加拿大马莫拉抽水蓄能电站规划与开发

［英国］ P.普里查德

1 概述

加拿大北国电力公司充分意识到水电开发项目的重要性，并期待开发该国最大的抽水蓄能发电工程，同时也是安大略省建设的第2座类似设施。

马莫拉(Marmora)抽水蓄能电站计划利用现有废弃露天矿坑修建，水库库容可达2500～3000万m3。

开发这项工程十分必要。安大略省在发展可再生能源方面取得了巨大的进步。装机可从现有的1700 MW增至10700 MW，但该系统运营并不很稳定，即发电量不稳定，这一问题需得到解决。

运用蓄能方案有助于从可再生能源发电装机容量中获取更大效益。在风力和太阳能充足时储存多余电力，实际上这能使波动性资源变得更稳定。处理得当蓄能可缓解输配电压力。

该公司相信，抽水蓄能发电是电力系统多样化运营方式之一，可提供高效的瞬时电力，满足电力系统高峰时段的用电需求。

2 抽水蓄能计划

马莫拉矿山采矿40 a造成了巨大的环境影响，并留下7000万t的废石。每冶炼1 t铁，会残留2 t废石。土地不仅因此而变得贫瘠，而且还影响了附近公路和物业的美观。

马莫拉废弃的露天矿坑长1 km、宽0.5 km，高达250 m的落差几乎是尼亚加拉马蹄形瀑布的5倍。自1979年起，矿坑中的水深达160 m。这将形成一下库。

该计划拟重新改造现有的废石堆，以便在目前的范围内形成一上库。上库在护堤内会有一个斜壁，而非围堤或土石结构。使用砾石和防渗护面，例如沥青。鉴于表面积大，最大深度20 m左右可满足上库需要的水量。地下发电站将建在地面下200 m处。

马莫拉矿山的人造地质层对安大略省电力系统起到了重要的支撑作用，并为大量蓄能创造了条件。原因如下:

(1)几十年采矿及挖掘已经形成一座下库。

(2)采矿坑幽深而陡峭，由此产生的高度变化适合水力发电。

(3)大量的废石，可用于修建上库。

(4)矿坑中大量的蓄水为抽水蓄能发电提供一个有效的“闭路”水源。

其他有利因素还有，矿坑距离主电力传输线路近，且具有足够的输电能力。从站址到渥太华至多伦多的主动力线只有8 km，因此容易将马莫拉抽水蓄能发电站并入安大略省电网。要强调一点的是，研究表明，现有的输电线路可以将该工程的发电送出。但如果电网满负荷，情形也许不容乐观。

项目场地交通便利，紧靠7号公路，距离401号公路仅30～40 min的路程。这便于施工期间和施工结束后人员、设备和材料进出。

3 社区支持

4 a前，北国电力公司开始项目的初步可行性研究，但仅在最近开发的愿望变得迫切，在过去18个月中论证了其经济合理性和可施工性。已证实，该项目在技术上和经济上是可行的，得到3个政党和公众的大力支持。政府对此应有信心，这是一项不会引发争议的工程。

项目规划早期，展开了公众调查，以验证对该计划的认可度。马莫拉是一个小乡村社区，曾被提议作为多伦多市的垃圾填埋场，这项提议受到了抵制。

公司称，使公众充分了解一切是明智的举措，尤其是在当地做项目规划耗费越来越多的时间时。当地人的反应极好。还与当地的高等院校保持联系，该项目成为了院校的户外课堂。小镇将该项目看作是增加就业的机会，因为之前采矿停止后当地居民的就业机会减少。项目得到当地社区的大力支持。另外，这还被视为一项积极的可改善景观的行动。

马莫拉矿曾经是当地的骄傲。公司负责人公开表示，采矿曾经改变过很多人的生活和工作。相信在这里建设一个持续几代人的清洁能源项目能让当地人重新找回昔日的荣耀。会议指出，当地工人在挖矿的时候没有意识到他们正在建设一个抽水蓄能发电项目的上层结构，从而为该省的电网提供电力。

4 相关问题

北国电力公司高度重视对马莫拉抽水蓄能发电项目的环境考察，并对通过严格的环境评估程序充满信心。

目前，环境调查聚焦过去的采矿活动对现场的环境影响。测试矿坑的水质，确定水质是否符合可接受的标准。此外，北国电力公司与水资源和保护机构合作，确保矿坑水质适合流入周边的水域，而一些水需要被废弃，从而让电力工程的水质达到可运营水准。因此，如果环境事项目前并不对该工程构成障碍，相反却赢得公众的支持，那么现在最亟待解决的问题就是何时开工。

该公司对即将开展的工作进行了广泛研究，但再深入下去则意味着开发费用将成倍增加，因此只有在政府明确表态该抽水蓄能发电项目可接入电网后工作才会继续推行。目前正在等待抽水蓄能电站并入电力系统的采购批复。只有政府协调解决好这一问题，才能够签署电力采购协议。

鉴于目前抽水蓄能在安大略省仍属罕见，政府和安省电力局对这项技术采取的是极为慎重的态度。然而公司认为，问题不在抽水蓄能发电本身。电力系统经历过一段发展期，如今的发电能源组合已发生巨大变化，可再生能源的使用也在增加，电力行业希望蓄能可与可再生能源发电得到同步发展。

安大略省日益扩张的可再生能源发电已使蓄能和需求管理成为当务之急。开发这项工程正当其时，该省已意识到蓄能的需要并正在采取重要措施。

安大略省政府也在考察其他蓄能技术，例如电池蓄能，但北国电力公司相信这项工程能“经受时间的考验”，同时还指出其在经济上是可行的。公司相信抽水蓄能对电力系统的价值与考虑中的储能和监管需要相关。这些应该是该项目赢得好评的因素。

安大略省政府在将抽水蓄能并入能源供应计划方面会采取何种政策?对此北国电力公司正在观望中。一旦能保证采购协议，公司相信，项目可能在1～2 a内取得环境许可，而项目建设需要4 a时间。

5 展望

20世纪90年代早期，安大略水电公司(现已解散)也考虑过这项工程，得出的结论是计划可行，但时机还未成熟，仅是一种概念性的考虑，当时可再生能源项目极其稀少，占主导地位的是煤炭、核能和一些水电工程。然而，如今整个能源供应组合已发生惊人变化。从全球的角度来看，抽水蓄能正得以大力发展，相信马莫拉项目一定会得到成功开发。