宁夏牛首山抽水蓄能电站主体开工 黄河首例赋能新能源

2025年5月8日，经国务院批准，全国首个依托黄河水资源建设的抽水蓄能电站—宁夏牛首山抽水蓄能电站主体工程正式开工。该项目是国家能源局“十四五”重点开工项目，总装机容量100万千瓦，总投资78.6亿元，设计年发电量11.48亿千瓦时，年抽水电量15.31亿千瓦时，综合循环效率75%，全生命周期可减少二氧化碳排放159.4万吨。电站建成后将承担宁夏电网调峰、调频、填谷及紧急事故备用任务，成为西北地区新能源消纳的关键枢纽。

核准批复与工程定位

宁夏牛首山抽水蓄能电站于2021年12月获国家发改委核准，2022年3月列入自治区“十大工程项目”，2024年12月完成下水库大坝填筑，2025年5月8日正式启动输水发电系统建设。项目选址青铜峡市黄河青铜峡水库右岸牛首山西麓，距银川市140公里、吴忠市31公里，枢纽工程由上水库、输水系统、地下厂房、地面开关站及下水库组成。工程分三期建设，目前在建一期装机容量100万千瓦，安装4台单机25万千瓦可逆式机组，额定水头379米，设计年利用小时数1500小时。静态投资72.8亿元，动态总投资78.6亿元，资本金占比20%（15.72亿元），由国家电网新源控股有限公司主导开发。

工程地质与枢纽布局

工程区位于黄河中上游最后一道峡谷，基岩为奥陶系灰岩，岩体饱和抗压强度108MPa，变形模量28GPa，渗透系数1.5×10⁻⁶cm/s，RQD值85%，属Ⅱ类围岩。地下厂房顶拱埋深320米，主洞室尺寸168米×26米×54米，采用Φ32自进式锚杆（长度9m@1m×1m）与C30喷射混凝土（厚度35cm）联合支护，围岩变形量控制在10mm以内。施工中攻克三大技术难题：

岩溶涌水控制：采用TSP303超前地质预报系统与高压帷幕灌浆技术（压力3.5MPa），单孔涌水量从120m³/h降至5m³/h，形成防渗帷幕8.6公里。

断层破碎带处理：针对F₁₃断层（宽度8.5米），实施玻璃纤维锚杆（抗拉强度800MPa）与固结灌浆（水泥掺量15%），支护后岩体声波波速提升至4200m/s。

大直径隧洞施工：引水隧洞直径7.5米，采用TBM掘进机（刀盘推力3800kN，扭矩4500kN·m）施工，日进尺12-15米，超挖量≤15cm，衬砌混凝土厚度40cm（C30，抗渗等级W8）。

技术参数与施工创新

上水库：位于牛首山山顶洼地，正常蓄水位653米，死水位633.5米，总库容1808万立方米，调节库容1144万立方米。混凝土面板堆石坝最大坝高95米，填筑量256万立方米，沥青混凝土面板厚度28cm（防渗层）+12cm（整平层），接缝采用GB止水铜片（1.2mm）与SR防渗盖片双重防护，位移允许值±25mm。

下水库：利用黄河青铜峡水库扩建，正常蓄水位370.5米，死水位334.0米，总库容1625万立方米，调节库容1160万立方米。改建混凝土面板堆石坝最大坝高84.5米，加厚混凝土12.6万立方米，裂缝控制采用聚脲涂层（厚度3mm，延伸率≥450%）。

输水系统：采用“一洞四机”布置，总长度4.2公里，引水隧洞直径6.8米，设计最大水头379米，压力钢管采用620MPa级高强钢（板厚40mm），水压试验压力6.8MPa，焊缝超声波探伤合格率99.2%。

生态环保措施

项目严格执行《黄河保护法》《宁夏生态保护红线管理条例》，环保总投资1.13亿元，占动态总投资1.44%，实施五大生态工程：

水质保障：配套建设净水系统，出水含沙量≤20mg/L，下泄生态流量≥0.6m³/s（枯水期）至1.2m³/s（丰水期），设置2座自动测报站实时监测6项水质指标（溶解氧≥5mg/L、pH 6-9、氨氮≤0.5mg/L等），数据采集间隔5分钟。

水土保持：治理边坡58公顷，实施格构梁护坡12万平方米（C25混凝土）、锚杆框架梁8.6万延米，植被恢复率91%，种植马尾松12万株（成活率≥95%）、刺槐8万丛（株高≥1.5m）。

固废利用：278万立方米开挖料综合利用率96.5%，建设表土堆放场15万立方米、弃渣场420万立方米（挡渣墙高度8m），危废暂存间防渗系数≤1×10⁻⁷cm/s。

污水处理：施工废水经“A²O+MBR”工艺处理，回用率100%；生活污水日处理能力50m³，达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准（TN≤10mg/L、TP≤0.3mg/L）。

移民安置：搬迁84户（砖混结构住房，户均110平方米），配套食用菌种植基地（年产300吨）及技能培训中心（年培训800人次），移民人均年收入≥2.6万元。

经济社会效益分析

直接效益：施工期消耗水泥68万吨（42.5级占比75%）、钢材12万吨（HRB400E螺纹钢8万吨）、炸药3600吨，创造就业岗位1840个（本地务工占比73%），带动运输车辆320台、商混站4座、预制构件厂2家，关联产业产值12亿元。

运营效益：年发电收入7.2亿元（容量电价2.4亿元，电量电价0.25元/kWh），税收贡献2.8亿元（增值税1.1亿元、所得税0.9亿元），每年节约标煤53万吨，减排CO₂ 159.4万吨、SO₂ 1.2万吨、烟尘0.3万吨。

电网支撑：提升宁夏电网调峰能力18%，减少火电调峰启停900次/年（单次成本12万元），增加新能源消纳15.1亿千瓦时/年，电压合格率提升至99.92%。

设备国产化与施工管理

核心设备国产化率≥95%：东方电气可逆式机组（转轮直径4.8米，效率92.5%）、平高电气550kV GIS（SF₆泄漏率≤0.1%）、南瑞继保SFC-5000调速器（调节速率15MW/s）。施工采用BIM技术优化临时占地86公顷（原方案111公顷），混凝土温控实施三级制冷（出机口≤12℃、入仓≤14℃、通水8-10℃），大体积混凝土最高温升≤25℃。

施工进度与质量控制

截至2025年5月，累计完成投资5.92亿元（占比7.5%），关键进展包括：

道路工程：新建场内道路18公里（路基宽8米）、改建7公里（沥青路面），完成土石方开挖51.2万立方米（占比96.36%）。

洞室施工：通风兼安全洞贯通1268米（断面8m×7m），2号施工支洞完成超2000米，支护拱架600榀，粉尘浓度≤1.2mg/m³。

节点计划：2026年3月启动大坝填筑，2028年6月首台机组试运行（72小时负荷率≥95%），2030年6月全容量投产。

数据来源：国家发展和改革委员会核准文件、生态环境部环评批复及国网新源控股有限公司施工进展报告。