全球聚焦:一问到底丨沙漠里“种太阳” 沙海如何变能源“蓝海”?

时间:2023-03-29 11:53:32 来源: 央视新闻客户端


视频中戈壁滩上百辆推土机穿行大漠的场景非常壮观。这一幕发生在前不久,在我国第七大沙漠——库布其沙漠的鄂尔多斯中北部。这里是全球最大规模的“沙戈荒”风电光伏基地,一台台挖掘机正在春季火热开工,持续到今年六月底。为何要“踏平沙漠”?未来,这片“不毛之地”将如何变成清洁能源的“只此青绿”?一起揭秘在沙漠里"种太阳"的玄机和奥秘。

什么是“沙戈荒”风光基地?


(资料图)

“沙戈荒”,其实很好理解,就是沙漠、戈壁和荒漠的简称。刚才我们看到的这个项目就是根植于库布其沙漠。

植被稀疏、人烟稀少、沙土飞扬、气候恶劣,沙漠通常被人们称为“死亡之海”,那么怎么突然成了新能源的福地?实际上,“沙戈荒”地区虽然给人类生存带来了挑战,却是实实在在的能源绿洲。该类地区风能、太阳能资源丰富,拥有大片生态红线区以外的未利用土地,国土空间资源丰富。据测算,如果我国荒漠化面积的1%用于新能源发电,其装机容量将超过目前我国发电总装机容量。

这里建成以后是什么样子呢?就是我们经常能看到的沙漠中的“光伏蓝海”。从今天的流动沙丘,到挖掘机整理万亩平地,到未来华丽变身的“光伏海”,库布其“沙戈荒”风光基地项目建成后,每年可向京津冀地区送电数百亿千瓦时,每年可为国家节约标准煤约600万吨,让荒漠化土地变身新能源“蓝海”。

全球最大“沙戈荒”风光基地项目春季开工

一望无际的沙漠中,上百辆推土机正来回穿梭,轰隆隆的机械声不绝于耳。库布其风光基地项目是在沙漠、戈壁、荒漠地区开发建设的全球最大规模风电光伏基地项目,总装机规模1600万千瓦,相当于一个白鹤滩水电站的装机容量。

三峡集团库布其风光基地项目先导工程现场负责人 陈士诚:我们正在全速推进库布其大基地项目先导工程建设,已完成场地平整7000亩,目前现场施工机械120台,每日可完成场地平整200亩,力争在年底实现并网发电。

我国哪里还有“沙戈荒”风光项目的身影?

不仅是在库布其沙漠,成片的风机、光伏板在西北的戈壁大漠中随处可见。在宁夏腾格里沙漠,220余万块光伏板在阳光下熠熠生辉,1600多万平方米的草方格连绵不绝,总装机规模1300万千瓦的新能源大基地项目一期即将投产。在新疆昌吉的茫茫戈壁,木垒百万千瓦“风光电储”基地的光伏项目已并网发电,正进行风机安装工作。

整体来看,在腾格里、巴丹吉林、库布其和乌兰布和四大沙漠边缘,我国总体规划以“沙戈荒”地区为重点的大型风电光伏基地规模达到4.5亿千瓦,相当于20座三峡水电站的装机容量。

风光基地为何偏爱“无人区”?

沙漠具有较高的流动性,沙丘面貌也会随强风天气而改变。我国四大沙漠——库布其、乌兰布和、腾格里、巴丹吉林沙漠中流动性和半流动性沙漠占比40%至70%,加上常年的风沙天气,对风光基地的建设及运维提出挑战,但是这依然不妨碍“沙戈荒”从“不毛之地”到“能源沃土”的转型,那么为什么这些风光基地项目偏爱“无人区”呢?还会碰到哪些挑战呢?

我国沙漠、戈壁、荒漠面积广阔,呈一条弧形带分布于西北、华北和东北地区,主要位于新疆、内蒙古、青海、甘肃、宁夏、陕西六省区。数据显示,我国荒漠化土地面积261万平方公里,占国土总面积的27%。光照强、风力大、降水少等是沙漠、戈壁、荒漠的主要成因,因此“沙戈荒”地区也是我国风能、太阳能资源富集地区。

水电水利规划设计总院常务副院长 易跃春:这六个省的风电资源占到技术开发量的全国的60%以上,光伏资源技术开发量占到全国的70%以上,而且地形平坦,与生态环保、农业、林业、草原等其他的耕地来讲,受影响相对比较少,具备大规模发展的条件。

如何确保风电光伏电源高质量发电?

