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主题:脑洞工程,青海湖龙羊峡抽水蓄能电站 -- 北纬42度

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家园 脑洞工程,青海湖龙羊峡抽水蓄能电站 -- 有补充

黄河龙羊峡水电站和青海湖之间的最近距离只有50公里,龙羊峡水电站水位海拔2600米,蓄水量250亿立方米,青海湖海拔3200米,蓄水量1000亿立方米。只需要打个十几公里的隧道穿越海拔4000米的青海南山(相比青海湖3200米的海拔并不算高),就可以经过海南州州府驻地共和县恰卜恰镇到达龙羊峡,在如此短的距离上,产生600米的落差,而且两个水体水量丰沛,十分适合当作抽水蓄能电站。目前西北电网每年弃风弃光有上百亿度电,西北地区缺水又很难调节,如果能利用青海湖和龙羊峡建成规模巨大的抽水蓄能电站,可以大大缓解新能源发电不稳定问题。

等等,这个脑洞开得有点大,青海湖是个半咸水湖,含盐量1.2%,蓄水量又远大于龙羊峡,建成抽水蓄能电站会把黄河水都给变咸了,下游还怎么用?

所以这个脑洞设想还包括,在恰卜恰镇建设日产千万吨级淡水的大型淡化工厂,直接把青海湖给淡化了。能耗计算:

淡化一立方米1.2%的盐水到0.4%(黄河水的含盐量),理论上需要0.2度电。目前实际运行的淡化工厂大约需要3~4倍的理论能耗,就是说实际耗电量大约是0.7度电。青海湖1000亿立方米的水,只需要700亿度电就能给淡化了,如果把每年上百亿度的弃风弃光利用起来,只需几年时间而已,考虑到青海湖逐渐变淡后脱盐的速度会降低,彻底淡化青海湖(到含盐量0.4%),总共需要20年时间。

大概估算一下,每立方米的水从龙羊峡抽到青海湖,大约需要2.5度电,从青海湖回到龙羊峡,可以产生1.5度电,现在需要拿出0.7度电作淡化,那么只能外送0.8度电,就是说初期运行时,蓄能的效率只有0.8/2.5=32%,随着青海湖的不断变淡,效率会逐渐提高,运行20年后,青海湖完全淡化,效率可以达到60%。

再等等,淡化工厂会产生大量浓缩盐水,不能排到青海湖,也不能排到黄河,放哪呢?恰卜恰镇西边30公里处,有一个达连海湖洼地,以前是个盐湖,大约30年前干涸,跟恰卜恰镇的海拔高度相差只有几十米,正好用来放浓缩盐水。黄河流域淡水宝贵,所以要尽量浓缩,目前海水淡化采用多效蒸发技术,最高可以做到到3倍浓缩,海水含盐量3.5%,就是说浓缩后的排放盐水浓度10.5%(简单计算),制约该技术的主要问题是排放盐水浓度,如果盐水浓度再高会出水垢。但10.5%相比青海湖1.2%的含盐量,可以做到浓缩9倍。设想是先用反渗透技术把青海湖水浓缩3倍到海水的含盐量,这一步只用电,然后用多效蒸发再浓缩3倍。

多效蒸发淡化需要大量100度左右的水蒸汽作为热源,从哪来呢。这里还要再利用当地的另外一个资源,就是地热,恰卜恰的地下干热岩资源温度高,埋藏浅,分布广,地下2230米处温度达153度,地下3705米温度236度,恰卜恰所处的共和盆地全部地热能大约相当于6000亿吨标准煤。100-200度的地热用来发电效率不高,但用来淡化盐水再合适不过了。产生的高浓缩盐水,部分可以用来搞盐化工,部分排放到达连海湖自然蒸发,预计在20年的跨度内总共会因此浪费70亿吨水,但目前青海湖和黄河流域都属于丰水期,青海湖蓄水比常年水平多了大约15亿吨,还是可以接受的水平。

工程上最大的问题,就是兴建日产淡水千万吨的淡化工厂,目前世界上最大的海水淡化工厂产量在百万吨的量级,不过毕竟只差一个数量级,应该不是不可逾越的难题。青海湖彻底淡化后,设备可以搬迁到新疆甘肃用来淡化含盐地下水。

