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大力建設“沙戈荒”風光基地

——訪全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織經(jīng)濟技術研究院院長助理肖晉宇

近年來，國家相關部門多次印發(fā)相關文件，旨在加快推進以沙漠、戈壁、荒漠（以下簡稱“沙戈荒”）為重點的大型風電、光伏發(fā)電基地建設。沙戈荒風光基地建設對我國能源轉型有何意義，如何保障其有序開展？就此，本刊記者采訪了全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織經(jīng)濟技術研究院（以下簡稱“合作組織研究院”）院長助理肖晉宇。

《中國電業(yè)與能源》：開展風電、光伏沙戈荒地區(qū)的建設對于我國能源結構綠色低碳轉型有何重大意義？對生態(tài)環(huán)境會產生何種影響？

肖晉宇：能源結構綠色低碳轉型的目的是降低碳排放，關鍵措施在于提高非化石能源占比。根據(jù)我們研究，為實現(xiàn)碳中和，2060年我國非化石能源占一次能源消費的比重將超過80%，終端電氣化率約70%，非化石能源裝機需要近80億千瓦。相較于水電、核電、生物質發(fā)電和海洋能發(fā)電，陸上風電和光伏發(fā)電在技術成熟度、經(jīng)濟性水平、規(guī)模開發(fā)潛力等方面都具有綜合優(yōu)勢，是加快我國低碳轉型的重要技術選擇。我們預計，2060年我國風電和光伏裝機需要達到約60億千瓦。

要開發(fā)如此大體量的風光新能源，必須考慮國土空間的供給。風電、光伏單位國土面積的能量密度低，即使在開發(fā)條件較好的平坦開闊區(qū)域，每平方千米可開發(fā)的風電和光伏電量約為1250萬千瓦時/年和8500萬千瓦時/年，不到煤電工程能量密度的千分之三，大規(guī)模開發(fā)必須解決用地問題。胡煥庸線以南的我國東、中部地區(qū)，人口和經(jīng)濟活動集中，能夠專門提供給風光開發(fā)的土地資源非常有限，在林地、草原、戈壁、沙漠等不同土地覆蓋物區(qū)域開發(fā)新能源，滿足相同電力需求消耗的國土資源價值差異大。結合可持續(xù)發(fā)展需求，西部、北部廣袤的荒漠化地區(qū)風速高、日照強，沒有林業(yè)、草原、壓礦、水土和人畜影響等問題，能夠為規(guī)模化風光開發(fā)提供充足的國土空間，必將成為未來新能源開發(fā)的重點區(qū)域。今年年初，合作組織研究院依托自主開發(fā)的全球清潔能源資源分析與開發(fā)平臺（GREAN）開展了中國荒漠化地區(qū)風光發(fā)電資源段評估研究，結果顯示，我國西部、北部風光資源條件較好的荒漠化地區(qū)面積超過150萬平方千米，以公路、鐵路、城鎮(zhèn)和村莊等人口聚集區(qū)域周邊為重點，具備較好開發(fā)條件的風電、光伏資源量分別超過20億千瓦和100億千瓦。

土地荒漠化嚴重制約了我國的生態(tài)安全和社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展，利用荒漠化地區(qū)的土地資源開發(fā)風光新能源具有能源和環(huán)境的雙重效益。一方面，在荒漠地區(qū)開展規(guī)?；哪茉椿A設施建設，可以減少對西部、北部林地、草原和東、中部高價值土地資源的占用。另一方面，依托能源基礎設施建設可以同步推進生態(tài)修復工程，加強土地與風光資源的綜合利用，實現(xiàn)能源與生態(tài)融合發(fā)展。

《中國電業(yè)與能源》：從電力系統(tǒng)配置角度考慮，如何助力沙戈荒風光基地建設？

肖晉宇：新能源開發(fā)特別是沙戈荒地區(qū)的風光資源開發(fā)，要秉持建設大基地、融入大電網(wǎng)的思路，充分利用全系統(tǒng)的靈活調節(jié)能力，更好地與用電需求匹配，實現(xiàn)高水平利用。具體提三方面的建議：

一是現(xiàn)階段要充分發(fā)揮水電、煤電、抽水蓄能電站等靈活性資源的調節(jié)作用。規(guī)模化開發(fā)荒漠風光資源，需要配置調節(jié)性電源才能較好匹配用電特性。在當前技術條件下，煤電靈活性改造、新建抽水蓄能電站是技術最成熟的方案，可以為系統(tǒng)增加大量調節(jié)資源，建議采用“火電+新能源”“水電（抽蓄）+新能源”等形式的大型新能源基地協(xié)同開發(fā)模式，結合當?shù)刭Y源稟賦因地制宜制定開發(fā)方案，以周邊水電、抽水蓄能電站或清潔高效先進節(jié)能的煤電為支撐、以穩(wěn)定安全可靠的特高壓輸電通道為載體，形成規(guī)?；纳掣昊男履茉垂┙o與消納體系。

