中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：
摘 要 在全球能源轉(zhuǎn)型背景下，風(fēng)電、光伏等間歇性可再生能源的大規(guī)模并網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。抽水蓄能憑借高能效、規(guī)模經(jīng)濟(jì)性及靈活多功能調(diào)節(jié)特性，是當(dāng)前主流的系統(tǒng)級(jí)儲(chǔ)能技術(shù)和解決棄風(fēng)棄光問(wèn)題的有效手段。我國(guó)抽水蓄能的理論資源儲(chǔ)備十分豐富，但優(yōu)質(zhì)可開(kāi)發(fā)站址受環(huán)境保護(hù)、社會(huì)約束和經(jīng)濟(jì)可行性等多重因素限制，實(shí)際可落地項(xiàng)目比例有限。同時(shí)，容量電價(jià)和電量補(bǔ)償?shù)日邫C(jī)制不完善，對(duì)部分項(xiàng)目的核準(zhǔn)和建設(shè)進(jìn)度產(chǎn)生了顯著影響。在此背景下，亟需通過(guò)拓展非常規(guī)站址類型并優(yōu)化選址方法，提高項(xiàng)目的整體可行性與經(jīng)濟(jì)性。本文首先通過(guò)文獻(xiàn)計(jì)量分析發(fā)現(xiàn)，抽水蓄能選址研究在國(guó)家能源政策驅(qū)動(dòng)下，近年來(lái)呈快速增長(zhǎng)趨勢(shì)。圍繞選址對(duì)象與技術(shù)方法兩個(gè)維度構(gòu)建綜述框架：在對(duì)象維度，系統(tǒng)梳理了常規(guī)淡水、海水、地下空間以及新能源配套抽水蓄能四類典型模式的特征與約束條件，并提出了針對(duì)性的特征評(píng)價(jià)指標(biāo)體系；在方法維度上，對(duì)地理信息系統(tǒng)、多準(zhǔn)則決策、二者耦合方法及其他選址技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)性梳理和對(duì)比分析，重點(diǎn)討論了各方法的理論基礎(chǔ)、適用環(huán)節(jié)、優(yōu)勢(shì)與局限。研究成果可為抽水蓄能項(xiàng)目的選址決策提供系統(tǒng)化的理論參考和方法借鑒，有助于優(yōu)化站址布局、提升規(guī)劃科學(xué)性與可行性，從而推動(dòng)抽水蓄能產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
關(guān)鍵詞 抽水蓄能；選址；評(píng)價(jià)指標(biāo)；地理信息系統(tǒng)；多準(zhǔn)則決策
在全球能源結(jié)構(gòu)加速向可再生能源轉(zhuǎn)型的背景下，風(fēng)電、光伏等波動(dòng)性電源的大規(guī)模并網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)的靈活調(diào)節(jié)能力提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。截至2024年底，中國(guó)風(fēng)電與光伏發(fā)電裝機(jī)容量已突破14億千瓦，占全國(guó)發(fā)電總裝機(jī)的42%，其發(fā)電量占比達(dá)18%。然而，新能源出力固有的隨機(jī)性、間歇性與波動(dòng)性導(dǎo)致電網(wǎng)面臨顯著的調(diào)峰壓力與棄風(fēng)棄光問(wèn)題。特別是在系統(tǒng)凈負(fù)荷峰谷差擴(kuò)大的情況下，常規(guī)火電機(jī)組的調(diào)節(jié)能力受限，亟需大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)以平抑功率波動(dòng)、實(shí)現(xiàn)電量的時(shí)空轉(zhuǎn)移。在眾多儲(chǔ)能技術(shù)中，抽水蓄能(pumped hydro energy storage, PHES)憑借其成熟的技術(shù)、顯著的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)以及巨大的規(guī)?；_(kāi)發(fā)潛力，成為當(dāng)前最成熟的系統(tǒng)級(jí)調(diào)節(jié)解決方案。抽水蓄能能量轉(zhuǎn)換效率可達(dá)70%～80%，設(shè)計(jì)壽命通常超過(guò)50年，單站容量可達(dá)吉瓦(GW)級(jí)，并兼具調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)相、事故備用和黑啟動(dòng)等多功能協(xié)同能力。因此，抽水蓄能被廣泛視為構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的核心支撐技術(shù)。
中國(guó)抽水蓄能產(chǎn)業(yè)已進(jìn)入高速發(fā)展階段。如圖1所示，截至2024年底，全國(guó)抽水蓄能已投產(chǎn)裝機(jī)容量達(dá)5869萬(wàn)千瓦，在建規(guī)模約2億千瓦，連續(xù)九年位居全球首位。這一快速增長(zhǎng)得益于國(guó)家層面的政策驅(qū)動(dòng)?！冻樗钅苤虚L(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃(2021—2035年)》明確提出，到2030年投產(chǎn)規(guī)模需達(dá)1.2億千瓦，2035年進(jìn)一步提升至4億千瓦，以滿足高比例新能源消納的迫切需求。盡管全國(guó)普查篩選出的站點(diǎn)理論資源總規(guī)模高達(dá)16億千瓦，覆蓋絕大部分省份(圖2)，但實(shí)際開(kāi)發(fā)比例受生態(tài)環(huán)境保護(hù)、社會(huì)用地協(xié)調(diào)、工程經(jīng)濟(jì)性等多重因素限制；另一方面，容量電價(jià)和電量補(bǔ)償?shù)日邫C(jī)制尚不完善，也對(duì)部分項(xiàng)目的核準(zhǔn)與建設(shè)進(jìn)度造成影響。在多重因素的影響下，抽水蓄能建設(shè)進(jìn)度與規(guī)劃目標(biāo)存在一定差距，其在電力儲(chǔ)能市場(chǎng)的占比由2023年的53.4%下降至2024年的42.4%(圖3)。由于上述因素對(duì)項(xiàng)目可行性具有全局性影響，而選址環(huán)節(jié)正是需要綜合權(quán)衡這些技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境與社會(huì)約束的關(guān)鍵過(guò)程，因此選址方法的科學(xué)性直接關(guān)系到資源的有效開(kāi)發(fā)與項(xiàng)目的順利推進(jìn)。
圖1 全球抽水蓄能裝機(jī)容量排名前十的國(guó)家
圖2 中國(guó)抽水蓄能站點(diǎn)資源區(qū)域分布
圖3 中國(guó)電力儲(chǔ)能市場(chǎng)累計(jì)裝機(jī)規(guī)模
