南水北调后续工程与中国储能水网战略研究
south-to-north water diversion and China's Energy Storage Water Network
南水北调后续工程与中国储能水网战略研究
科技、体制、空间——振兴中华三大要务。
科技，包括科技创造、科技创新、科技应用。这是在错失了前三次工业革命机会之后，抓住第四次工业革命所必须具备的能力，也是我国社会主义现代化建设中，坚持高质量发展的主要动力源泉。
体制，包括政治、经济、文化、社会等方方面面的自主改革。自主，是根据不断发展的经济基础和基本国情，自主设计，稳步推进，千万不能照搬照抄，更不要受制于人。其目的，是让上层建筑更好地适应和促进社会生产力的健康发展。
空间，就是发展空间，包括国际发展空间和国内发展空间。
几百年来，以西方为代表的国际空间拓展方式是武力侵略、殖民统治，再发展到金融霸权。我国以和平方式拓展国际发展空间，主要有“一带一路”和“构建人类命运共同体”。即便是这种共赢和平方式，只要触及帝国霸权，同样遭到莫须有的无端打压。因此，在中华民族崛起和振兴途中，必须要有足够的国内发展空间作为支撑和回旋，这正是提出双循环发展战略的内在原因。
拓展国内发展空间的最大潜力在西部，挖掘西部潜力主要在于气候生态改善和荒漠化治理，做好西部荒漠化治理的关键在于水。“绿水青山就是金山银山”，“生态兴则文明兴，生态衰则文明衰”，做好水资源的统筹规划和战略布局，实现人与自然和谐共生的现代化，正是南水北调后续工程高质量发展与中国储能水网战略研究的客观要求。
通过对青藏高原低气压、西风带、副热带高压共同作用下的季风系统、大气环流规律的深入研究，找到西北地区气候环境、水土生态发生历史巨变的深层原因。结合黄河来沙量锐减、水沙关系动态演变，长江、西南诸河水资源高效利用，“双碳”目标下“风光水储一体化”发展战略等“水土气能”全要素，以更广阔的视野，统筹长江流域与西南诸河未经开发利用的水资源，统筹华北与西北、黄河流域与西北内河流域，统筹能源安全、粮食安全、生态安全、边疆安全，统筹调水与水汽环流、调水与气候生态、调水与“碳中和”战略、调水与电网储能调节、调水与国土空间高效利用、调水与培养西北地区增长极等方方面面的内在关系，以系统思维，全局观念深度研究，提出全面、系统解决华北、西北生态保护、修复和高质量发展用水需求的三大系列解决方案。
一是从三峡水库调水到郑州上游入黄河的“引江济黄”调水工程。该调水工程总投资约1500亿元，年均调取三峡水库3-9月份腾库防汛及汛期富余的水资源170-238亿m³，经丹江口水库调蓄后，按需为华北平原供水，并置换华北平原每年145亿m³的黄河用水指标，增加黄河上中游用水。加上黄河上中游玛若湖、黑山峡水库、古贤水库的配套建设，增加黄河上中游320亿m³的调节库容，实现黄河水资源留丰补枯高效利用；再通过安羌-麦尔玛抽水蓄能电站的建设，从大渡河干支流麻尔曲调水到黄河贾曲的“引大补黄”调水工程作为备用水源。由此，每年将有效增加黄河上中游145亿m³的用水量，一举解决雅布赖山以东民勤-阿拉善地区、黄土高原、黄河流域、华北平原生态保护和高质量发展的用水需求。
二是从藏东南诸河调取还没有开发利用的水资源（一期工程从怒江、澜沧江、金沙江年均调水430亿m³，二期工程从雅鲁藏布江年均调水580亿m³），解决雅布赖山以西内河流域（黑河流域、疏勒河流域、吐哈盆地、塔里木盆地、柴达木盆地）生态恢复和高质量发展用水的“藏水北调”工程。并在“四江并流”处，通过“四江连通”工程，调取没有开发利用的怒江（140亿m³）、独龙江（32亿m³）水资源，回补金沙江、澜沧江上游调走的水源，避免金沙江、减少澜沧江上游调水对其中、下游带来的发电损失。
三是以“风光水储一体化”工程方案，打造“柴达木-塔里木”太瓦级可再生能源基地，通过调水，实现储能、发电，做到调水与储能、发电相向而行，互利双赢，既解决风、光间歇性能源不稳定的储能调节问题，又解决“藏水北调”工程的建设费用问题，在储能、发电中收回调水工程投资，实现零成本调水，解决用水负担之忧；在精准区域的用水中，激活水汽环流，增加降雨，改善气候和生态，实现人与自然和谐共生的用水效果。从而实现调水综合效益多重倍增的最大化。
