高山上也有水電站！

本世紀(jì)人類建造的最大抽水蓄能電站就坐落在河北省承德市的豐寧山上，在這座海拔1486米的山上有兩個(gè)大型水庫(kù)。

其中，上水庫(kù)總庫(kù)容達(dá)到4504萬立方米，下水庫(kù)總庫(kù)容達(dá)到7156萬立方米，兩者落差達(dá)到425米，組成了這座豐寧抽水蓄能電站。

所謂的抽水蓄能電站，其工作原理就是抽取下面那個(gè)水庫(kù)的水到上面那個(gè)水庫(kù)，然后上面那個(gè)水庫(kù)再開閘放水帶動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)發(fā)電——就像普通的水電站一樣。

這里其實(shí)就是用電去抽水的，然后再用水去發(fā)電。

眾所周知，能量轉(zhuǎn)換過程中肯定會(huì)有所流失，它肯定沒法用100度電抽水再發(fā)出100度的電。

實(shí)際上，抽水蓄能電站抽水所需的電量和它所能發(fā)的電量比例在5:4左右，差不多就是用100度電抽水只能發(fā)電80度的樣子。

另外，抽水蓄能電站的造價(jià)并不便宜，前面提到的這個(gè)豐寧抽水蓄能電站，它的總投資達(dá)到192.37億元。

不過，我要告訴你的是，中國(guó)在未來幾年，對(duì)抽水蓄能電站的投入比我們想象得要多得多，目前全國(guó)在建的抽水蓄能電站達(dá)到69座，總裝機(jī)規(guī)模達(dá)到8242萬千瓦。

很多人可能會(huì)好奇，既然這是虧錢的工程，為什么還要大力去建設(shè)它呢？

關(guān)于這個(gè)問題（用100度電抽水去發(fā)80度電），我看到很多人表示這是運(yùn)營(yíng)商在賺峰谷電的差價(jià)，用低谷期較低價(jià)格的電去抽水，然后在高峰期電價(jià)較高時(shí)發(fā)電賣。

表面看好像確實(shí)是這樣的，抽水蓄能電站也大致就是這樣運(yùn)行的——在用電低谷時(shí)抽水而在用電高峰時(shí)發(fā)電，但國(guó)家大力發(fā)展這類電站本質(zhì)并非如此。

主要是原因是隨著中國(guó)轉(zhuǎn)向清潔能源，風(fēng)能、光伏等可再生能源電站的裝機(jī)容量增加，發(fā)電量變得難以控制。

在現(xiàn)代社會(huì)，我們通常不會(huì)去思考很多“商品”到底是如何到我們手上的，我們只會(huì)去消費(fèi)這一切，這是社會(huì)分工變得越來越明確帶來的結(jié)果。

其實(shí)，電從它發(fā)出來到我們能夠使用它，是一個(gè)非常復(fù)雜的過程。

圖：電輸送過程的環(huán)節(jié)

全世界的電力系統(tǒng)都是由發(fā)、輸、變、配、用組成，“發(fā)”指的就是發(fā)電，它由各種能源形式的發(fā)電站組成。

“輸”是指輸電，由于不同的發(fā)電廠出來的電壓是不同的，同時(shí)輸送到不同地區(qū)的電壓也是不同的，所以輸電的過程需要先經(jīng)過輸變電站，以改變其電壓。

圖：這就是一個(gè)輸變電站

為了降低電力輸送時(shí)能耗損失，無論輸送距離長(zhǎng)短，經(jīng)過輸變電站后電壓都是非常高的，所以電要到達(dá)企業(yè)和居民的用電終端還需要經(jīng)過一個(gè)配變電站，以降低成我們可使用的電壓。

整個(gè)電網(wǎng)的電力輸送大致就是這樣，這個(gè)似乎并不復(fù)雜，其實(shí)電網(wǎng)復(fù)雜的地方確實(shí)不是整個(gè)電力輸送過程的環(huán)節(jié)，而是平衡電力——這個(gè)是確保你隨時(shí)開燈都有電可用。

很多人可能并不清楚，我們的電是即發(fā)即用的，企業(yè)和居民用多少電，電廠就發(fā)多少電。

圖：電力系統(tǒng)必須實(shí)時(shí)平衡

如果發(fā)出來的電沒有用掉的話，那么就會(huì)導(dǎo)致發(fā)電廠過載，發(fā)電設(shè)備會(huì)因?yàn)榉e聚過多熱量而引發(fā)事故。

所以，國(guó)家電網(wǎng)必須根據(jù)實(shí)際用電情況來發(fā)電，以確保不會(huì)出現(xiàn)發(fā)出的電用不完的情況。

但是，風(fēng)能、太陽(yáng)能、水力等所有可再生能源都是無法按照我們意愿來發(fā)電，全是靠天吃飯的，發(fā)電波動(dòng)非常大，所以要平衡它很難。

你可能會(huì)說，在用電低谷的時(shí)候讓這些電站停止就好了。

這個(gè)確實(shí)可以解決在用電低谷時(shí)發(fā)電過多的問題。

但是，這是最餿的主意，因?yàn)槿魏伟l(fā)電設(shè)備都是投入巨額資金建設(shè)的，不可能讓它停止不發(fā)電，運(yùn)營(yíng)商恨不得它一刻不停地滿功率運(yùn)行。

其實(shí)，最好的辦法就是把用不完的電給它儲(chǔ)存起來，等需要的時(shí)候再用，這個(gè)就是抽水蓄能電站的作用，這也是目前儲(chǔ)存多余電量相對(duì)來說成本較低的方法。

電網(wǎng)將多發(fā)的電分配給抽水蓄能電站，讓它去抽水，抽水蓄能電站其實(shí)就是一個(gè)“充電寶”，只是它儲(chǔ)存的是水的勢(shì)能。

這類電站不僅儲(chǔ)電時(shí)像充電寶一樣，在使用的時(shí)候它也和充電寶一樣，當(dāng)用電高峰電網(wǎng)發(fā)電量不夠用的時(shí)候，這類電站就開始放水發(fā)電作為補(bǔ)充。

圖：可再生能源持續(xù)增加

由于我們國(guó)家未來對(duì)可再生能源發(fā)電站投入的增加，這類難以控制的能源發(fā)電比例會(huì)越來越大， 所以為了確保電力的供需平衡，自然就要多建一些抽水蓄能電站。

不過，抽水蓄能電站并不能完全能解決這些可再生能源電站帶來的發(fā)電問題，這是因?yàn)樗姆磻?yīng)很慢，沒法快速將電能轉(zhuǎn)化為水的勢(shì)能。

當(dāng)然，你可以建設(shè)足夠多的抽水蓄能電站來解決這個(gè)問題，但是這類電站對(duì)選址的要求又特別高。

所以，抽水蓄能電站并不是最好的解決方案，其實(shí)對(duì)于光電和風(fēng)電來說，多發(fā)的電量最好的儲(chǔ)存方式就是電池——化學(xué)儲(chǔ)電，它可以快速將多余電能儲(chǔ)存。

雖然我們的各種電器設(shè)備都會(huì)用到化學(xué)電池，但如你所見，化學(xué)電池的發(fā)展速度實(shí)在是太慢了，而且成本很高，所以目前要靠化學(xué)電池來平衡我們國(guó)家日益增加的可再生能源裝機(jī)容量還是有點(diǎn)難的。