抽水蓄能的建設(shè)具有極強(qiáng)的地理依賴性，其選址過(guò)程受到地形落差、水文條件、地質(zhì)穩(wěn)定性、生態(tài)環(huán)境敏感性和社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響等多維度因素的嚴(yán)格約束。傳統(tǒng)的選址主要聚焦于篩選滿足上述條件的常規(guī)淡水抽水蓄能站址，同時(shí)，學(xué)術(shù)界與工程界也正積極探索非常規(guī)抽水蓄能的開(kāi)發(fā)路徑，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新與空間拓展突破傳統(tǒng)選址的地理限制。主要方向包括海水抽水蓄能、利用地下空間的礦井/洞室式抽水蓄能，以及與風(fēng)電、光伏等可再生能源直接耦合的多能互補(bǔ)系統(tǒng)。然而，非常規(guī)選址雖顯著拓展了資源開(kāi)發(fā)邊界，但也引入了全新的評(píng)價(jià)維度和更高的技術(shù)復(fù)雜性?，F(xiàn)行選址評(píng)價(jià)指標(biāo)體系主要基于常規(guī)抽水蓄能場(chǎng)景構(gòu)建，難以充分反映海水型、地下空間型等非常規(guī)站址的選址特征與功能需求，在指標(biāo)的通用性與差異化表達(dá)之間尚未形成有效平衡。因此傳統(tǒng)的選址評(píng)價(jià)方法體系亟需系統(tǒng)性革新，以適應(yīng)多元復(fù)雜場(chǎng)景下的科學(xué)決策需求。另一方面，已有研究在選址方法的分類梳理與對(duì)比分析方面相對(duì)分散，缺乏對(duì)不同方法間核心機(jī)理、適用條件、決策邊界與實(shí)際應(yīng)用路徑的系統(tǒng)歸納。
針對(duì)上述問(wèn)題，本文構(gòu)建了一個(gè)雙維度選址綜述框架：①在對(duì)象維度，聚焦常規(guī)淡水抽水蓄能、海水抽水蓄能、地下空間抽水蓄能以及新能源配套抽水蓄能四類典型場(chǎng)址類型，分析了選址特征與核心約束，提出了具有針對(duì)性的特征選址評(píng)價(jià)指標(biāo)；②在方法維度，系統(tǒng)評(píng)述了當(dāng)前主流與新興選址技術(shù)路徑，包括地理信息系統(tǒng)(geographic information systems，GIS)、多準(zhǔn)則決策法(multi-criteria decision- making，MCDM)、GIS-MCDM耦合法以及其他優(yōu)化方法，探討了其理論基礎(chǔ)、實(shí)際應(yīng)用、優(yōu)勢(shì)與適配條件。通過(guò)融合對(duì)象與方法兩大維度，為未來(lái)抽水蓄能選址研究提供了更具系統(tǒng)性的理論支撐。
1 抽水蓄能選址研究態(tài)勢(shì)：文獻(xiàn)計(jì)量分析
為系統(tǒng)解析抽水蓄能選址領(lǐng)域的研究演進(jìn)脈絡(luò)，本研究采用文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)方法，以“抽水蓄能”“選址”及其英文同義詞(“pumped storage”“site selection”)為主題詞，在CNKI與Web of Science核心合集開(kāi)展聯(lián)合檢索(時(shí)間范圍：1996—2025年，檢索日期：2025年8月)。為保證來(lái)源質(zhì)量，中文文獻(xiàn)限定為中文核心、CSSCI與CSCD期刊；英文文獻(xiàn)限定為SCI/EI收錄期刊。檢索結(jié)果經(jīng)題名、作者、期刊與DOI等信息合并去重，并剔除非研究性文獻(xiàn)(如資訊、簡(jiǎn)訊、會(huì)議通知等)后，最終納入1996—2025年有效文獻(xiàn)73篇。圖4所示的年度發(fā)文量分布直觀反映了該領(lǐng)域研究態(tài)勢(shì)的階段性特征，其演變軌跡與國(guó)家政策導(dǎo)向及能源轉(zhuǎn)型需求呈現(xiàn)顯著關(guān)聯(lián)。
圖4 抽水蓄能選址研究年度發(fā)文量趨勢(shì)圖 (1996—2025年)
（1）研究萌芽期(1996—2018年)
此階段年均發(fā)文量不足1篇(總量23篇)，最高年份僅3篇，表明抽水蓄能選址尚未形成獨(dú)立研究方向。研究進(jìn)展緩慢主要源于兩方面制約：一方面，我國(guó)能源結(jié)構(gòu)以火電為主導(dǎo)，2010年新能源裝機(jī)占比不足5%，抽水蓄能需求薄弱；另一方面，2003年《抽水蓄能建設(shè)規(guī)劃》設(shè)定的2000萬(wàn)千瓦裝機(jī)目標(biāo)推進(jìn)滯緩，導(dǎo)致選址研究缺乏實(shí)踐驅(qū)動(dòng)力。
（2）加速啟動(dòng)期(2019—2021年)
2019年發(fā)文量從2018的0篇躍升至6篇，標(biāo)志研究進(jìn)入加速階段。關(guān)鍵政策突破成為核心驅(qū)動(dòng)力：2019年《輸配電定價(jià)成本監(jiān)審辦法》破解商業(yè)模式瓶頸，將抽水蓄能成本納入輸配電價(jià)；“十四五”規(guī)劃提出的碳中和目標(biāo)促使儲(chǔ)能建設(shè)提速；2021年兩部制電價(jià)落地更使項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性顯著提升。同期新能源裝機(jī)突破5億千瓦，棄電率超10%的現(xiàn)實(shí)困境，進(jìn)一步強(qiáng)化了抽水蓄能選址優(yōu)化的迫切性。
（3）技術(shù)爆發(fā)期(2022年至今)
2022—2024年發(fā)文量呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，這一爆發(fā)態(tài)勢(shì)直接響應(yīng)了2021年《抽水蓄能中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃(2021—2035年)》提出的4億千瓦裝機(jī)目標(biāo)。2030年1.2億千瓦近期目標(biāo)催生站點(diǎn)資源普查研究；廢棄礦井改造、海水抽水蓄能等非常規(guī)選址方向興起；機(jī)器學(xué)習(xí)等人工智能技術(shù)開(kāi)始滲透選址優(yōu)化領(lǐng)域。
2 選址對(duì)象類型與特征評(píng)價(jià)指標(biāo)分析
抽水蓄能的基本原理是儲(chǔ)能時(shí)利用電能將低處水庫(kù)中的水抽升到高處水庫(kù)儲(chǔ)存；發(fā)電時(shí)，再將高處水庫(kù)中的水釋放至低處，利用水的勢(shì)能推動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電，從而實(shí)現(xiàn)電能的時(shí)空轉(zhuǎn)移和系統(tǒng)調(diào)節(jié)。根據(jù)歐盟委員會(huì)聯(lián)合研究中心發(fā)布的技術(shù)報(bào)告，抽水蓄能建設(shè)過(guò)程中的上下水庫(kù)拓?fù)潢P(guān)系可劃分為七種典型類型(表1)。通過(guò)對(duì)這些類型的具體特征進(jìn)行深入分析發(fā)現(xiàn)，T1、T2、T3、T5和T6類型可歸類為常規(guī)淡水抽水蓄能；T4類型因其獨(dú)特地利用海水資源，歸類為海水抽水蓄能；而T7類型則依托廢棄礦井等地下空間構(gòu)造，歸類為地下空間抽水蓄能。此外，結(jié)合當(dāng)前已有文獻(xiàn)研究趨勢(shì)與實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，抽水蓄能的選址正越來(lái)越多地與風(fēng)能、太陽(yáng)能等新能源發(fā)電設(shè)施協(xié)同布局，以實(shí)現(xiàn)多能互補(bǔ)和系統(tǒng)效率提升。為突出此顯著發(fā)展趨勢(shì)，本研究將此類選址模式進(jìn)一步歸類為新能源配套抽水蓄能。因此，本研究最終確立了包含常規(guī)淡水抽水蓄能、海水抽水蓄能、地下空間抽水蓄能以及新能源配套抽水蓄能在內(nèi)的四類抽水蓄能選址對(duì)象。
表1 不同抽水蓄能拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在評(píng)估抽水蓄能開(kāi)發(fā)潛力方面的簡(jiǎn)要描述
