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古者名山大川,皆天子使吏治之,而入其贡赋。
——《读史方舆纪要》
我有一个研究抽水蓄能的朋友。
好久没有见到他了,甚是想念。
于是和他相约小酌,对酒当歌,聊一下抽水蓄能。
他说,在刚入职的时候,有一次去新疆阜康抽水蓄能项目现场查勘,同行有一位经验非常丰富的地质专家,博闻强识,提携后进。一起查勘的路上,推荐给他一首元朝萨都剌写的《念奴娇·登石头城次东坡韵》。多年以后,每次过去查勘路上,他还是会想起这首词来。
“石头城上,望天低吴楚,眼空无物。指点六朝形胜地,唯有青山如壁。”
——元·萨都剌
青梅煮酒,试论抽水蓄能的地理分布。
一、资源条件得天独厚
我国幅员辽阔、万里山河,地形高低起伏,山地、高原和丘陵约占陆地面积的67%,抽水蓄能电站的建设条件得天独厚。
根据初步普查,我国抽水蓄能站点资源约为16亿千瓦/100亿千瓦时,相当于全国常规水电技术可开发量的2倍多,是世界抽水蓄能全部已建规模的10倍左右。
“州县之设,有时而更。山川之形,千古不易。”
——宋·郑樵
从来有事于一方者,必当审天下之大势。
天下之形势,视乎山川。
我国抽水蓄能资源和山川地形分布呈现高度一致。
——东北地区抽水蓄能资源集中分布在长白山脉,以及大、小兴安岭。
——华北地区集中在燕山山脉、太行山脉、狼山—阴山山脉、泰山山脉、昆嵛山脉。
——西北地区集中在秦岭、大巴山、阿尔金山-祁连山、天山山脉阿尔泰山脉和昆仑山脉。
——华中地区集中在大别山区、罗霄山脉。
——西南地区抽水蓄能分布在四川盆地边缘、冈底斯山—念青唐古拉山和喜马拉雅山之间的雅鲁藏布江谷地。
——华东、南方地区,浙闽、两广等省区抽水蓄能主要集中在浙闽丘陵和两广丘陵。云贵地区均以山地为主,区域内的抽水蓄能资也十分丰富。
——东北平原、华北平原、黄淮平原、两湖平原、长江中下游平原等平原地带受地形限制,抽水蓄能站点资源比较匮乏。
我国山脉分布图(秘书处张东制图)
抽水蓄能项目选址需要比较好的地形地质条件,主要包括高差适中(300m~700m)、活动构造不发育,地形、岩性、水源、交通条件好。
山是地质年代,极其缓慢的浪。
——《百度贴吧》
浙闽、两广沿海一带地层较新、构造运动相对较弱,山地的海拔一般在1000至1500米之间,组成山地丘陵的岩石70%以上是花岗岩和火山岩。东南丘陵区域地形地质条件好、水源条件好,造价在全国属于较低水平。越往我国北部尤其是西北部,区域构造稳定条件相对复杂,同时降雨量也在逐步减少,项目单位造价呈逐渐增加的趋势。
总体来说,我国抽水蓄能建设条件以华东、南方地区最好,华中、华北、东北次之,西南、西北地区相对一般。
二、为什么要建设抽水蓄能
为了应对气候变化,实现碳达峰碳中和的目标,大规模开发可再生能源,尤其是风光资源是必然选择。但与此同时,风电和光伏发电都具有随机性、间歇性、波动性等特点,要建立以高比例新能源为重要特征的新型电力系统,必须有足够的系统灵活调节能力,主要手段包括火电灵活性改造、燃气电站、抽水蓄能、新型储能、氢能和需求侧响应等。
世界各国根据资源禀赋的不同,选择了不同的技术路线。
美国在两次石油危机期间,布局建设了大量的抽水蓄能电站。本世纪以来,随着页岩革命,天然气产量激增,新增需求选择以燃气电站为主。德国等欧洲国家,地势平坦,缺乏抽水蓄能建设的地形条件,主要以建设燃气电站为主。日本抽水蓄能发展较早,目前世界水头最高的抽水蓄能电站仍在日本,但受限于国土面积促狭,抽水蓄能站点资源基本开发殆尽。韩国地势较平,抽水蓄能站点资源同样匮乏。目前日韩的调节能力建设以燃气电站为主,燃气主要来自于海洋运输,同时也将重注下在了氢能之上。
