全球球精选！“沙戈荒”风光基地建设应以高效利用为目标
大力建设“沙戈荒”风光基地
——访全球能源互联网发展合作组织经济技术研究院院长助理肖晋宇
【资料图】
近年来，国家相关部门多次印发相关文件，旨在加快推进以沙漠、戈壁、荒漠（以下简称“沙戈荒”）为重点的大型风电、光伏发电基地建设。沙戈荒风光基地建设对我国能源转型有何意义，如何保障其有序开展？就此，本刊记者采访了全球能源互联网发展合作组织经济技术研究院（以下简称“合作组织研究院”）院长助理肖晋宇。
《中国电业与能源》：开展风电、光伏沙戈荒地区的建设对于我国能源结构绿色低碳转型有何重大意义？对生态环境会产生何种影响？
肖晋宇：能源结构绿色低碳转型的目的是降低碳排放，关键措施在于提高非化石能源占比。根据我们研究，为实现碳中和，2060年我国非化石能源占一次能源消费的比重将超过80%，终端电气化率约70%，非化石能源装机需要近80亿千瓦。相较于水电、核电、生物质发电和海洋能发电，陆上风电和光伏发电在技术成熟度、经济性水平、规模开发潜力等方面都具有综合优势，是加快我国低碳转型的重要技术选择。我们预计，2060年我国风电和光伏装机需要达到约60亿千瓦。
要开发如此大体量的风光新能源，必须考虑国土空间的供给。风电、光伏单位国土面积的能量密度低，即使在开发条件较好的平坦开阔区域，每平方千米可开发的风电和光伏电量约为1250万千瓦时/年和8500万千瓦时/年，不到煤电工程能量密度的千分之三，大规模开发必须解决用地问题。胡焕庸线以南的我国东、中部地区，人口和经济活动集中，能够专门提供给风光开发的土地资源非常有限，在林地、草原、戈壁、沙漠等不同土地覆盖物区域开发新能源，满足相同电力需求消耗的国土资源价值差异大。结合可持续发展需求，西部、北部广袤的荒漠化地区风速高、日照强，没有林业、草原、压矿、水土和人畜影响等问题，能够为规模化风光开发提供充足的国土空间，必将成为未来新能源开发的重点区域。今年年初，合作组织研究院依托自主开发的全球清洁能源资源分析与开发平台（GREAN）开展了中国荒漠化地区风光发电资源段评估研究，结果显示，我国西部、北部风光资源条件较好的荒漠化地区面积超过150万平方千米，以公路、铁路、城镇和村庄等人口聚集区域周边为重点，具备较好开发条件的风电、光伏资源量分别超过20亿千瓦和100亿千瓦。
土地荒漠化严重制约了我国的生态安全和社会经济可持续发展，利用荒漠化地区的土地资源开发风光新能源具有能源和环境的双重效益。一方面，在荒漠地区开展规模化的能源基础设施建设，可以减少对西部、北部林地、草原和东、中部高价值土地资源的占用。另一方面，依托能源基础设施建设可以同步推进生态修复工程，加强土地与风光资源的综合利用，实现能源与生态融合发展。
《中国电业与能源》：从电力系统配置角度考虑，如何助力沙戈荒风光基地建设？
肖晋宇：新能源开发特别是沙戈荒地区的风光资源开发，要秉持建设大基地、融入大电网的思路，充分利用全系统的灵活调节能力，更好地与用电需求匹配，实现高水平利用。具体提三方面的建议：
一是现阶段要充分发挥水电、煤电、抽水蓄能电站等灵活性资源的调节作用。规模化开发荒漠风光资源，需要配置调节性电源才能较好匹配用电特性。在当前技术条件下，煤电灵活性改造、新建抽水蓄能电站是技术最成熟的方案，可以为系统增加大量调节资源，建议采用“火电+新能源”“水电（抽蓄）+新能源”等形式的大型新能源基地协同开发模式，结合当地资源禀赋因地制宜制定开发方案，以周边水电、抽水蓄能电站或清洁高效先进节能的煤电为支撑、以稳定安全可靠的特高压输电通道为载体，形成规模化的沙戈荒新能源供给与消纳体系。