如圖5所示，本文統(tǒng)計(jì)所調(diào)研的73篇文獻(xiàn)中，常規(guī)淡水抽水蓄能在現(xiàn)有研究中占比高達(dá)65%，在所有類型中占據(jù)主導(dǎo)地位。這一比例較高的原因在于，常規(guī)淡水抽水蓄能作為技術(shù)成熟度最高、工程經(jīng)驗(yàn)最豐富的建設(shè)模式，其選址體系已較為完備，且具備廣泛的適用性和推廣價(jià)值。相比之下，海水抽水蓄能占比約為7%，地下空間抽水蓄能占13%，而近年來(lái)隨著可再生能源快速發(fā)展，新能源配套抽水蓄能也占據(jù)了15%的研究比例，顯示出其日益增強(qiáng)的研究熱度與戰(zhàn)略意義。
圖5 抽水蓄能選址研究文獻(xiàn)中對(duì)象類型的占比統(tǒng)計(jì)
以下對(duì)四類抽水蓄能選址模式展開(kāi)獨(dú)立論述，主要聚焦于其類型特征、面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)、已有文獻(xiàn)的研究進(jìn)展以及選址所涉及的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。其中，常規(guī)淡水抽水蓄能因其技術(shù)成熟，所采用的指標(biāo)體系具有較強(qiáng)的通用性，可為其他三類提供基礎(chǔ)參考。然而，由于海水抽水蓄能、地下空間抽水蓄能以及新能源配套抽水蓄能在資源環(huán)境、技術(shù)路線和運(yùn)行方式等方面均與常規(guī)模式存在顯著差異，因此在選址評(píng)價(jià)中需結(jié)合其自身特點(diǎn)，建立特征指標(biāo)體系，以保障評(píng)估結(jié)果的科學(xué)性與適應(yīng)性。
2.1 常規(guī)淡水抽水蓄能
由上述可知，常規(guī)淡水抽水蓄能存在五種建設(shè)方式，其選址也顯示出顯著的特征差異，如表2所示。從地形依賴度、投資成本和生態(tài)影響等關(guān)鍵指標(biāo)看，不同建設(shè)類型之間存在明顯的相關(guān)性。具體來(lái)看，以雙庫(kù)改造型(T1)為例，由于該類型通常基于現(xiàn)有天然雙水庫(kù)和適宜地形進(jìn)行改造，其地形依賴度較高，但這種充分利用既有地理?xiàng)l件的方式顯著降低了初始投資成本，同時(shí)生態(tài)影響也相對(duì)較小。而以完全新建型(T3)為代表的抽水蓄能，雖然對(duì)具體地形條件的依賴程度低，僅需滿足基本的適宜地形要求即可選址，但這種便利性意味著更大的建設(shè)工程規(guī)模與投資投入，同時(shí)也帶來(lái)了較高的生態(tài)環(huán)境影響。因此，可以總結(jié)出抽水蓄能選址的普遍規(guī)律，即地形依賴度與投資成本和生態(tài)影響呈現(xiàn)明顯的負(fù)相關(guān)性。地形依賴度高的類型更難尋找理想的選址條件，但一旦選址成功，投資成本和生態(tài)代價(jià)則相對(duì)較低；反之，地形依賴度低的類型選址更易實(shí)現(xiàn)，但伴隨而來(lái)的初始投資與生態(tài)影響卻明顯增加。
表2 常規(guī)淡水抽水蓄能建設(shè)類型特征匯總
近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者圍繞常規(guī)淡水抽水蓄能選址開(kāi)展了大量研究，覆蓋從地質(zhì)地形、水文條件，到工程布局、社會(huì)影響、生態(tài)約束等多個(gè)方面。為全面梳理當(dāng)前研究的熱點(diǎn)與關(guān)鍵問(wèn)題，本文基于對(duì)已有代表性文獻(xiàn)的系統(tǒng)整理，從以下六個(gè)維度對(duì)選址相關(guān)研究進(jìn)行了歸類與分析，詳見(jiàn)表3。
表3 常規(guī)淡水抽水蓄能選址中的研究重點(diǎn)
（1）水文與資源調(diào)度。上下庫(kù)水資源的可利用性是選址成敗的關(guān)鍵。費(fèi)香澤等提出基于遙感數(shù)據(jù)的上下庫(kù)篩選方法，可高效識(shí)別庫(kù)址空間位置與容量條件。張濤等聚焦巖溶洼地選址，強(qiáng)調(diào)豎直落差、庫(kù)容與斷層是建庫(kù)可行性的核心因素。郭果等進(jìn)一步量化洼地建庫(kù)適宜性，指出巖溶水動(dòng)力、水頭差與天然庫(kù)容在選址決策中影響最大。Baniya等則從區(qū)域尺度評(píng)估不同水體組合模式，發(fā)現(xiàn)湖泊-河流配置具有較高技術(shù)可行性與資源利用率。
（2）地質(zhì)與工程因素。地質(zhì)條件是抽水蓄能選址的基礎(chǔ)約束因素，直接影響工程的安全性與可行性。熊章強(qiáng)等指出壩址常位于復(fù)雜山地，強(qiáng)調(diào)通過(guò)地震波勘探識(shí)別基巖起伏、風(fēng)化程度及隱伏斷層等特征，是判斷巖體穩(wěn)定性的關(guān)鍵依據(jù)。王玉濤以朝陽(yáng)碳酸巖地區(qū)為例，揭示巖溶發(fā)育對(duì)上水庫(kù)選址形成制約，需深入開(kāi)展巖溶分布調(diào)查。王玉威等則利用微動(dòng)剖面分析識(shí)別節(jié)理裂隙帶與斷層，驗(yàn)證該方法在復(fù)雜地質(zhì)區(qū)的應(yīng)用潛力。Li等基于十三陵電站的實(shí)際工程，指出地質(zhì)隱患(如斷層、滲漏)對(duì)施工影響顯著，強(qiáng)調(diào)選址階段需進(jìn)行細(xì)致地質(zhì)排查。
（3）社會(huì)與移民問(wèn)題。選址過(guò)程中的社會(huì)影響日益受到重視，特別是移民搬遷與營(yíng)地建設(shè)問(wèn)題。孫坤等[23]以廣西四個(gè)抽蓄項(xiàng)目為例，系統(tǒng)分析移民安置點(diǎn)的規(guī)劃邏輯與難點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)人居適宜性與工程協(xié)調(diào)性的重要性。位寧等則從營(yíng)地功能出發(fā)，提出集辦公、生活、管理為一體的營(yíng)地選址需兼顧地形條件與服務(wù)半徑，體現(xiàn)人本關(guān)懷。殷康等進(jìn)一步指出，棄渣場(chǎng)占地對(duì)周邊居民的安置影響不容忽視，應(yīng)盡早統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，避免工程后期被動(dòng)應(yīng)對(duì)。
（4）工程設(shè)計(jì)與棄渣場(chǎng)。工程設(shè)計(jì)與棄渣處置是影響抽蓄站址布局的重要因素。賀元啟提出中小型抽蓄電站采用半地下廠房布置，有助于降低工程造價(jià)與建設(shè)周期。張曉利則從棄渣體量和來(lái)源出發(fā)，強(qiáng)調(diào)合理規(guī)劃棄渣場(chǎng)是防止水土流失的關(guān)鍵前提。周軍軍等結(jié)合瓊中電站分析棄渣場(chǎng)的地形地質(zhì)條件，指出場(chǎng)址選擇應(yīng)兼顧穩(wěn)定性與排水性。殷康等從征地移民角度探討棄渣場(chǎng)選址問(wèn)題，認(rèn)為渣場(chǎng)選址會(huì)影響整體項(xiàng)目進(jìn)度。