以上系列解决方案，我们做了全面、系统的深入研究，技术条件和经济条件均已成熟，只要国家给予许可并出台系列相关政策，即可着手筹备规划建设。
解决雅布赖山以东民勤-阿拉善地区、黄河流域、华北平原生态保护和高质量发展用水需求。
“引江济黄”系列工程
年调水能力：268亿m³
年均新增绿电：719亿kwh
总投资约：3500亿元
由于黄河中上游水土保持措施持续发力，黄河泥沙量锐减，调水冲沙的思路要有根本性转变，根据“高水高用、低水低用”的调水原则，黄河上中游的水尽量留给黄河上中游使用，黄河下游及华北平原的用水，应该从工程更简单、地质更稳定、水能损失小、水源更充足的三峡水库调水加以解决。并增加黄河上中游水资源的调蓄能力，精准把控河道生态流量，切实做到节水优先。
解决雅布赖山以西黑河流域、疏勒河流域，吐哈盆地、塔里木盆地、柴达木盆地生态恢复和高质量发展用水需求。
“藏水北调”系列工程
年调水能力：1010亿m³
年均新增绿电：7955亿kwh
总投资约：3.2万亿元
抢在藏东南诸河梯级水电站还没有大规模开发之前，及时转变思路，把藏东南诸河梯级水电站开发工程改为“藏水北调”工程，通过调水，在格尔木、罗布泊利用2600m有效落差发电，做到调水与储能发电相向而行，互利双赢，在储能发电中收回调水工程投资，实现零成本调水；同时，通过四江并流处“四江连通”工程，调怒江、独龙江水资源回补金沙江、澜沧江上游调走的水源。
调水与储能发电相向而行，互利双赢，既解决大规模风光间歇性能源的储能调节问题，又解决大规模调水工程的建设费用问题。
“风光水储一体化”系列工程
年耗水量：70亿m³
年均新增绿电：39939亿kwh
总投资约：5.78万亿元
“双碳”目标下，风光水可再生能源将成为未来的能源主体，柴达木、罗布泊地区太阳能资源丰富，大规模开发需要大规模的水能来调节，结合储能调节来设计“藏水北调”，不仅大量缩短了调水距离，减少调水工程量及投资，而且通过储能与发电，提高发电电价，在发电中收回调水工程投资，实现零成本调水，还可利用调水水源，打造超级规模的阿尔金山储能基地。
南水北调后续工程与中国储能水网战略研究图解
年调水能力：1278亿m³
年均新增绿电：48613亿kwh
总投资约：9.33万亿元
“南水北调事关战略全局，事关长远发展，事关人民福祉”，水资源格局决定发展格局。以适应新时代发展，中国水网战略研究应该以更广阔的视野，统筹长江流域与西南诸河未经开发利用的水资源，统筹华北与西北、黄河流域与西北内河流域，统筹能源安全、粮食安全、生态安全、边疆安全，统筹调水与水汽环流、调水与气候生态、调水与新能源发展战略、调水与国土空间高效利用、调水与培养西北地区增长极等方方面面的内在关系，以系统思维，全局观念，重新审视。
引江补汉二期工程
藏水北调一期工程
中线二期调水工程
四江连通调水工程
黄河水源调蓄工程
藏水北调二期工程
引大补黄备水工程
以抽蓄装机的3.33倍搭配风光装机，风光装机为12亿kw
其中1.33倍的发电用于抽水储能，另2倍的发电供电网使用。
利用调节库容：190亿m³
年调水能力：238亿m³
年均储能：253亿kwh
年均发电：182亿kwh
总投资约：1500亿元
在大宁河支流洋溪河关门岩筑高坝，抽水到370米高程，68km隧道穿过巴山分水岭，经堵河梯级发电后入丹江口水库。
增加调节库容：320亿m³
增加备用水源：30亿m³
年均储能：543亿kwh
年均发电：537亿kwh
总投资约：2000亿元
新增黄河上游玛若湖、黑山峡水库，中游古贤水库调节库容203、69、48亿m³；新建安麦抽蓄电站，引麻尔曲水为备用水源。
增加调节库容：440亿m³
年调水能力：430亿m³
年均储能：3958亿kwh
年均发电：3345亿kwh
总投资约：1.3万亿元
从怒江、澜沧江、金沙江分别调水193/118/119亿m³，经玉树穿过昆仑山，经柴达木到罗布泊；在四江并流处建四江连通工程
增加调节库容：12亿m³
年调水能力：580亿m³
