朱繼華 張偉 古峻嶺 盧忠燦

什么是“沙戈荒”風(fēng)電光伏基地

“沙戈荒”是沙漠、戈壁和荒漠的簡(jiǎn)稱(chēng)?！吧掣昊摹钡貐^(qū)雖然給人類(lèi)生存帶來(lái)了挑戰(zhàn)，卻是實(shí)實(shí)在在的能源綠洲。該類(lèi)地區(qū)風(fēng)能、太陽(yáng)能資源豐富，擁有大片生態(tài)紅線區(qū)以外的未利用土地，國(guó)土空間資源豐富。據(jù)測(cè)算，如果我國(guó)荒漠化面積的1%用于新能源發(fā)電，其裝機(jī)容量將超過(guò)目前我國(guó)發(fā)電總裝機(jī)容量。

“沙戈荒”風(fēng)電光伏基地建成以后是什么樣子的呢？以庫(kù)布其沙漠為例，基地建成后，會(huì)在廣袤沙漠中看到“光伏藍(lán)?！?。從原本的流動(dòng)沙丘，到挖掘機(jī)整理萬(wàn)畝平地，到未來(lái)華麗變身“光伏海”，項(xiàng)目建成后，會(huì)讓荒漠化土地變身新能源“藍(lán)海”。

我國(guó)哪里有“沙戈荒”風(fēng)電光伏項(xiàng)目

不僅是在庫(kù)布其沙漠，成片的風(fēng)機(jī)、光伏板在西北的戈壁大漠中隨處可見(jiàn)。

在寧夏騰格里沙漠，220余萬(wàn)塊光伏板在陽(yáng)光下熠熠生輝，1 600多萬(wàn)平方米的草方格連綿不絕，總裝機(jī)規(guī)模1 300萬(wàn)千瓦的新能源基地一期項(xiàng)目已經(jīng)投產(chǎn)。

在新疆昌吉的茫茫戈壁，木壘百萬(wàn)千瓦級(jí)“風(fēng)光電儲(chǔ)”基地的光伏項(xiàng)目已并網(wǎng)發(fā)電。

整體來(lái)看，在騰格里、巴丹吉林、庫(kù)布其、烏蘭布和四大沙漠邊緣，我國(guó)總體規(guī)劃以“沙戈荒”地區(qū)為重點(diǎn)的大型風(fēng)電光伏基地規(guī)模達(dá)到4.5億千瓦，相當(dāng)于20座三峽水電站的裝機(jī)容量。

風(fēng)電光伏基地為何偏愛(ài)“無(wú)人區(qū)”

沙漠具有較高的流動(dòng)性，沙丘面貌也會(huì)隨強(qiáng)風(fēng)天氣而改變。我國(guó)四大沙漠中流動(dòng)性和半流動(dòng)性沙漠占比40%～70%，加上常年的風(fēng)沙天氣，對(duì)風(fēng)電光伏基地的建設(shè)及運(yùn)維提出挑戰(zhàn)，但是這依然不妨礙“沙戈荒”從“不毛之地”到“能源沃土”的轉(zhuǎn)型。為什么這些風(fēng)電光伏基地項(xiàng)目偏愛(ài)“無(wú)人區(qū)”呢？

我國(guó)沙漠、戈壁、荒漠面積廣闊，呈一條弧形帶分布于西北、華北和東北地區(qū)，主要位于新疆、內(nèi)蒙古、青海、甘肅、寧夏、陜西六省區(qū)。數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)荒漠化土地面積261萬(wàn)平方千米，占國(guó)土總面積的27%。

光照強(qiáng)、風(fēng)力大、降水少等是沙漠、戈壁、荒漠的主要成因，因此“沙戈荒”地區(qū)也是我國(guó)風(fēng)能、太陽(yáng)能資源富集地區(qū)。

水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院常務(wù)副院長(zhǎng)易躍春表示：“這六個(gè)省的風(fēng)電資源技術(shù)開(kāi)發(fā)量占到全國(guó)的60%以上，光伏資源技術(shù)開(kāi)發(fā)量占到全國(guó)的70%以上，而且地形平坦，具備大規(guī)模發(fā)展的條件。”

如何確保風(fēng)電光伏電源高質(zhì)量發(fā)電

太陽(yáng)會(huì)落山，風(fēng)的“脾氣”也捉摸不定，導(dǎo)致新能源發(fā)電具有波動(dòng)性和不穩(wěn)定性。如何確保風(fēng)電、光伏電源實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)電？

易躍春指出：“要科學(xué)研究論證，摸清沙漠的變化規(guī)律，要適當(dāng)優(yōu)化好風(fēng)電光伏基地的開(kāi)發(fā)布置和開(kāi)發(fā)實(shí)施。按照由外及里、邊治理邊深入的思路，做好風(fēng)電光伏基地布局和開(kāi)發(fā)的時(shí)序安排。在具備條件的地區(qū)優(yōu)化配置抽水蓄能，提升電網(wǎng)的支撐能力。在其他地區(qū)適當(dāng)配置一定比例新型儲(chǔ)能，能夠在一定程度上解決調(diào)峰和調(diào)頻的問(wèn)題?！?/p>

《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》提出，到2025年，可再生能源年發(fā)電量達(dá)到3.3萬(wàn)億千瓦時(shí)左右，風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電量實(shí)現(xiàn)翻倍。