（5）電網(wǎng)協(xié)調(diào)與系統(tǒng)集成。抽水蓄能需與電網(wǎng)運(yùn)行機(jī)制深度融合以提升整體效益。柏睿等指出混合式抽蓄可通過(guò)與常規(guī)水電聯(lián)合調(diào)度實(shí)現(xiàn)資源共享，需重點(diǎn)考察系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)性與環(huán)境影響。段力偉等以工業(yè)園為背景，提出微型抽蓄系統(tǒng)協(xié)同光伏并優(yōu)化負(fù)荷調(diào)節(jié)，緩解電網(wǎng)不平衡問(wèn)題。衛(wèi)凱從受端電網(wǎng)安全出發(fā)，分析儲(chǔ)能系統(tǒng)在頻率穩(wěn)定中的作用，提出構(gòu)建儲(chǔ)能優(yōu)化配置模型以提升頻率與電壓安全水平，展現(xiàn)電網(wǎng)層面對(duì)選址規(guī)劃的反向約束。
（6）可持續(xù)發(fā)展評(píng)估。生態(tài)環(huán)境與政策導(dǎo)向也已成為選址的重要考量因素。Danehkar等區(qū)分了硬性約束(坡度、水體)與軟性標(biāo)準(zhǔn)(植被、社會(huì)認(rèn)知度)，強(qiáng)調(diào)自然與人文雙重適宜性。Nzotcha等構(gòu)建多準(zhǔn)則可持續(xù)選址模型，將環(huán)境影響與社會(huì)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)并列考慮，體現(xiàn)全生命周期導(dǎo)向。郭果等指出選址時(shí)應(yīng)避免生態(tài)紅線區(qū)，同時(shí)兼顧水文與地質(zhì)條件，推動(dòng)綠色選址理念落地。Lu等則強(qiáng)調(diào)在資源富集區(qū)如西藏，開(kāi)發(fā)潛力雖大，但更需生態(tài)慎重權(quán)衡。
選址因素的系統(tǒng)性與準(zhǔn)確性是影響抽水蓄能項(xiàng)目成敗的關(guān)鍵因素，既關(guān)系到工程的技術(shù)可行性，也深刻影響其經(jīng)濟(jì)可行性與長(zhǎng)期運(yùn)行績(jī)效。在眾多類型中，常規(guī)淡水抽水蓄能由于技術(shù)體系相對(duì)成熟、實(shí)踐案例豐富，其選址評(píng)價(jià)體系已較為完備，并在多個(gè)研究中得到廣泛應(yīng)用。因此，其評(píng)價(jià)指標(biāo)體系不僅適用于本類型項(xiàng)目，也可作為其他類型抽蓄模式進(jìn)行選址評(píng)價(jià)時(shí)的重要參考基礎(chǔ)。為進(jìn)一步明確當(dāng)前主流研究中對(duì)常規(guī)淡水抽水蓄能選址的考量重點(diǎn)，本文對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)中的通用指標(biāo)進(jìn)行了系統(tǒng)梳理與分類，具體內(nèi)容見(jiàn)表4。
表4 常規(guī)淡水抽水蓄能選址的通用指標(biāo)體系歸納
2.2 海水抽水蓄能
海水抽水蓄能以海洋作為下水庫(kù)，在陸地構(gòu)建上水庫(kù)，利用海水循環(huán)實(shí)現(xiàn)能量存儲(chǔ)與釋放。該技術(shù)的核心優(yōu)勢(shì)在于突破淡水資源限制，尤其適用于沿海缺水型負(fù)荷中心地區(qū)，如中國(guó)東部沿海、中東干旱區(qū)等。典型代表包括全球首座海水抽水蓄能電站——1999年投運(yùn)的日本沖繩電站(30 MW)，以及中國(guó)首個(gè)且唯一的國(guó)家級(jí)海水抽水蓄能試驗(yàn)示范項(xiàng)目——寧德市的浮鷹島海水抽水蓄能電站(42 MW)。
學(xué)術(shù)研究中，Ghorbani等首次普查伊朗海水抽水蓄能資源，確定其理論儲(chǔ)能潛力達(dá)5108 GWh，證實(shí)了海水抽水蓄能對(duì)干旱地區(qū)的重要性。Lee等提出潮汐能與抽水蓄能協(xié)同模式，基于韓國(guó)珍島案例證實(shí)能源利用率提高22%。石文輝等系統(tǒng)評(píng)估了中國(guó)沿海地區(qū)海水抽水蓄能資源，提出遼東至福建地區(qū)具有8000萬(wàn)千瓦潛力及生態(tài)規(guī)避與防腐建議。Wu等以福建寧德海水抽水蓄能項(xiàng)目為案例，證實(shí)寧德富盈島在地質(zhì)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)方面表現(xiàn)突出，確立了沿海負(fù)荷中心區(qū)“低生態(tài)沖突+高經(jīng)濟(jì)收益”的選址范式。
2024年，我國(guó)國(guó)家能源局將海水抽水蓄能正式納入“新型儲(chǔ)能試點(diǎn)專項(xiàng)”政策框架，通過(guò)電價(jià)補(bǔ)貼機(jī)制推動(dòng)示范項(xiàng)目落地，標(biāo)志著該技術(shù)進(jìn)入規(guī)?；l(fā)展的政策支持新階段。然而，其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程仍面臨若干關(guān)鍵挑戰(zhàn)與技術(shù)瓶頸：①腐蝕與滲透，海水高鹽度環(huán)境引發(fā)金屬結(jié)構(gòu)電化學(xué)腐蝕及混凝土滲透劣化，需采用特種耐蝕合金、納米防腐涂層與高性能密封技術(shù)；②海洋生態(tài)干擾，取排水工程改變局部潮汐動(dòng)力學(xué)特征，干擾底棲生物棲息環(huán)境，要求嚴(yán)格規(guī)避珊瑚礁、紅樹(shù)林等生態(tài)敏感區(qū)；③系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性，潮汐周期性波動(dòng)導(dǎo)致下水庫(kù)有效庫(kù)容變化較大，亟需通過(guò)冗余庫(kù)容設(shè)計(jì)與自適應(yīng)調(diào)節(jié)機(jī)制保障儲(chǔ)能可用率。
為系統(tǒng)應(yīng)對(duì)上述專屬挑戰(zhàn)，亟需構(gòu)建其海水抽水蓄能的特征選址評(píng)價(jià)指標(biāo)。本文提出基于海水抽水蓄能的三大差異化評(píng)價(jià)指標(biāo)，見(jiàn)表5。
表5 海水抽水蓄能的特征選址評(píng)價(jià)指標(biāo)
2.3 地下空間抽水蓄能
地下空間抽水蓄能通過(guò)封閉空間內(nèi)的水體循環(huán)實(shí)現(xiàn)能量的存儲(chǔ)與釋放，徹底擺脫對(duì)自然水體與地表空間的依賴，在煤礦大省及城市邊緣區(qū)尤具推廣意義。該技術(shù)的核心優(yōu)勢(shì)在于實(shí)現(xiàn)資源的雙重優(yōu)化利用，一方面通過(guò)改造廢棄礦井等存量工程體構(gòu)建水庫(kù)系統(tǒng)，推動(dòng)地下空間的循環(huán)再利用；另一方面顯著緩解地面土地緊張壓力，實(shí)現(xiàn)空間資源的高效集約開(kāi)發(fā)。目前，地下空間抽水蓄能主要形成三類技術(shù)模式：①人工洞室型在穩(wěn)定巖層中新建水庫(kù)，避讓地表干擾；②礦井改造型復(fù)用廢棄井巷，顯著降低土建成本；③混合型通過(guò)擴(kuò)挖提高既有礦井的庫(kù)容與適應(yīng)性。典型代表包括德國(guó)Prosper-Haniel煤礦項(xiàng)目，利用1.2千米深巷道改建為200 MW抽水蓄能電站，助力風(fēng)光電消納與礦區(qū)轉(zhuǎn)型；中國(guó)山東淄川項(xiàng)目則結(jié)合封閉礦坑建成220 MW抽水蓄能系統(tǒng)，并配套光伏與地?zé)嵩O(shè)施，構(gòu)建“光蓄農(nóng)熱”多能互補(bǔ)示范。