太阳会落山,风的“脾气”也捉摸不定,导致新能源发电具有波动性和不稳定性。如何确保风电、光伏电源实现高质量发电?

水电水利规划设计总院常务副院长 易跃春:要科学研究论证摸清沙漠的变化规律,要适当优化好风光基地的开发布置和开发实施。按照由外及里,边治理边深入的这个思路,做好风光基地布局和开发的时序安排。在具备条件的地区优化配置抽水蓄能,提升电网的支撑能力。在其他的地区适当的配置一定比例新型储能,一定程度解决调峰和调频的问题。

《“十四五”可再生能源发展规划》提出,到2025年,可再生能源年发电量达到3.3万亿千瓦时左右,风电和太阳能发电量实现翻倍。

未来,“沙戈荒”地区将形成“风光水火储”多能互补的新型能源基地,将中东部地区的用电需求和西部地区的资源优势有效结合,对于我国加快构建以新能源为主体的新型电力系统,探索电源、电网、负荷、储能高度融合一体化发展路径具有先行示范和推动作用,将促进经济社会发展全面绿色转型。

“沙戈荒”清洁能源坐上“电力高铁”直达城市

风光基地项目既然地处“沙戈荒”,那么势必会远离大型城市的负荷中心。这就造成了供电地区与用电负荷中心之间的错位,这该怎么解决呢?这就要提到中国的特高压高质量发展。

特高压可以理解为“电力高铁”,输电能力强、损耗低,而且传输距离远,特别是光伏、风电等新能源坐上了“电力高铁”,就可以解决周期性和间歇性不稳定的问题,实现清洁电的远距离输送。

“沙戈荒”风光基地所在的地区电力需求和电网调节消纳能力都有限,必须走“外送与留存”双轨并行的路线。以大型风光电基地为基础、利用周边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变电线路为载体,将“沙戈荒”风光基地电能外送至中东部负荷中心,既能将西部资源优势转化为经济效益,又能满足中东部省份对绿色电能的迫切需求。

电力规划设计总院院长助理 刘世宇:发挥西部地区新能源开发成本和电价水平相对较低的优势,吸引中东部地区新能源装备制造企业向西部地区进行产业转移,就近实现“沙戈荒”大基地电能的高附加值。

水电水利规划设计总院常务副院长 易跃春:全国已经建成了34条特高压通道,并围绕“沙戈荒”等重点开发地区正在有序地推进“三交九直”等通道的建设,做好新能源发电预测、预报,摸清新能源的规律,同时不断地提高智能调度,通过数字化、自动化不断地挖掘当地的消纳新能源的能力。

“光伏+”还有什么新搭配?

光伏清洁能源我们已经很熟悉了,近些年,“光伏+”的应用市场还在不断拓展。“光伏+农业”“光伏+渔业”“光伏+治沙”等等。如今,还有什么新搭配呢?在全球最大的光伏发电园区——青海海南州生态光伏园,就形成了一个“板上发电、板间种植、板下养羊”的特殊生态。

在青海省海南藏族自治州共和县塔拉滩,塔拉滩是蒙古语“荒滩”的意思,以前这里地上不长草,风吹石头跑,一年一场风,从春刮到冬。现在这里建成了全球最大的光伏发电园区——海南州生态光伏园,辽阔的戈壁滩上已建成300多平方公里的光伏园区,形成了整片的“蓝色海洋”。它不仅源源不断地产生绿色电能,还让沙漠、戈壁变成了绿洲。

水电水利规划设计总院常务副院长 易跃春:通过建设光伏阵列自然形成防风沙的屏障,降低沙漠表面的风速,减少风沙和扬尘。通过建设大面积的光伏板能够有效减少太阳的直接辐射,降低地表水的蒸发,促进荒漠地区植被的恢复和生长。通过人工设置沙网、沙障,地表扎草方格,布设可降解纤维的沙袋,实现防沙、固沙、治沙。

光伏园区长出了草,但是长得太高遮住了光伏板,降低了光伏板发电的转化率,冬天还有火灾隐患,这又成了新的烦恼。于是有人提议,让周边牧民到园区放羊,而且为了让羊能够顺畅吃草,工作人员还把光伏组件的离地间隙从50厘米抬升到了120厘米。

此外,电站内还种了昆仑雪菊、透骨草等经济作物,逐步实现“板上发电、板间种植、板下养羊”新格局,生态更好了,老百姓钱袋子也更鼓了。(朱继华 张伟 古峻岭 卢忠灿)

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