2022年世界各国主要调峰电源比例
我国的情况和世界各国有很大的不同。
一是系统调节能力的路径选择。我国化石能源资源禀赋以煤为主。油气资源相对匮乏,主要依赖进口,转型之路无法依靠燃气电站。火电灵活性改造、需求侧管理是优先选择。同时,还需要建设大规模的抽水蓄能和新型储能。
二是新增保供能力的路径选择。我国经济社会还处于快速发展的阶段,为了两个百年奋斗目标的实现,并持续推动电气化发展,还有新增电力需求。为了满足新增需求,经过研究,“抽水蓄能+新能源”是最优的低碳电源拓展方案。
我国抽水蓄能的站点资源和需求呈现出非常显著的正相关性。经济最发达、电力需求最旺盛的地方主要集中在东南,抽水蓄能最好的站点资源也恰恰在这个区域,浙闽、两广、云贵优质站点资源如恒河沙数,得天独厚。京、津、冀、鲁等经济重地,燕山、太行为其屏障,山东丘陵为其腹心,优质站点资源亦十分丰富,可以为电力系统建设提供坚强支撑,为新能源发展提供灵活调节能力。
三、东北地区
东北地区主要包括黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古东部地区。
东北属于湿润半湿润地区,整体来看,水不构成抽水蓄能选点的制约因素。抽水蓄能布局主要的考虑要素是山。
山之于抽水蓄能,大概相当于人的根骨。
先天不足,后天难补。
东北的山脉主要包括长白山山脉,大兴安岭,小兴安岭。
东北区域主要山脉示意图
注:该区域示意图采用天地图数据制作,相应审图号:GS(2024)0650号_中国省市县地图。本图界线仅用于山脉示意,不作为实地划界依据,下同。
长白山脉呈西南—东北走向,横贯东北三省。其中,抽水蓄能项目主要分布在黑龙江省的哈尔滨、牡丹江、七台河、双鸭山,吉林省的吉林市、延边州、白山和通化,以及辽宁省的抚顺、本溪、丹东、营口、大连等地。
大兴安岭呈西南—东北走向,内蒙古呼伦贝尔、兴安盟、通辽、赤峰、锡林郭勒等地具有适合抽水蓄能建设的地形条件;小兴安岭呈西北—东南走向,伊春、鹤岗的站点资源也较为丰富。
此外,辽宁还有部分项目位于燕山山脉余脉的朝阳、葫芦岛等地。
东北地区煤炭、新能源、抽水蓄能站点资源都十分丰富,具备建设大型风光水火储清洁能源基地的条件,可供电华北区域。
四、华北地区
华北地区主要包括内蒙古、河北、北京、天津、山西、山东等地。
华北地区,山川形胜之地。主要的山脉有太行山脉、阴山山脉、燕山山脉、吕梁山脉,以及鲁中南丘陵(泰山)和胶东丘陵(昆嵛山)。
华北地区主要为温带季风气候,年降水量在400~1000mm左右。
华北区域主要山脉示意图
——内蒙古西部地区降水量少于400mm,为半干旱区域,抽水蓄能项目既需要考虑山的因素,也需要考虑水的因素,主要分布在阴山山脉的巴彦淖尔、包头、呼和浩特等地。
除内蒙古西部地区外,选择抽水蓄能站点主要考虑的要素是山。
燕山,河北所恃以为固者也。
——《读史方舆纪要》
——河北北部的项目主要分布在燕山山脉的承德市、张家口市、秦皇岛、唐山市等地;南部的项目主要分布在太行山脉沿线的保定、石家庄、邢台、邯郸等地。
——北京的项目分布在太行山脉的房山区、燕山山脉的昌平区。
——天津的项目分布在燕山山脉的蓟州区。
山西之形势,最为完固。盖语其东则太行为之屏障,其西则大河为之襟带。于北则大漠、阴山为之外蔽,而勾注、雁门为之内险。于南则首阳、底柱、析城、王屋诸山,滨河而错峙,又南则孟津、潼关皆吾门户也。
——《读史方舆纪要》
——山西的项目主要分布在太行山脉西侧的忻州、阳泉、晋中、长治、晋城等地;此外,恒山山脉北侧的大同、朔州,吕梁山脉的太原、吕梁、临汾,中条山附近的运城等地也具备建设抽水蓄能电站的条件。