學(xué)術(shù)研究中，在資源潛力定量化方面，卞正富等率先揭示黃河流域巷道空間潛力(4.7億m3)可年發(fā)電3.78×109 kWh，消納28.4%棄風(fēng)棄光電量；然而，大規(guī)模開(kāi)發(fā)需精準(zhǔn)篩選可行站點(diǎn)。選址決策機(jī)制研究中，王兵等提出“自然條件優(yōu)先”準(zhǔn)則，證實(shí)水位差(≥200 m)與圍巖穩(wěn)定性(滲透率<10-7 m/s)為核心控制參數(shù)；Tao等進(jìn)一步構(gòu)建四維框架，驗(yàn)證總水頭高度(>300 m)對(duì)系統(tǒng)效率的敏感性；Yong等開(kāi)發(fā)的兩階段模型證明，滲透系數(shù)閾值(<10-6 m/s)可淘汰30%不適宜礦井，大幅降低勘探成本。區(qū)域適宜性方面，Chen等建立河南礦井?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)(容量1.35×107 m3，年發(fā)電量1468.9 GWh)，提出產(chǎn)能閾值(>20 MW)初篩標(biāo)準(zhǔn)；Yang等則從環(huán)境-能源協(xié)同視角，論證安徽番一礦案例可減少地表擾動(dòng)80%；Sun等通過(guò)黃河流域梯度分析，明確山西、內(nèi)蒙古的淺層礦井(深度<500 m)與高補(bǔ)貼強(qiáng)度(>0.2元/kWh)構(gòu)成開(kāi)發(fā)第一梯隊(duì)，為規(guī)?；涞靥峁┛臻g指引。
2023年起，地下空間抽水蓄能逐步被納入各省“十四五新型儲(chǔ)能規(guī)劃”與煤礦資源再利用政策體系。山東、山西、河南等地相繼發(fā)布建設(shè)導(dǎo)則與地方標(biāo)準(zhǔn)，明確支持廢棄礦井抽蓄項(xiàng)目納入能源布局，并通過(guò)土地審批、財(cái)政補(bǔ)貼等手段推動(dòng)示范工程落地，標(biāo)志著地下抽蓄技術(shù)進(jìn)入政策引導(dǎo)下的實(shí)質(zhì)性開(kāi)發(fā)階段。然而，其大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化仍面臨若干關(guān)鍵挑戰(zhàn)：①巷道結(jié)構(gòu)安全，部分老舊礦井圍巖強(qiáng)度低、支護(hù)缺失，需評(píng)估其穩(wěn)定性與水壓承受能力，必要時(shí)進(jìn)行高成本加固；②淹水風(fēng)險(xiǎn)與蓄水適應(yīng)性，部分礦井存在歷史涌水、垮塌等情況，影響蓄水功能與運(yùn)行安全；③運(yùn)維環(huán)境與安全性，地下作業(yè)需重點(diǎn)關(guān)注通風(fēng)條件與殘留有害氣體，保障長(zhǎng)期施工與檢修安全；④環(huán)境遺留問(wèn)題，礦區(qū)常伴有重金屬或化學(xué)污染，需評(píng)估修復(fù)成本與生態(tài)影響。如表6所示，為應(yīng)對(duì)上述挑戰(zhàn)，本文提出四項(xiàng)地下空間抽水蓄能的特征選址評(píng)價(jià)指標(biāo)，用于支持站點(diǎn)篩選與工程可行性判定。
表6 地下空間抽水蓄能的特征選址評(píng)價(jià)指標(biāo)
2.4 新能源配套抽水蓄能
抽水蓄能與新能源耦合系統(tǒng)通過(guò)在風(fēng)能、太陽(yáng)能基地周邊協(xié)同選址，構(gòu)建“源-儲(chǔ)聯(lián)合調(diào)度”機(jī)制，實(shí)現(xiàn)能源就地存儲(chǔ)與波動(dòng)平抑。其核心功能體現(xiàn)為雙重耦合：空間維度上縮短輸電損耗，功能維度上同步承擔(dān)能量時(shí)移器(日內(nèi)調(diào)節(jié))與功率穩(wěn)定器(分鐘級(jí)響應(yīng))。典型實(shí)踐包括甘肅“沙戈荒”風(fēng)光基地配套玉門(mén)抽水蓄能(120萬(wàn)千瓦)，以及青海海南州光伏-龍羊峽水光互補(bǔ)項(xiàng)目，實(shí)證系統(tǒng)棄電率降低至5%以下。
在新能源配套抽水蓄能選址研究中，選址邏輯正由傳統(tǒng)的水文地貌適配逐步轉(zhuǎn)向以多能源協(xié)同優(yōu)化，重點(diǎn)涵蓋風(fēng)電-抽蓄、光伏-抽蓄以及風(fēng)光抽蓄三能互補(bǔ)等多種配置模式。研究更加強(qiáng)調(diào)對(duì)資源稟賦、電網(wǎng)接入條件、系統(tǒng)調(diào)度需求及區(qū)域經(jīng)濟(jì)環(huán)境等多維因素的綜合考量，以實(shí)現(xiàn)可再生能源高效消納與儲(chǔ)能系統(tǒng)的協(xié)同布局。
在新能源配套抽水蓄能的發(fā)展進(jìn)程中，政策驅(qū)動(dòng)與技術(shù)創(chuàng)新正共同構(gòu)建起一個(gè)涵蓋強(qiáng)制配建、市場(chǎng)激勵(lì)、區(qū)域協(xié)同與技術(shù)融合的閉環(huán)機(jī)制，為選址落地與系統(tǒng)集成提供了有力支撐。表7概括了當(dāng)前主要政策類別、關(guān)鍵條款及其對(duì)項(xiàng)目落地和經(jīng)濟(jì)性的具體影響。
表7 新能源配套抽水蓄能發(fā)展的政策支持體系與項(xiàng)目影響分析
為系統(tǒng)開(kāi)展新能源配套抽水蓄能項(xiàng)目的選址研究，不僅需考慮常規(guī)抽蓄的地形、水文等要素，還需引入與新能源特性緊密相關(guān)的指標(biāo)體系。表8提出了新能源配套抽水蓄能的特征選址評(píng)價(jià)指標(biāo)。
表8 新能源配套抽水蓄能的特征選址評(píng)價(jià)指標(biāo)
2.5 小結(jié)
本部分圍繞常規(guī)淡水抽水蓄能、海水抽水蓄能、地下空間抽水蓄能以及新能源配套抽水蓄能四類典型選址對(duì)象，對(duì)其選址特征、關(guān)鍵約束條件及評(píng)價(jià)指標(biāo)體系進(jìn)行了系統(tǒng)梳理與比較。研究表明，不同類型的抽水蓄能在地理?xiàng)l件、建設(shè)成本、技術(shù)成熟度、環(huán)境影響以及與新能源的耦合潛力等方面存在顯著差異?；诖耍槍?duì)四類對(duì)象建立了具有針對(duì)性的特征評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，為后續(xù)選址評(píng)價(jià)提供了指標(biāo)層面的參考。
在實(shí)際選址過(guò)程中，應(yīng)結(jié)合項(xiàng)目所在區(qū)域的資源稟賦與外部條件，優(yōu)先匹配相應(yīng)類型的評(píng)價(jià)指標(biāo)。例如，沿海地區(qū)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注海水抽水蓄能的防腐蝕設(shè)計(jì)、海洋生態(tài)影響及港灣條件；具備可利用地下空間的地區(qū)應(yīng)側(cè)重礦井結(jié)構(gòu)安全性、防滲條件及修復(fù)成本評(píng)估等；常規(guī)淡水型需突出水文條件、落差規(guī)模與生態(tài)保護(hù)；新能源配套型則需綜合考慮與風(fēng)電、光伏等可再生能源的空間布局協(xié)同以及電網(wǎng)接入條件等。通過(guò)因地制宜地選擇與權(quán)衡核心指標(biāo)，可提升選址評(píng)價(jià)的針對(duì)性與科學(xué)性，為抽水蓄能項(xiàng)目的可行性研究與決策提供有力支撐。
3 選址技術(shù)方法分析
現(xiàn)有的抽水蓄能選址方法主要集中在地理信息系統(tǒng)(geographic information systems, GIS)、多準(zhǔn)則決策法(multi-criteria decision-making, MCDM)及兩者的耦合方法。此外，還存在其他一些獨(dú)立的新興選址技術(shù)和方法。如圖6所示，在本文統(tǒng)計(jì)分析的文獻(xiàn)中，采用MCDM方法的研究比例高達(dá)49%，反映了該方法的廣泛適用性。本部分將基于上述方法對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行系統(tǒng)性綜述與分析。