二是加快技术创新和应用，特别是新型储能和光热发电的推广应用与优化配置。当前，政策方面鼓励可再生能源发电企业自建新型储能或购买系统调峰能力，增加并网规模。未来，新能源开发规模不断扩大，伴随着对存量火电逐步替代，“储能+新能源”将成为沙戈荒地区规模化新能源开发的一种重要模式。我们的研究表明，在当前电化学储能技术经济条件下，一方面依赖风光基地配置新型储能无法彻底解决长周期调节和调频、调压等安全性问题，同时经济代价大，基地外送电的度电成本将大幅提高，采取每个电站强配统一比例、统一时长储能的方式并不合理，应从系统角度进行“送端+受端”的全局优化，统一规划、配置、调度和管理新型储能设备，提高储能设备利用效率，以最小成本支撑最大规模新能源的开发和利用。
三是高度重视送端风光资源的协同和互补，在源端平抑新能源的波动性。我们利用多源地面气象站点的长周期观测数据和广域气象模拟资料，开展了兼顾电力需求和气象要素2个特性的新能源基地布局优化研究，在已有新能源“资源区”划分基础上，提出了中国新能源“特性区”划分的概念，给出了电力系统视角下风光气象要素区域性差异的特征规律。例如，柴达木沙漠被祁连山南麓构造带划分出了“夏大冬小”“春大秋小”的2个特性迥异的风能特征区域，而2个区域在空间上仅相距50余千米，风电基地布局时若能同时覆盖这2个区域，便可以在源端获得可观的“风风”互补效益。同时，我们也在探索“风光”“水风光”“光伏+光热”等源端更多形式清洁能源互济开发的规律，为源端新能源基地布局优化提供量化支撑。
总体上，沙戈荒地区无论采用哪种方式开发建设风光新能源基地，都需要以大电网为平台，发挥多能互补、时空互济、资源共享、协同优化的优势，真正实现以高效利用为目标的大规模开发和高质量发展。
《中国电业与能源》：如何保障沙戈荒风光基地建设相关项目实现降本增效？
肖晋宇：在沙戈荒地区开发建设风电、光伏基地，一方面，极大的年温差对设备气候耐受能力提出了更高要求，空气中较高的沙尘含量将对风机叶片和光伏面板产生沙蚀，沙尘堆积和侵蚀还将产生电气设备短路、影响传动部件润滑等一系列问题与挑战，这都需要科研人员不断探索，通过技术创新、装备创新和工程创新，解决沙戈荒风光建设的技术问题。
另一方面，建设沙戈荒风光基地，还必须破解水、电、交通等基础设施条件的制约。沙戈荒风光资源开发应遵循“循序渐进、逐级推进”的策略，首先在荒漠化地区边缘、穿越公路的沿线、村庄城镇等人口聚集地的周边开发建设首批基地，而后再由边缘不断向腹地推进。在整个过程中，随着首批项目落地，周边公路、电网、产业配套等基础设施建设将极大促进区域经济发展，发挥“打基础、利长远、惠民生”的带动作用；同时，随着项目投产运行，周边生态环境逐渐修复，不断改善荒漠深处地区的生产、生活条件，从而形成“能源开发—社会发展—改善生态”相互促进的“正向激励”，在创造更大社会效益的同时有效控制沙戈荒新能源开发的综合成本。
沙戈荒新能源基地开发投资规模大、配套基础设施建设资金占比高。当前，新能源开发企业普遍存在负债率偏高、融资工具单一等金融问题；金融领域的绿色信贷和债券规模较大，绿色股权投资规模相对较小。政府层面可结合地方经济发展和新能源开发需要，加大公路、电网和供水工程建设投入，减轻开发企业负担。金融机构应加大绿色金融服务力度，创新开展绿色股权基金投资，为开发企业在提供资金的同时，一方面降低企业负债率和财务成本，缓解流动性压力，另一方面通过股权投资参与企业管理，满足并购、混改等多元化需求，同时发挥“补资本、强实力”作用，助力开发企业健康可持续发展。
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