全市已建成水库54座中,就有10余座可以直接作为抽水蓄能电站下库使用,可以节省大量投资。
商洛年平均气温22℃,冬季最低气温不小于-10℃,处于1月的零度等温线上。这样的气候条件对于抽水蓄能电站的建设和运营较为有利。
西北地区新能源电网通道
西北地区已建成陕西-湖北±800kV特高压、酒泉-湖南±800kV特高压、宁夏-浙江±800kV特高压、青海-河南±800kV特高压、宁夏-山东±600kV高压、准东-安徽±1100kV特高压等输电通道要么经过商洛,要么距离商洛也不远。商洛可以作为西北地区电力系统网架结构上的重要节点发挥作用。
总而言之,在全国抽水蓄能的布局中,商洛可以也应当作为新能源西电东送的调节基地,发挥好负荷中心“充电宝”和全国电网“稳定器”的作用。
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