水资源方面,青海湖淡化并通过抽水蓄能电站联通黄河后,可以互通有无,黄河年径流量只有500亿立方米,青海湖1000亿立方米蓄水可以当作备用水源,而且青海湖的湖面高度也可以得到严格控制。

生态方面,青海湖本来是外流湖,大约在20万年前跟黄河的联系中断,之后慢慢变成半咸水湖,20万年在地质历史中不算长,湖中生物应该可以适应淡水环境,比如湖中的湟鱼既可以在淡水环境环境中生存也可以在咸水环境中生存。变成淡水湖后,对于鸟类生存更是利好。

总而言之,青海湖和龙羊峡之间的地形和资源都非常有利于抽水蓄能电站的建设,可以大大缓解西北电网新能源带来的压力。

(配图上传现在不好用,地图以后再发)

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作者 对本帖的 补充(1)
家园 地图在这里 -- 补充帖

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家园 脑洞再大点:青藏高原抽水电站

用太阳能发电把水从雅鲁藏布江经玻璃管道抽到高处,然后放水直接放进黄河或者塔里木河顺便发电。

说起来这个主意最初得自于十多年前的PBS,那时候他还比较正常。

家园 其他的都好说,唯独把咸水湖搞成淡水湖,

对于湖里的原生生物来讲,这是生态灾难了吧,灭顶之灾啊

家园 我刚看标题时也有这个想法

不过最后有提及

生态方面,青海湖本来是外流湖,大约在20万年前跟黄河的联系中断,之后慢慢变成半咸水湖,20万年在地质历史中不算长,湖中生物应该可以适应淡水环境,比如湖中的湟鱼既可以在淡水环境环境中生存也可以在咸水环境中生存。变成淡水湖后,对于鸟类生存更是利好。

这个提议,还是得过环保这一关。真要提出,估计第一个受益的是环保NGO😂。

家园 脑洞够大,实操上还行,效益很好。。

适合中国这个基建狂魔。

家园 抽水蓄能电站并不需要非常大的水体吧

白天蓄,晚上发

难道你想搞成夏天蓄, 冬天发?

家园 另外开个脑洞,西南很多阶梯水电站之间互相抽水可行不?

水是现成的,流量也够,电站也是现成的。

家园 这个不可行

因为正常水电站,发电能力就那么大,多抽水可以,但是多发电不可能。

而枯水期,又要维持径流量,就会上下游都没水,导致没有水可以抽。

除非下游是印度这种敌对国。但是枯水期是有限的,所谓千年一遇的大旱,没有千年,也是几十年一遇。所以即使下游是印度,年开机率也是极低的,能到10%就了不得了。经济上不可行。

家园 估计环评这关不好过,影响太大
家园 那旮瘩现在养三文鱼了,

你把咸水湖变成淡水湖,我估计三文鱼养殖户的生计就成问题了

家园 这么大型的抽水蓄能电站在电源输出端意义不大

电网的稳定不外乎电力输出端的稳定,具体到西北的新能源就是这么保证新能源入网,避免弃风弃光,以及电力输入端的稳定,就是在电力输入地区出现用电高峰时,当地的备用电源急速顶上,避免拉闸限电。

国内现在已经或规划了一大批抽水蓄能电站,建在电力输出地区的很少很少,下面两张表格总共63台机组只有5台在这些地区。

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运营中抽水蓄能电站,总概率小于100兆瓦的7个项目我省略了。

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假如我们要在西北地区建设抽水蓄能电站,青海湖这样的巨型抽水蓄能电站也符合电网调节的需求,它离风场和光伏场太远了,远水解不了近渴。国家电网现在的作法是,在超高压直流输电线路的起始端和末端都安装大型的调相机300MVar等设备。风电场和光伏场入网的时候自带储能(电池,光热等等)和小型调相机。

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家园 这是虹鳟,不是三文鱼

三文鱼养殖在海里。

家园 恰卜恰镇所在的共和盆地简直是新能源的天堂

全世界都难找的“风水宝地”:要风有风(沙尘暴的主要来源地之一,不过缺点是当地的风车要抗沙),要水有水(龙羊峡水电站就在边上,库容中国第二大,仅次于三峡),要宝有宝(日照强且天数多,世界最大规模光伏电站就在恰卜恰镇以南几公里龙羊峡电站边上),要地有地(都是荒地,地下还有丰富的地热资源,温度高且埋藏浅)。。。

见前补充 4670031
家园 虹鳟是淡水鱼
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