五月的草原已經返青，經過新一輪補水，水庫碧波蕩漾，遠處山峰層巒疊嶂，塞上小江南的韻味初現，這裡位於河北豐寧滿族自治縣灤河上游，山腳和山頂的兩個「大水盆」，通過12台抽水蓄能機組相連，進行抽水和發電，由此建成了世界上最大的抽水蓄能電站。
2021年底，國網新源河北豐寧抽水蓄能電站的1號機組和10號機組正式投產，這個世紀之最的「超級充電寶」問世。在草原垻上，這個常住人口不到33萬人，面積位於河北省第二，地廣人稀的豐寧滿族自治縣，集齊了風電、水電和光電等多張清潔能源「王牌」。
豐寧抽水蓄能電站。受訪者供圖
上世紀布局，勘測歷經十八載
說到抽水蓄能電站，簡單來理解，就像一個超級充電寶，在用電低谷時段抽水至上水庫，將電能轉換成水的勢能，在用電高峰期，上水庫放水推動水輪機發電，由此解決了電能難以存儲的難題，並且具有調峰、調頻等功能，這也是目前技術最成熟的大容量儲能方式，已有上百年的發展歷史。
豐寧抽水蓄能電站的超級工程，早在1995年，就開始了布局規劃。垻上草原分布著眾多發電風車，「這些風力電能，給抽水蓄能電站提供了豐沛的消納源。」豐寧抽水蓄能電站運行部負責人趙日升在接受記者採訪時表示，抽水蓄能電站建設，需要考慮消納中心和負荷中心等多方面因素，平衡需求端和供給端，另外電站還要靠近水源，水庫需要定期補水，豐寧的母親河灤河為電站提供了水源。
豐寧抽水蓄能電站運行部負責人趙日升。新京報記者 耿子葉 攝
目前已經建成的抽水蓄能電站，大多數利用山體開挖山洞建設而成。豐寧地處燕山山脈，地質複雜，電站的建設勘測等前期工作，前後經過了十八年，於2013年，正式開工建設。建設過程中，電站首次系統性攻克複雜地質條件下超大型地下洞室群建造關鍵技術，建成了世界第一的地下洞室群和單體地下廠房。
在電站建設高峰時期，現場作業人員達到4000餘人，電站消耗鋼筋超過13萬噸，水泥超過80萬噸，鋼板超過4萬噸。趙日升介紹，在電站前期建設階段，由於位置較為偏遠，且黃旗鎮到電站所在的永利村公路尚未修通，那時候從豐寧縣城過來要兩個多小時，用豐寧話來講就是要「翻梁子」，也就是要翻山頭，現在黃永公路修好了，從縣城到這裡的距離縮短至40分鐘，山裡的村民出行方便多了。
愚公移山，大山里藏著發電廠房
從天空俯瞰，山水相連，豐寧的母親河灤河，在流經四岔口鄉永利村時也多了一項功能，在補水期，為電站下水庫補水。其實，電站在發電過程中並不消耗水源，由於長期的水源蒸發，水庫會在雨季前後進行補給，並不影響河道下游。在補水期，灤河河水經過攔沙壩進入水庫，下水庫總庫容7156萬立方米，上水庫總庫容4504萬立方米，巨大的庫能，一次蓄滿可儲存新能源電量近4000萬度，與此同時庫區濕地面積增加，吸引了黑鸛、白天鵝等珍貴鳥類棲息。
俯瞰豐寧抽水蓄能電站。受訪者供圖
工程的建設最大限度減少了對原始生態的擾動，將廠房藏在了山體間。在距離山頂最高點下方500多米處，開挖出長400多米、高50多米的洞穴，安放著電站的「中樞大腦」，12台抽水蓄能機組，總裝機容量達到360萬千瓦。全部投產後，電站每年可向地方繳納近3億元稅收。
進入到這個超大的洞穴中，在廠房發電機層，地面上排列著12個圓形的白色罩子，外形似蒙古包。趙日升介紹，「這些就是機組機罩，眼前看到的並不是它的全貌，整個機組設備還要向下延伸，地下還有三層。」目前，9台機組已經投入運營，電站接入張北柔直電網，供電京津冀地區，蓄能發電接受華北電網的調度。
經過一年多的運行，豐寧電站基本按照「兩抽兩發」的方式，每天大致分成四個段進行作業，6點到8點，為用電早高峰，電站進行發電；9點到16點，為午間用電低谷，在這個時間段消納新能源進行抽水；17點至22點，為用電晚高峰，電站會進行發電，補充電網；23點至次日5點，為夜間低谷，在這個時間段進行抽水。
電站的反應速度非常快，單台機組從停機到發電滿負荷運轉，整個過程不到四分鐘，在面臨緊急情況時，電站可以迅速補充電網。在2022期間，電站配合張北柔直電網供應冬奧會場館，有力支撐了冬奧會全綠電供應。
明年全部投用，可供260萬戶年用電
抽水蓄能電站起源於國外，20世紀60年代後期，河北崗南電站開啟了我國抽水蓄能的發展，隨著廣州抽水蓄能電站、北京十三陵抽水蓄能電站、浙江天荒坪抽水蓄能電站的建設運行，我國抽水蓄能發展基礎夯實。後續，我國相繼建設了泰安、惠州、白蓮河、西龍池、仙居、豐寧、陽江、長龍山、敦化等，一批具有世界先進水平的抽水蓄能電站。截至「十三五」末，我國在建在運抽水蓄能電站達到69座，總裝機規模8242萬千瓦。
「在豐寧抽水蓄能電站，所有的定速機組全部實現國產化，只有兩台變速機組是進口的，這在國內也是首次應用。」趙日升介紹，隨著國家政策的調整，越來越多的企業加入到抽蓄行業中來，目前，全國抽水蓄能電站正在多點開花，放眼世界，我國的單個抽水蓄能電站裝機容量以及全國裝機總量均位居首位。
眼下正處於能源綠色低碳轉型發展的關鍵時期，風、光等新能源大規模高比例發展，新型電力系統對調節電源的需求更加迫切。抽水蓄能電站是當前及未來一段時期，滿足電力系統調節需求的關鍵方式，對保障電力系統安全、促進新能源大規模發展和消納利用具有重要作用。
按照規劃，豐寧抽水蓄能電站將於明年全部投入使用，屆時，電站年發電量可以超過66億千瓦時，這個發電量相當於260萬戶全年的用電量。
新京報記者 耿子葉
編輯 張樹婧 校對 陳荻雁