“孔子登东山而小鲁,登泰山而小天下。”
——《孟子》
山东之于京师,犬牙相错也。语其形胜,则不及雍、梁之险阻;语其封域,则不及荆、扬之旷衍。
——《读史方舆纪要》
——山东的项目主要分布在鲁中南丘陵地带(泰山山脉)的济南、泰安、淄博、潍坊、枣庄、临沂、日照等地;以及胶东丘陵(昆嵛山脉)的烟台、威海等地。
华北地区抽水蓄能资源较为丰富,抽水蓄能主要作用为服务区域电力保供、增强新能源消纳能力、接受区外送电的安全保障。
五、华中区域
华中地区主要包括河南、湖北、湖南、江西等地。
华中区域主要山脉示意图
河南,古所称四战之地也。当取天下之日,河南有所必争。
——《读史方舆纪要》
——河南的抽水蓄能项目主要分布在太行山南段的安阳、鹤壁、新乡、焦作、济源等地,嵩山附近的郑州、许昌,熊耳山、伏牛山附近的洛阳、三门峡、平顶山、南阳,桐柏山附近的驻马店,大别山附近的信阳等地。
荆州北据汉、沔,利尽南海,东连吴会,西通巴、蜀,此用武之国,而其主不能守,此殆天所以资将军,将军岂有意乎?
——《隆中对》
——湖北的项目主要分布在大别山附近的黄冈、孝感,罗霄山脉的咸宁,武当山附近的十堰、襄阳,巫山附近的恩施、宜昌等地。
——湖南的项目主要分布在武陵山附近的常德,雪峰山附近的怀化、益阳,罗霄山脉的岳阳、长沙、株洲、衡阳、郴州等地。
——江西的项目主要分布在罗霄山脉的宜春、吉安、赣州,武夷山附近的上饶等地。
华中区域各省抽水蓄能资源分布比较均匀,抽水蓄能主要作用为服务省内电力保供、增强新能源消纳能力、接受区外送电的安全保障。
六、华东地区
夫作事者必于东南,收功实者常于西北。
——《史记》
华东地区主要包括安徽、浙江、江苏、上海、福建、台湾等地。
华东区域主要山脉示意图
华东地区主要的地理特征是丘陵地貌,包括江南丘陵、江淮丘陵、浙闽丘陵,以及大别山、天目山、天台山、雁荡山、武夷山等著名山脉。
——安徽北部的抽水蓄能项目主要分布在大别山区的六安、安庆,此外还包括江淮丘陵地带的滁州;南部的项目主要分布在江南丘陵地带的池州、黄山、宣城和芜湖等地。
——江苏地势较平,抽水蓄能站点资源稀少。少量分布于江淮丘陵地带的徐州、怀安,以及江南丘陵地带的镇江、常州、无锡。
夫浙江者,南临闽越,北辅陪都,东御岛夷,西走饶、歙,鱼、盐、粟、帛,财赋所资也。
——《读史方舆纪要》
——浙江号称“七山二水一分田”,抽水蓄能资源丰富,主要分布在天目山、四明山、仙霞岭、天台山、雁荡山等群山所在的浙闽丘陵地带,除了嘉兴、绍兴外,宁波、台州、温州、丽水、衢州、杭州、湖州等地抽水蓄能站点资源都较好。
——福建省素有“八山一水一分田”之称,和浙江情况类似,抽水蓄能站点资源十分优越。位于武夷山以东的浙闽丘陵的福州市、厦门市、莆田市、三明市、泉州市、漳州市、南平市、龙岩市、宁德市等地都有很好的抽水蓄能建设条件。
——台湾省的抽水蓄能站点资源主要集中在台湾中央山脉。
华东区域的抽水蓄能资源分布不均,浙江、福建、安徽资源条件较好,江苏、上海资源稀缺,宜加强区域互济。华东区域主要作用为服务区域电力保供、增强新能源消纳能力、接受区外送电的安全保障。
七、南方地区
南方地区主要包括广东、广西、云南、贵州、海南等地。
南方山脉主要区域示意图
广东,在南服最为完固。
广西之地,不必无所事于天下。
昔人言用闽、浙不如用粤东,用粤东不如用粤西,何也?其所出之途易,而湖南之险与我共之也。
——《读史方舆纪要》
——广东、广西位于两广丘陵地带,地形条件好、水源条件好、岩石条件好,除个别地市地形平坦,广东的广州、韶关、深圳、江门、茂名、肇庆、惠州、梅州、汕尾、河源、阳江、清远、潮州、揭阳、云浮,广西的南宁、柳州、桂林、梧州、防城港、钦州、贵港、玉林、百色、贺州、河池、来宾、崇左等地抽水蓄能资源条件都相对较好。