圖6 抽水蓄能選址研究文獻(xiàn)中不同技術(shù)方法的占比統(tǒng)計(jì)
3.1 地理信息系統(tǒng)(GIS)
GIS是一種基于空間數(shù)據(jù)的分析工具，通過(guò)整合地形、水文、地質(zhì)等多源數(shù)據(jù)，提供地理位置的可視化分析和建模，其主要適用于數(shù)據(jù)豐富且空間特征突出的宏觀尺度初步選址階段，精度依賴于基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)的質(zhì)量。
基礎(chǔ)地形分析和高程建模是抽水蓄能選址中GIS應(yīng)用的核心之一。宋云麗等提出了一種基于arcpy工具和DEM數(shù)據(jù)的自動(dòng)化選址方法，通過(guò)Python編程實(shí)現(xiàn)庫(kù)容和壩長(zhǎng)的批量計(jì)算，減少了手動(dòng)操作時(shí)間。Stocks等采用高分辨率DEM數(shù)據(jù)，識(shí)別了超過(guò)616000個(gè)低成本儲(chǔ)能潛力站點(diǎn)，為全球閉環(huán)抽水蓄能資源評(píng)估提供了23000 TWh的儲(chǔ)能潛力數(shù)據(jù)，支持可再生能源擴(kuò)展部署。對(duì)于綜合考慮社會(huì)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境影響的選址方法，Ali等提出了一種基于Bayesian網(wǎng)絡(luò)與GIS相結(jié)合的社會(huì)經(jīng)濟(jì)評(píng)估模型，有效減少了受限于社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素的站點(diǎn)數(shù)量，為決策提供了更可靠的依據(jù)。在復(fù)雜環(huán)境下，Lee等結(jié)合MOHID模型與GIS，模擬潮流特征并結(jié)合地理分析，定位韓國(guó)海域10個(gè)適合潮流與抽水蓄能混合發(fā)電的高潛力站點(diǎn)。在高地形復(fù)雜地區(qū)，Lu等通過(guò)綜合地形高程差和水資源分析，篩選出西藏地區(qū)的多個(gè)高潛力站點(diǎn)，為當(dāng)?shù)乜稍偕茉撮_(kāi)發(fā)提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)支持。Baniya等結(jié)合GIS空間分析與水文模擬，評(píng)估了尼泊爾喜馬拉雅地區(qū)的抽水蓄能開(kāi)發(fā)潛力，確定了多個(gè)高效儲(chǔ)能站點(diǎn)，為高海拔地區(qū)儲(chǔ)能開(kāi)發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。表9展示了上述GIS方法在抽水蓄能選址中的典型應(yīng)用。
表9 GIS方法在抽水蓄能選址中的典型應(yīng)用
以上研究充分展現(xiàn)了在抽水蓄能選址中GIS技術(shù)自動(dòng)化處理、空間可視化和決策支持中的應(yīng)用潛力。通過(guò)整合多源數(shù)據(jù)，GIS技術(shù)實(shí)現(xiàn)了從靜態(tài)地理信息到動(dòng)態(tài)智能化分析的轉(zhuǎn)變，極大提升了選址的科學(xué)性和決策效率。
3.2 多準(zhǔn)則決策(MCDM)
MCDM是一種用于評(píng)估和決策復(fù)雜問(wèn)題的工具，能夠綜合考慮多個(gè)不同且相互沖突的標(biāo)準(zhǔn)，以確定最優(yōu)方案。通過(guò)權(quán)重分配與指標(biāo)評(píng)價(jià)，幫助決策者在多個(gè)候選地點(diǎn)中選擇最優(yōu)方案，確保決策的全面性，適合影響因子明確且多維度利益權(quán)衡復(fù)雜的場(chǎng)景。MCDM理論通常包括三個(gè)核心部分：數(shù)據(jù)處理、權(quán)重計(jì)算和結(jié)果排序。在應(yīng)對(duì)動(dòng)態(tài)復(fù)雜的決策環(huán)境及專家主觀性等不確定性因素時(shí)，學(xué)者在傳統(tǒng)MCDM理論基礎(chǔ)上發(fā)展了多種更適應(yīng)這些挑戰(zhàn)的選址框架，以適應(yīng)不同的選址需求和條件。已有文獻(xiàn)[36, 43, 65, 73]對(duì)這些方法體系進(jìn)行了系統(tǒng)而深入的綜述。鑒于相關(guān)方法類型眾多，且本研究重心并非全面覆蓋所有MCDM擴(kuò)展模型，故僅通過(guò)表10匯總當(dāng)前文獻(xiàn)中已應(yīng)用于抽水蓄能選址問(wèn)題的方法及其簡(jiǎn)要特征，作為基礎(chǔ)參考。
表10 MCDM方法在抽水蓄能選址中的應(yīng)用
盡管上述方法單獨(dú)描述，但實(shí)際應(yīng)用中通常將其耦合以充分發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，從而更全面地評(píng)估備選方案。在早期研究中，Wu等綜合定量與定性評(píng)價(jià)因素，引入清晰數(shù)值、TIFN及二維不確定語(yǔ)言變量處理信息異質(zhì)性，利用AHP計(jì)算指標(biāo)權(quán)重，并通過(guò)VIKOR方法實(shí)現(xiàn)多方案的折中排序，奠定了其多源異質(zhì)信息處理與多準(zhǔn)則排序框架的基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上，Wu等進(jìn)一步采用TrFN處理模糊信息，并引入EWM確定指標(biāo)權(quán)重，通過(guò)VIKOR法對(duì)方案進(jìn)行排序，結(jié)合具體選址案例，提升了方法的實(shí)證適用性與工程可操作性。隨后，Wu等提出了一個(gè)基于兩階段評(píng)估的模糊決策模型，第一階段利用TIFN構(gòu)建評(píng)價(jià)體系并篩選可行方案，第二階段采用TODIM方法進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)敏感排序，增強(qiáng)了模型在不確定性與風(fēng)險(xiǎn)偏好下的決策適應(yīng)能力。另一項(xiàng)研究中，Wu等將AHP與EWM相結(jié)合，提出L-模糊測(cè)度用于權(quán)重確定，并基于模糊VIKOR法完成排序，進(jìn)一步豐富了指標(biāo)賦權(quán)邏輯，強(qiáng)化了評(píng)價(jià)結(jié)果的穩(wěn)定性與合理性。Nzotcha等使用AHP、模糊邏輯評(píng)分系統(tǒng)等方法，并通過(guò)ELECTRE III法處理信息異質(zhì)性和人類偏好，支持可持續(xù)性概念。Guo等引入概率語(yǔ)言項(xiàng)集評(píng)估不確定性標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)模糊PROMETHEE方法排序，優(yōu)化決策群體的劃分。Ji等針對(duì)單一評(píng)價(jià)方法結(jié)論不一致的問(wèn)題，采用基于肯德?tīng)栆恢滦韵禂?shù)的循環(huán)消除機(jī)制，整合AHP、TOPSIS和VIKOR方法，確保選址評(píng)價(jià)一致性。隨后Ji等又進(jìn)一步提出了基于循環(huán)消除機(jī)制的組合評(píng)價(jià)模型。Tao等將TIFN轉(zhuǎn)化定量指標(biāo)，采用博弈組合權(quán)值法確定權(quán)重，通過(guò)TODIM法考慮風(fēng)險(xiǎn)偏好，對(duì)候選方案排序，形成混合決策框架。Yong等使用TIFN表達(dá)信息，通過(guò)否決制篩選方案，結(jié)合EWM和SWARA計(jì)算權(quán)重，并用MABAC排序。Chen等結(jié)合C-OWA與AHP計(jì)算權(quán)重，用融合VIKOR與GRA的綜合決策法評(píng)估和排序候選方案，適應(yīng)不確定性與不完整數(shù)據(jù)環(huán)境。