年均储能：7023亿kwh
年均发电：4610亿kwh
总投资约：1.9万亿元
从雅鲁藏布江调水到罗布泊地区。该工程在一期工程实施后，根据西北地区气候生态改善状况及社会发展需要，再论证实施。
阿尔金山抽水蓄能
调节库容：962亿m³，年调水能力：1278亿m³，年均储能：11777亿kwh，年均发电：8674亿kwh，总投资约：3.55万亿元。以年均储能的2倍搭配风光电能，风光年均发电量为23554亿kwh，折合风光发电装机为13.1亿kw。
光伏装机0.2kw/㎡，1kw需要5㎡，在柴达木、罗布泊地区，太阳能资源1800kw/㎡.a，光能转化率按20%计算，1kw光伏装机年发电量=5*1800*0.2=1800kwh。因此，光伏发电装机=23554÷1800=13.1亿kw。
储能库容：207亿m³
抽蓄装机：3.6亿kw
年均储能：8618亿kwh
年均发电：6480亿kwh
总投资约：1.26万亿元
上下水库调节库容207亿m³，平均落差432.5m，一次性储能212亿kwh，装机3.6亿kw，可实现连续满负荷发电59小时。
光伏风力发电工程
风光装机：25.1亿kw
年发电量：45180亿kwh
抽水储能：11721亿kwh
入网电量：33459亿kwh
总投资约：4.52万亿元
柴达木、罗布泊地区太阳能资源超1800kwh/㎡.a，利用率20%，每平米装机发电量360kwh/a，目前每千瓦装机单价约1800元。
+
抽水储能：3103亿kwh
年均储能：20395亿kwh，其中，调蓄储能：8674亿kwh，抽水储能：11721亿kwh；年均发电：60334亿kwh，其中，抽水储能11721亿kwh，入网电量：48613亿kwh。总投资约：9.33万亿元。折合度电成本1.92元。按入网电价0.3元计算，每年电价收入：14584亿元，相当于6.4年收回全部工程投资，投资回报率为15.63%。
调蓄储能是指自然河道或调水途中，通过水库调蓄，按电网需求发电的储能调节方式，该方式无须抽水耗电；抽水储能是利用电网富余电力抽水，电网缺电时放水发电的储能调节方式，该方式需要抽水耗电。发电量=抽水储能电量+入网电量。通过水网战略的实施，同时打造5万亿kwh规模的可再生能源电网大动脉，调水发电双赢。
抽水储能：8618亿kwh
通过以上工程的建设，在实现年均增加绿电48613亿kwh的同时，实现了年均1278亿m³的调水能力。结合西北地区水汽环流特征，在以罗布泊为中心的周边区域集中用水，打造以若羌为中心的西北地区增长极，不仅可以新增耕地约2亿亩，集中蒸发的水汽改善整个西北地区的气候和生态，增加降雨，让西北地区重返4000年前河湖纵横、草绿成荫的良好生态状态，还筑牢“稳疆固藏”战略要地。由此，一举解决西北地区、华北平原生态保护、生态恢复和高质量发展的用水需求，扩大超过300万平方公里的国土利用空间，确保我国能源安全、粮食安全、生态安全、边疆安全，为我国经济社会持续、稳定、健康发展，增加不竭的动力源泉。
“南水北调工程事关战略全局，事关长远发展，事关人民福祉”，水资源布局决定发展格局，改善我国发展前途和命运的中国水网战略拖不得，必须早规划、早建成、早见效。目前好在金沙江、澜沧江上游，怒江、雅鲁藏布江全境，还没有像川西那样大规模梯级水电站的建设，一旦贻误时机，等到这些梯级水电站都逐一建起来了，将重蹈川西调水举步维艰的覆辙，到那时，就再也没有可以统筹其它未开发利用的水源可调，要么导致事关战略全局的中国水网战略流产，要么导致藏东南众多梯级水电站建设的巨大工程浪费，这是谁也不愿意看到的糟糕局面。另外，在国际河流水资源开发利用中，同样要尽早谋划，抢占先手棋，赢得先机和主动。
中国的历史，是一部治水的历史。4200年前，大禹治水开创了我国第一个历史朝代——夏朝；2200年前，秦始皇修建郑国渠、都江堰，增强了国力，统一了六国，开创了我国第一个大一统皇朝——秦朝。时隔2200年后的今天，我们站在新的历史高度，通过国家水网战略的实施，开创中华民族全面振兴，推动构建人类命运共同体的新纪年。
伟大的时代造就伟大的工程，伟大的工程成就伟大的时代！