——云贵高原大多是山地地形,抽水蓄能站点资源也十分丰富。
云南其地旷远,可耕可牧,鱼盐之饶,甲于南服。
——《读史方舆纪要》
云南省属亚热带、热带高原季风气候,地势西北高、东南低,水源丰沛、地形有利,在昆明、曲靖、玉溪、保山、昭通、丽江、临沧、楚雄、红河、文山、大理、怒江等地都有较好的资源条件。
贵州号称“天无三日晴,地无三尺平”,这两个条件都有利于抽水蓄能选点,贵阳、六盘水、遵义、安顺、毕节、铜仁、黔西南、黔东南、黔南等地的建设条件也较好。
海南的抽水蓄能项目主要集中在五指山脉附近的三亚以及琼中等地。
南方区域各省的抽水蓄能的资源条件均较好,主要作用为服务省内电力保供、增强新能源消纳能力、接受区外送电的安全保障。
八、西南地区
本文中的西南地区主要指四川、重庆、西藏三地。
西南地区主要山脉分布示意图
四川非坐守之地也。以四川而争衡天下,上之足以王,次之足以霸,恃其险而坐守之,则必至于亡。
——《读史方舆纪要》
——四川,群山环绕,号为天府。其抽水蓄能项目主要分布在山地和盆地交界之处地区,主要包括巴中、广元、绵阳、德阳、成都、雅安、阿坝,以及位于横断山脉附近的甘孜州。
——重庆市的抽水蓄能项目主要分布在巫山山脉沿线区域。
——西藏地处高原,区内地形高低起伏、变化明显,具备较好的地形条件,水资源相对丰富。拉萨、日喀则、昌都、林芝、山南、那曲、阿里等地都有站点资源。
西南地区常规水电、新能源、抽水蓄能站点资源都十分丰富,抽水蓄能和水电可以作为新能源基地的骨干电源,具备建设大型流域水风光一体化清洁能源基地的条件,可供电华东、华中、南方区域。
九、西北地区
西北地区主要包括陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆。
西北地区主要山脉分布示意图
陕西据天下之上游,制天下之命者也。
——《读史方舆纪要》
田肯曰:秦,形胜之国也。带河阻山,隔绝千里,持戟百万,秦得百二焉。地势便利,其以下兵于诸侯,譬犹居高屋之上,建瓴水也。
——《史记》
——陕西大抵可以分为三个区域,分别是陕南、关中和陕北。陕南位于秦岭和大巴山之间,具备建设抽水蓄能的资源条件,商洛、安康、汉中具有较好的资源条件。关中地形较为平缓,渭南、宝鸡具备建设抽水蓄能的条件。陕北地区的建设条件相对较差。
——宁夏的抽水蓄能建设条件相对一般,主要分布在黄河两岸的中卫和吴忠。
——甘肃省地形狭长,抽水蓄能项目主要分布在阿尔金山-祁连山沿线的酒泉、张掖、金昌、武威、兰州等地,以及秦岭沿线的定西、天水、陇南等地。
——青海的抽水蓄能项目主要分布在昆仑山、党河南山、青海南山、拉脊山两侧的海西、海南、果洛等州。
——新疆疆域广阔,但受地形和水源条件限制,抽水蓄能站点资源分布比较集中。主要分布在东疆的博格达山沿线的哈密、吐鲁番、乌鲁木齐、昌吉州等地,以及天山沿线的阿克苏、巴音郭楞等州,昆仑山沿线的克孜勒苏柯尔克孜、喀什、和田等地,阿尔泰沿线的阿勒泰地区,博罗科努山沿线的伊犁、博尔塔拉。
西北等地新能源资源非常丰富,但抽水蓄能站点资源受地形和水资源条件限制。可以因地制宜,结合抽水蓄能站点选点布局,并建设一定规模的火电,具备布局建设沙戈荒大型风光火储清洁能源基地的条件,可供电华北、华中、华东、南方区域。
十、发展展望
君子藏器于身,待时而动。
——《易经》
我国抽水蓄能站点资源十分丰富,此殆天所以资我国。
“十三五”期间,受电价疏导机制的制约,5年间的抽水蓄能核准规模仅为3000万千瓦左右。