綜上，現(xiàn)有研究在抽水蓄能選址中引入MCDM方法，構(gòu)建了多種具有創(chuàng)新性的決策框架。通過(guò)融合定性與定量分析、模糊邏輯以及多階段篩選機(jī)制，這些方法顯著提升了選址決策的科學(xué)性與實(shí)用性，為優(yōu)化抽水蓄能站址提供了重要的理論支撐與實(shí)踐指導(dǎo)。
3.3 GIS-MCDM耦合方法
GIS與MCDM集成方法將GIS的空間分析功能與MCDM的決策邏輯緊密結(jié)合，首先通過(guò)GIS進(jìn)行空間信息分析與初步方案識(shí)別，再運(yùn)用MCDM方法進(jìn)行精細(xì)化決策分析和方案優(yōu)化。這種方法同時(shí)具備空間布局合理性與定量決策精細(xì)度，適用于復(fù)雜空間因素與多維決策標(biāo)準(zhǔn)并存的精細(xì)化綜合選址情景。
Jiménez等將GIS與AHP相結(jié)合，系統(tǒng)評(píng)估了西班牙瓜達(dá)爾費(fèi)奧河流域的多個(gè)潛在水庫(kù)選址。在此基礎(chǔ)上，De等提出了一種更為創(chuàng)新的基于GIS的半自動(dòng)化選址方法，將AHP加權(quán)機(jī)制應(yīng)用于大規(guī)模選址任務(wù)。該方法通過(guò)自動(dòng)化工具實(shí)現(xiàn)了更大范圍的選址分析，為應(yīng)對(duì)更復(fù)雜的地形和數(shù)據(jù)處理需求提供了有效解決方案。Ouchani等進(jìn)一步拓展了GIS和AHP的結(jié)合，首次引入了蒸發(fā)損失和海水鹽度等新標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)估現(xiàn)有水庫(kù)和海水抽水蓄能的可行性。Ali等則開(kāi)發(fā)了一種基于GIS和AHP的自動(dòng)化技術(shù)，快速篩選抽水蓄能站點(diǎn)并結(jié)合平準(zhǔn)化能源成本進(jìn)行碳減排潛力分析。Ghorbani等的研究則將TOPSIS方法與GIS模型結(jié)合，分析了伊朗多個(gè)抽水蓄能選址的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。該研究不僅評(píng)估了現(xiàn)有水庫(kù)的改造潛力，還提出了開(kāi)發(fā)永久河流及海水抽水蓄能的方案。應(yīng)對(duì)風(fēng)電與抽水蓄能聯(lián)合選址的挑戰(zhàn)，Ahmadi等提出了一種結(jié)合GIS、模糊ANP和模糊VIKOR的兩步?jīng)Q策框架。該框架首先通過(guò)GIS確定風(fēng)電場(chǎng)與抽水蓄能的可能選址，然后進(jìn)行方案的細(xì)致排名。Song等提出了一種基于DEM數(shù)據(jù)的抽水蓄能選址工具箱，結(jié)合GIS的水文分析功能與ArcPy工具，實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模地形數(shù)據(jù)的批量處理，最后利用灰色關(guān)聯(lián)分析和CRITIC法進(jìn)行多因素評(píng)價(jià)。表11展示了上述GIS與MCDM耦合方法在抽水蓄能選址中的典型應(yīng)用。
表11 GIS與MCDM方法在抽水蓄能選址中的典型應(yīng)用
3.4 其他技術(shù)方法
在抽水蓄能的選址過(guò)程中，除了廣泛應(yīng)用GIS和MCDM及其耦合方法外，學(xué)術(shù)界也在積極探索多種創(chuàng)新性的獨(dú)立方法以應(yīng)對(duì)特定情境下的選址需求。費(fèi)香澤等利用衛(wèi)星遙感地形數(shù)據(jù)提出了一種快速篩選上下水庫(kù)建設(shè)區(qū)域的方法，并在浙江省縉云抽水蓄能進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證，展現(xiàn)了衛(wèi)星遙感技術(shù)在選址中的巨大潛力。Connolly等開(kāi)發(fā)了針對(duì)大范圍地形掃描的計(jì)算機(jī)程序，用于快速識(shí)別抽水蓄能選址點(diǎn)，并成功應(yīng)用于愛(ài)爾蘭西南部的評(píng)估。在具體場(chǎng)址的地質(zhì)條件調(diào)查中，王玉威等通過(guò)微動(dòng)測(cè)量結(jié)合高分辨率頻率-波數(shù)譜法，在廣西田東縣精確探測(cè)了基巖、覆蓋層及節(jié)理裂隙密集帶和斷層，驗(yàn)證了微動(dòng)方法在地質(zhì)勘查中的環(huán)保高效優(yōu)勢(shì)。巖石工程系統(tǒng)方法被引入用于抽水蓄能的選址決策，通過(guò)相互作用矩陣和綜合適宜性指數(shù)分析站點(diǎn)適宜性，并在中國(guó)十三陵抽水蓄能的案例分析中取得了良好效果。與此同時(shí)，人工智能(AI)已在抽水蓄能選址中得到實(shí)際應(yīng)用。李姝穎等結(jié)合遙感圖像和選址規(guī)范，基于模糊綜合評(píng)價(jià)法構(gòu)建標(biāo)簽，并通過(guò)提示工程和LoRA微調(diào)多模態(tài)大模型LLaVA，成功實(shí)現(xiàn)安徽績(jī)溪電站的自動(dòng)化預(yù)選址，顯著提升選址效率與準(zhǔn)確性。
3.5 小結(jié)
綜上，在抽水蓄能選址中，各方法展現(xiàn)出不同優(yōu)勢(shì)。表12總結(jié)了GIS和MCDM方法在抽水蓄能選址“數(shù)據(jù)→預(yù)篩→可行性→評(píng)價(jià)→優(yōu)化→不確定性→環(huán)境/電網(wǎng)→綜合排序”全流程中的適用性與功能差異。結(jié)果表明，GIS主要在前期和與空間相關(guān)的環(huán)節(jié)發(fā)揮核心作用，能夠高效獲取和處理多源空間數(shù)據(jù)，完成地形、水文、地質(zhì)等約束條件下的候選站址篩選，并為后續(xù)指標(biāo)量化提供高精度空間基礎(chǔ)。MCDM則在中后期綜合評(píng)價(jià)與決策階段優(yōu)勢(shì)突出，可整合技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境等多維因素，通過(guò)靈活的權(quán)重設(shè)定與多準(zhǔn)則排序，實(shí)現(xiàn)對(duì)候選站址的系統(tǒng)化優(yōu)選。GIS-MCDM耦合方法兼具空間信息精準(zhǔn)處理與多準(zhǔn)則綜合評(píng)價(jià)能力，能夠在初篩、可行性分析、方案優(yōu)化及最終排序等各環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與指標(biāo)的一體化處理，避免單一方法在環(huán)節(jié)覆蓋上的不足，實(shí)現(xiàn)從前期數(shù)據(jù)收集到最終決策輸出的全鏈路支持。相比之下，其他獨(dú)立選址方法多集中于單一環(huán)節(jié)，難以形成全流程的閉環(huán)應(yīng)用，因此在實(shí)際工程中，GIS、MCDM及其耦合方法仍是主導(dǎo)性技術(shù)路線。
