The first unit of the Tiantai Pumped Storage Power Station in Zhejiang province was officially connected to the grid recently, adding a gigantic "power bank" to east China's electricity network. At the station, water cascades from the upper reservoir, leveraging a world-class 724-meter water head to drive turbines and generate green electricity. At the mountain's base, the lower reservoir gathers the water, ready to pump it back uphill for storage when power is abundant and demand is low.

    This releasing and storing efficiently transports electricity across time and space. Once fully operational, the station is expected to supply 1.7 billion kWh of clean energy annually, enough to power a city of 1.6 million people, according to the project builders, China Three Gorges Construction Engineering Corporation.

    Building a "crack-resistant dam"

    The upper reservoir's dam holds back 6.89 million cubic meters of water at a height of 953 meters, placing it under immense pressure. Dams of this nature are typically constructed from flexible rock-fill dams and rigid concrete faces, which makes them strong against compression but vulnerable to cracking from tension. Temperature changes could also deform the supporting rockfill, and subject the concrete surface to the risk of cracking.

    The construction team's solution to these challenges began with the concrete formula. Initial "trial-and-error" attempts with six different mixes were tried — but they either lacked early strength, were too costly, or even worsened cracking.

    A breakthrough came when Zhou Tao, a project manager, studied the concrete microstructure of basalt fiber. He asked if a chemical bond, not just a physical mix, with the cement could be the key.

    Shifting focus to the interface between materials, the team systematically tested 18 formulas across three dimensions — thermal, mechanical and durability — running 12 standard and three simulated environment tests for each.

    After six months, a winning combination emerged: low-heat cement, basalt fibers and a cracking agent. In tests, crack width was reduced by nearly 60 percent, and ultimate tensile strength increased by 30 percent.

    The team then developed a temperature control model for the dam, accurately predicting stress resulting from temperature changes. The 62.5-meter-high, 566-meter-long dam remained resilient, with leakage at just one-tenth of the designed limit — a remarkable achievement in China's pumped storage sector.

    Forging a "super slide"

    The team's next challenge was safely channeling water from the upper reservoir to the underground powerhouse. Two massive steel-lined inclined shafts — each 483.4 meters long with a steep 58-degree slope — were required, and these "super slides" had to withstand extreme pressure from the 724-meter water head.

    At the time, the hydropower steel made in China could withstand a maximum of 800 MPa. Given the choice between expensive imports and seizing the opportunity for innovation, the team resolved to develop 1,000 MPa high-strength steel.

    The initial phase was tough. After two years, steel samples from five mills failed to meet requirements. Undeterred, the team visited the rolling mills, analyzing processes and adjusting alloy compositions until the first qualified plate was produced. However, the qualification rate for mass-produced steel plates was less than 50 percent. Inaccurate control of heat treatment was subsequently identified as the problem.

    Through intense research and expert consultations, they refined the entire heat treatment process: ensuring uniform furnace temperature, precisely controlling the atmosphere, and standardizing cooling. With each improvement, the qualification rate soared to 92 percent. "This marked China's true mastery of 1,000 MPa steel manufacturing," said Yao Liang, deputy general manager of Zhejiang Tiantai Pumped Storage Co., Ltd.

    Today, this domestically produced steel forms the core of the station's water conveyance system.

    Installing the "giant heart"

    The rushing water finally hit the reversible pump-turbine units in the underground powerhouse — the "giant heart" of the station. It pumps water uphill to store energy and reverses to generate power.

    Precision installation was critical. With 481 tons in weight and 4.996 meters in diameter, the rotor demanded a center deviation of less than 0.1 mm and a level deviation within 0.02 mm. "Even a 0.01 mm error could affect efficiency and lifespan," said Qiang Linlin, a project engineer.

    During the vertical hoisting, monitoring screens showed a gap in the concentricity curves, suggesting a potential slight tilting of the rotor. The operation was immediately stopped. Visual inspection was inadequate. Recalling a 3D laser positioning instrument used during construction, the team used it as a monitor in the pit bottom.

    With this dual guidance, the operator carefully adjusted the angle. After 30 minutes, the rotor settled perfectly into place, with a center deviation of 0.05 mm and level deviation of 0.01 mm.

    The construction of the power station has now entered the fast lane. The first unit went live in December 2025, the second in January 2026, and all four are expected to be operational by September 2026.