“十四五”以来,随着双碳目标的提出,为促进高比例、大规模可再生能源发展,抽水蓄能进入高质量发展的新时代。
但与此同时,抽水蓄能“大干快上”的舆情也一时甚嚣尘上。关于电价影响的问题、关于需求规模的问题、关于局部“过热”的问题,是站在矛盾的不同方面来看待抽水蓄能发展,俱是老成谋国之言,也促进了行业的认真思考。
但不同质的问题,要用不同质的方法来解决。
关于电价影响的问题,既要算增加系统运行费用的小账,更要算大账、长远账、整体账、综合账。随着新能源开发成本的快速降低,以抽水蓄能+新能源来满足电力系统的增量需求,算经济、减排两笔大账都是有利的;从长远来看,可以大幅减少温室气体排放、有效应对气候变化、为双碳目标实现提供坚实支撑;从整体来看,通过加强新能源基础设施建设,进一步提升了新能源的发展潜力,增强我国能源自主供给能力;从综合来看,通过抽水蓄能等国家重大基础设施建设,可以有效的拉动投资,为美丽中国建设和乡村振兴贡献力量。
这就是为什么要发展抽水蓄能的底层逻辑。
关于需求规模和“局部过热”的问题,可以通过科学论证和合理布局来解决,着力点就是科学的发展规划。
不是现在干的快了,而是以前干的慢了。
没有所谓“大干快上”,只是在补历史欠账。
“用之则行,舍之则藏,唯我与尔有是夫。”
——《论语·述而》
因为山就在这里,所以抽水蓄能就在这里。
这是我们得天独厚的优势。
我们坚信,随着双碳目标的持续推进,随着大家对于抽水蓄能的认识不断深入,中国抽水蓄能的事业一定会越来越好。
在水电总院赵增海副院长、规划部朱方亮主任的指导下,在智库办公室彭烁君主任、党委工作部马伟主任和水电工程院喻葭临院长的大力支持下,我们会同杨德权、郑静、周小溪、程立、何万通、柏睿、秦潇、边立杰、曹曦、任伟楠、崔正辉、于倩倩、刘纳、周力、苗楚婷、格桑曲宗、王羽、张东(女)等同志共同讨论完成此文,并听取了王婷婷、张丹庆、益波、李建兵、杨建赞、宁宇、姚晨晨、周林、毕小剑、宋敏等各设计单位有关领导和专家的建议。再次对大家宝贵的意见和辛苦的工作表示衷心的感谢。
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记者从南方电网了解到,6月13日,在广东茂名、广西桂林等地,5座抽水蓄能电站启动建设。这批总投资近400亿元、总装机容量600万千瓦的工程,计划于2029年底前建成投产,将有力支撑3亿千瓦新能源稳定接入电网。
近日,哈电集团哈尔滨电机厂有限责任公司承担的黑龙江省重大科技成果转化项目“超高水头400兆瓦级大容量抽水蓄能机组研制”,通过了黑龙江省科技厅组织的专家组验收。验收结果显示,项目成果达到国际领先水平,具有完全自主知识产权,成功填补了我国在超高水头、超大容量、高转速抽水蓄能机组设计制造
近日获悉,国网新源福建厦门抽水蓄能电站机组启动验收委员会认定,该电站4号机组于5月30日完成15天试运行、正式投运,电站全面投产发电。作为福建省内目前单机容量最大的抽水蓄能电站,厦门电站全面投运将对保障福建电网安全稳定运行、促进清洁能源消纳、推动能源结构调整具有重要意义。绿色“充电宝”
牢记嘱托,勇担重任奋力书写新时代水电新答卷水电水利规划设计总院党委书记、院长李昇金沙江白鹤滩水电站是实施“西电东送”的国家重大工程,2021年6月28日,在白鹤滩水电站首批机组安全准点投产发电之际,习近平总书记致信祝贺,充分肯定建设者精益求精、勇攀高峰、无私奉献的精神和为国家重大工程建
北极星水电网获悉,6月18日,国家电投发布关于青海黄河上游水电开发有限责任公司2024年科技创新支持服务项目招标的公告。本项目招标范围是为黄河公司提供科技创新支持服务,主要包含科技项目及技术查新、成果鉴定、科技奖申报、研发费用加计扣除及科技项目辅助管理工作等。详情如下:
近日,长江经济带生态环境国家工程研究中心(简称“国家工程中心”)两位科研人员在国际权威学术期刊《科学》(Science),《基因组蛋白质组与生物信息学报》(Genomics,ProteomicsBioinformatics,简称GPB)分别发表第一作者署名论文,获国内外专家高度认可。国家工程中心科研人员陈宇杨作为第一作者,
6月13日,由国家电投、中国水力发电工程学会和湖南省科学技术协会联合主办的2024年中国水力发电工程学会学术年会暨水电发展大会在长沙开幕。国家电投党组成员、副总经理陈海斌出席开幕式并致辞。陈海斌在致辞中表示,国家电投始终坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为根本遵循,全面落实党中央、
北极星电力网获悉,中国电建6月17日公告,公司2024年1月至5月新签项目4176个,新签合同金额4784.74亿元,同比增长6.78%。注:1.能源电力业务包括水电、风电、太阳能发电、火电、电网等;2.水资源与环境业务包括水利、水务、水环境治理和水生态修复等;3.城市建设与基础设施业务包括市政、房建、铁路、
6月15日12时15分,由华能澜沧江公司负责建设运营的华能TB水电站首台1号机组通过72小时试运行,正式投入商业运行。TB水电站是国家“西电东送”骨干工程是中国华能首个实施绿色智能建造、工控系统全面国产化应用的标杆示范工程,电站总装机容量140万千瓦,全部投运后每年可提供清洁电量超62.3亿千瓦时,
6月13日,三峡集团董事长、党组书记刘伟平在湖北武汉主持召开2024年6月工作例会。会议充分肯定1至5月集团生产经营取得的成绩,分析研判当前形势和风险挑战,围绕冲刺“双过半”工作进行再动员、再部署。三峡集团总经理、党组副书记韩君出席并讲话,集团领导陈瑞武、曾义、吕庭彦、王武斌、王昕伟就分管
近日,哈电集团哈尔滨电机厂有限责任公司承担的黑龙江省重大科技成果转化项目“超高水头400兆瓦级大容量抽水蓄能机组研制”,通过了黑龙江省科技厅组织的专家组验收。验收结果显示,项目成果达到国际领先水平,具有完全自主知识产权,成功填补了我国在超高水头、超大容量、高转速抽水蓄能机组设计制造
日前,澜沧江公司参与编写的两项行业标准《水电工程升船机调试试验规程》(NB/T11419-2023)和《水电工程升船机运行维护规程》(NB/T11420-2023)由国家能源局正式发布,将于2024年6月28日正式实施。两项规程系统地总结国内已建三种主要形式升船机建设管理经验,是升船机领域国内首次编写及发布的调试
中国电煤采购价格指数(CECI)编制办公室发布的《CECI指数分析周报》(2024年第20期)显示,本期(2024.05.30-2024.06.07)CECI曹妃甸指数整体平稳、期末小幅回落。沿海指数中高卡现货价格小幅震荡。进口指数到岸标煤单价小幅上涨。CECI采购经理人指数在连续两期处于扩张区间后下降至收缩区间,分项指
北极星电力网获悉,湖北能源发布2024年5月发电情况,2024年5月,公司完成发电量33.98亿千瓦时,同比增加35.38%。其中水电发电量同比增加101.33%,火电发电量同比增加10.05%,新能源发电量同比增加29.75%。公司本年累计完成发电量177.93亿千瓦时,同比增加42.84%。其中水电发电量同比增加161.33%,火电
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