表12 GIS和MCDM在抽水蓄能選址全流程環(huán)節(jié)中的適用性對(duì)比
4 結(jié)論與展望
針對(duì)抽水蓄能選址領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)，開(kāi)展了較為系統(tǒng)的文獻(xiàn)綜述與分析研究，主要得到以下結(jié)論：
（1）研究態(tài)勢(shì)分析。通過(guò)文獻(xiàn)計(jì)量分析發(fā)現(xiàn)，抽水蓄能選址相關(guān)研究近年來(lái)受國(guó)家能源政策的持續(xù)推動(dòng)呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)趨勢(shì)，特別是2021年后顯著加速，凸顯政策導(dǎo)向與研究熱點(diǎn)之間的緊密關(guān)聯(lián)性。這一現(xiàn)象提示后續(xù)研究仍需密切關(guān)注政策演變方向及其帶來(lái)的新興選址需求。
（2）選址對(duì)象類型與特征指標(biāo)體系。構(gòu)建了以選址對(duì)象為核心的研究框架，明確了常規(guī)淡水抽水蓄能、海水抽水蓄能、地下空間抽水蓄能和新能源配套抽水蓄能四個(gè)典型對(duì)象，分別從技術(shù)特征、研究現(xiàn)狀、政策支持及評(píng)價(jià)指標(biāo)體系四個(gè)方面進(jìn)行系統(tǒng)梳理。對(duì)于常規(guī)淡水抽水蓄能，梳理了當(dāng)前研究所普遍采用的通用選址指標(biāo)，涵蓋水文條件、地形地質(zhì)、環(huán)境生態(tài)、交通與配套設(shè)施、社會(huì)因素、經(jīng)濟(jì)效益和電力系統(tǒng)七個(gè)方面。針對(duì)海水抽水蓄能、地下空間抽水蓄能和新能源配套抽水蓄能三類非常規(guī)模式，分別提出了具有差異化的特征評(píng)價(jià)指標(biāo)，并分析了各自區(qū)別于常規(guī)淡水模式的優(yōu)勢(shì)。海水抽水蓄能突破淡水資源限制，適合沿海負(fù)荷中心；地下空間抽水蓄能節(jié)約地表空間，促進(jìn)礦區(qū)資源綜合利用；新能源配套抽水蓄能通過(guò)源-儲(chǔ)一體化布局，提升了新能源的消納能力。
（3）選址技術(shù)方法綜述與對(duì)比分析。在方法維度上，本文對(duì)GIS、MCDM、GIS-MCDM耦合方法及其他新興方法進(jìn)行了系統(tǒng)梳理，明確了各方法的理論基礎(chǔ)、典型應(yīng)用、優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)與適用條件。GIS技術(shù)在選址全流程中以空間信息處理為核心，尤其在數(shù)據(jù)獲取、預(yù)篩選和空間可行性分析等前期環(huán)節(jié)優(yōu)勢(shì)突出，同時(shí)可為后續(xù)評(píng)價(jià)、優(yōu)化及環(huán)境/電網(wǎng)匹配提供高精度空間數(shù)據(jù)支撐；MCDM方法在可行性研究、綜合評(píng)價(jià)、優(yōu)化與不確定性分析等中后期環(huán)節(jié)作用顯著，能夠整合技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境等多維指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)靈活的權(quán)重設(shè)定與候選方案排序；GIS-MCDM耦合方法打通了空間信息處理與多準(zhǔn)則綜合評(píng)價(jià)的鏈條，將從數(shù)據(jù)收集、預(yù)篩、可行性分析，到綜合排序決策的各環(huán)節(jié)有機(jī)銜接，實(shí)現(xiàn)全鏈路覆蓋與閉環(huán)決策。其他新興方法在特定環(huán)境或數(shù)據(jù)不足的情形下可作為補(bǔ)充手段，提升局部環(huán)節(jié)的分析能力。整體而言，上述選址方法體系正不斷發(fā)展更新，與人工智能等先進(jìn)技術(shù)的結(jié)合尤具潛力，將進(jìn)一步提升抽水蓄能選址的科學(xué)性與決策效率。
基于上述分析可知，盡管抽水蓄能選址研究近年來(lái)取得了較大進(jìn)展，但面對(duì)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和站址資源約束帶來(lái)的新挑戰(zhàn)，未來(lái)的研究工作仍需進(jìn)一步深化和拓展。結(jié)合選址對(duì)象類型、評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及技術(shù)方法發(fā)展的趨勢(shì)，本文對(duì)下一步的研究方向提出以下展望：
（1）在選址對(duì)象與評(píng)價(jià)指標(biāo)體系方面，未來(lái)研究應(yīng)分別聚焦常規(guī)與非常規(guī)抽水蓄能的選址難點(diǎn)與評(píng)價(jià)特征，構(gòu)建分類型、多維度的指標(biāo)框架與權(quán)重優(yōu)化機(jī)制。對(duì)于常規(guī)淡水型抽水蓄能，未來(lái)應(yīng)重點(diǎn)圍繞選址開(kāi)發(fā)約束、工程經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)與政策機(jī)制適配，建立以“可實(shí)施性+經(jīng)濟(jì)性+政策可達(dá)性”為導(dǎo)向的選址評(píng)價(jià)體系，并引入動(dòng)態(tài)權(quán)重模型對(duì)區(qū)域差異、政策更新進(jìn)行響應(yīng)式調(diào)整，以提升常規(guī)項(xiàng)目的落地效率。對(duì)于非常規(guī)抽水蓄能(海水抽水蓄能、地下空間抽水蓄能和新能源配套抽水蓄能)，應(yīng)該強(qiáng)化差異化指標(biāo)體系的構(gòu)建與動(dòng)態(tài)權(quán)重調(diào)整機(jī)制，以推動(dòng)非常規(guī)選址的規(guī)模化發(fā)展與政策支持體系完善。
（2）選址技術(shù)方法方面，未來(lái)應(yīng)加強(qiáng)GIS、MCDM與人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)等先進(jìn)技術(shù)的深度融合，開(kāi)發(fā)更具自動(dòng)化、智能化和適應(yīng)性的決策工具平臺(tái)，在選址技術(shù)方法方面，未來(lái)應(yīng)加強(qiáng)GIS與MCDM技術(shù)與AI方法的融合，開(kāi)發(fā)具備智能識(shí)別、自主學(xué)習(xí)與適應(yīng)性決策能力的綜合平臺(tái)。具體路徑例如：利用遙感圖像與高程數(shù)據(jù)結(jié)合深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)候選站點(diǎn)的快速識(shí)別與特征提??；引入基于機(jī)器學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)模型(如隨機(jī)森林、XGBoost)，替代傳統(tǒng)人工賦權(quán)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)指標(biāo)重要性自學(xué)習(xí)；結(jié)合集成學(xué)習(xí)與貝葉斯優(yōu)化方法，提升選址結(jié)果在多方案、非線性、非確定性決策場(chǎng)景下的穩(wěn)定性與解釋性。上述技術(shù)路徑將有助于進(jìn)一步提升抽水蓄能項(xiàng)目選址的科學(xué)性與效率。