二是加快技術創(chuàng)新和應用，特別是新型儲能和光熱發(fā)電的推廣應用與優(yōu)化配置。當前，政策方面鼓勵可再生能源發(fā)電企業(yè)自建新型儲能或購買系統(tǒng)調峰能力，增加并網(wǎng)規(guī)模。未來，新能源開發(fā)規(guī)模不斷擴大，伴隨著對存量火電逐步替代，“儲能+新能源”將成為沙戈荒地區(qū)規(guī)?；履茉撮_發(fā)的一種重要模式。我們的研究表明，在當前電化學儲能技術經(jīng)濟條件下，一方面依賴風光基地配置新型儲能無法徹底解決長周期調節(jié)和調頻、調壓等安全性問題，同時經(jīng)濟代價大，基地外送電的度電成本將大幅提高，采取每個電站強配統(tǒng)一比例、統(tǒng)一時長儲能的方式并不合理，應從系統(tǒng)角度進行“送端+受端”的全局優(yōu)化，統(tǒng)一規(guī)劃、配置、調度和管理新型儲能設備，提高儲能設備利用效率，以最小成本支撐最大規(guī)模新能源的開發(fā)和利用。

三是高度重視送端風光資源的協(xié)同和互補，在源端平抑新能源的波動性。我們利用多源地面氣象站點的長周期觀測數(shù)據(jù)和廣域氣象模擬資料，開展了兼顧電力需求和氣象要素2個特性的新能源基地布局優(yōu)化研究，在已有新能源“資源區(qū)”劃分基礎上，提出了中國新能源“特性區(qū)”劃分的概念，給出了電力系統(tǒng)視角下風光氣象要素區(qū)域性差異的特征規(guī)律。例如，柴達木沙漠被祁連山南麓構造帶劃分出了“夏大冬小”“春大秋小”的2個特性迥異的風能特征區(qū)域，而2個區(qū)域在空間上僅相距50余千米，風電基地布局時若能同時覆蓋這2個區(qū)域，便可以在源端獲得可觀的“風風”互補效益。同時，我們也在探索“風光”“水風光”“光伏+光熱”等源端更多形式清潔能源互濟開發(fā)的規(guī)律，為源端新能源基地布局優(yōu)化提供量化支撐。

總體上，沙戈荒地區(qū)無論采用哪種方式開發(fā)建設風光新能源基地，都需要以大電網(wǎng)為平臺，發(fā)揮多能互補、時空互濟、資源共享、協(xié)同優(yōu)化的優(yōu)勢，真正實現(xiàn)以高效利用為目標的大規(guī)模開發(fā)和高質量發(fā)展。

《中國電業(yè)與能源》：如何保障沙戈荒風光基地建設相關項目實現(xiàn)降本增效？

肖晉宇：在沙戈荒地區(qū)開發(fā)建設風電、光伏基地，一方面，極大的年溫差對設備氣候耐受能力提出了更高要求，空氣中較高的沙塵含量將對風機葉片和光伏面板產生沙蝕，沙塵堆積和侵蝕還將產生電氣設備短路、影響傳動部件潤滑等一系列問題與挑戰(zhàn)，這都需要科研人員不斷探索，通過技術創(chuàng)新、裝備創(chuàng)新和工程創(chuàng)新，解決沙戈荒風光建設的技術問題。

另一方面，建設沙戈荒風光基地，還必須破解水、電、交通等基礎設施條件的制約。沙戈荒風光資源開發(fā)應遵循“循序漸進、逐級推進”的策略，首先在荒漠化地區(qū)邊緣、穿越公路的沿線、村莊城鎮(zhèn)等人口聚集地的周邊開發(fā)建設首批基地，而后再由邊緣不斷向腹地推進。在整個過程中，隨著首批項目落地，周邊公路、電網(wǎng)、產業(yè)配套等基礎設施建設將極大促進區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展，發(fā)揮“打基礎、利長遠、惠民生”的帶動作用；同時，隨著項目投產運行，周邊生態(tài)環(huán)境逐漸修復，不斷改善荒漠深處地區(qū)的生產、生活條件，從而形成“能源開發(fā)—社會發(fā)展—改善生態(tài)”相互促進的“正向激勵”，在創(chuàng)造更大社會效益的同時有效控制沙戈荒新能源開發(fā)的綜合成本。

沙戈荒新能源基地開發(fā)投資規(guī)模大、配套基礎設施建設資金占比高。當前，新能源開發(fā)企業(yè)普遍存在負債率偏高、融資工具單一等金融問題；金融領域的綠色信貸和債券規(guī)模較大，綠色股權投資規(guī)模相對較小。政府層面可結合地方經(jīng)濟發(fā)展和新能源開發(fā)需要，加大公路、電網(wǎng)和供水工程建設投入，減輕開發(fā)企業(yè)負擔。金融機構應加大綠色金融服務力度，創(chuàng)新開展綠色股權基金投資，為開發(fā)企業(yè)在提供資金的同時，一方面降低企業(yè)負債率和財務成本，緩解流動性壓力，另一方面通過股權投資參與企業(yè)管理，滿足并購、混改等多元化需求，同時發(fā)揮“補資本、強實力”作用，助力開發(fā)企業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。

原標題： “沙戈荒”風光基地建設應以高效利用為目標