未來(lái)，“沙戈荒”地區(qū)將形成“風(fēng)光水火儲(chǔ)”多能互補(bǔ)的新型能源基地，將中東部地區(qū)的用電需求和西部地區(qū)的資源優(yōu)勢(shì)有效結(jié)合，對(duì)于我國(guó)加快構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，探索電源、電網(wǎng)、負(fù)荷、儲(chǔ)能高度融合一體化發(fā)展路徑具有先行示范和推動(dòng)作用，將促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型。

清潔能源如何實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離輸送

風(fēng)電光伏基地項(xiàng)目既然地處“沙戈荒”，那么勢(shì)必會(huì)遠(yuǎn)離大型城市的負(fù)荷中心。這就造成了供電地區(qū)與用電負(fù)荷中心之間的錯(cuò)位，該怎么解決呢？這就要提到中國(guó)的特高壓高質(zhì)量發(fā)展。

特高壓可以理解為“電力高鐵”，輸電能力強(qiáng)、損耗低，而且傳輸距離遠(yuǎn)。光伏、風(fēng)電等新能源坐上“電力高鐵”，就可以解決周期性和間歇性不穩(wěn)定的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)清潔電能的遠(yuǎn)距離輸送。

“沙戈荒”風(fēng)電光伏基地所在的地區(qū)電力需求和電網(wǎng)調(diào)節(jié)消納能力有限，必須走“外送與留存”雙軌并行的路線。以大型風(fēng)光電基地為基礎(chǔ)、以周邊清潔高效先進(jìn)節(jié)能的煤電為支撐、以穩(wěn)定安全可靠的特高壓輸變電線路為載體，將“沙戈荒”風(fēng)電光伏基地電能外送至中東部負(fù)荷中心，既能將西部資源優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)效益，又能滿(mǎn)足中東部省份對(duì)綠色電能的迫切需求。

電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院院長(zhǎng)助理劉世宇指出：“應(yīng)發(fā)揮西部地區(qū)新能源開(kāi)發(fā)成本和電價(jià)水平相對(duì)較低的優(yōu)勢(shì)，吸引中東部地區(qū)新能源裝備制造企業(yè)向西部地區(qū)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，就近實(shí)現(xiàn)‘沙戈荒基地電能的高附加值?！?p>

“全國(guó)已經(jīng)建成了34條特高壓通道，并正在圍繞‘沙戈荒等重點(diǎn)開(kāi)發(fā)地區(qū)有序推進(jìn)‘三交九直等通道的建設(shè)，做好新能源發(fā)電預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)，摸清新能源規(guī)律，同時(shí)不斷地提高智能調(diào)度，通過(guò)數(shù)字化、自動(dòng)化不斷地挖掘當(dāng)?shù)叵{新能源的能力?！币总S春表示。

“光伏+”還有什么新搭配

近年來(lái)，“光伏+”的應(yīng)用市場(chǎng)不斷拓展，如“光伏+農(nóng)業(yè)”“光伏+漁業(yè)”“光伏+治沙”，等等。如今，“光伏+”又有什么新搭配呢？

在全球最大的光伏發(fā)電園區(qū)——青海海南州生態(tài)光伏園就形成了一個(gè)“板上發(fā)電、板間種植、板下養(yǎng)羊”的特殊生態(tài)。

在青海省海南州共和縣塔拉灘，一場(chǎng)能源變革改變了這里的面貌。

塔拉灘在蒙古語(yǔ)里是“荒灘”的意思，以前這里地上不長(zhǎng)草，風(fēng)吹石頭跑，一年一場(chǎng)風(fēng)，從春刮到冬，現(xiàn)在遼闊的戈壁灘上已建成300多平方千米的光伏園區(qū)，形成了整片的“藍(lán)色海洋”。光伏園區(qū)不僅源源不斷地產(chǎn)生綠色電能，還讓沙漠、戈壁變成了綠洲。

易躍春表示：“通過(guò)建設(shè)光伏陣列自然形成防風(fēng)沙的屏障，降低沙漠表面的風(fēng)速，減少風(fēng)沙和揚(yáng)塵。通過(guò)建設(shè)大面積的光伏板能夠有效減少太陽(yáng)的直接輻射，降低地表水的蒸發(fā)，促進(jìn)荒漠地區(qū)植被的恢復(fù)和生長(zhǎng)。通過(guò)人工設(shè)置沙網(wǎng)、沙障，地表扎草方格，布設(shè)可降解纖維沙袋，實(shí)現(xiàn)防沙、固沙、治沙?！?/p>

光伏園區(qū)長(zhǎng)出了草，但是長(zhǎng)得太高遮住了光伏板，降低了光伏板發(fā)電的轉(zhuǎn)化率，冬天還有火災(zāi)隱患，這又成了新的煩惱。于是有人提議，讓周邊牧民到園區(qū)放羊，而且為了讓羊能夠順暢吃草，工作人員還把光伏組件的離地間隙從50厘米抬升到了120厘米。

此外，園區(qū)內(nèi)還種了昆侖雪菊、透骨草等經(jīng)濟(jì)作物，逐步實(shí)現(xiàn)“板上發(fā)電、板間種植、板下養(yǎng)羊”的新格局，生態(tài)更好了，老百姓錢(qián)袋子也更鼓了。