如何在沙漠里“種”新能源

朱繼華 張偉 古峻嶺 盧忠燦

什么是“沙戈荒”風電光伏基地

“沙戈荒”是沙漠、戈壁和荒漠的簡稱。“沙戈荒”地區雖然給人類生存帶來了挑戰，卻是實實在在的能源綠洲。該類地區風能、太陽能資源豐富，擁有大片生態紅線區以外的未利用土地，國土空間資源豐富。據測算，如果我國荒漠化面積的1%用于新能源發電，其裝機容量將超過目前我國發電總裝機容量。

“沙戈荒”風電光伏基地建成以后是什么樣子的呢？以庫布其沙漠為例，基地建成后，會在廣袤沙漠中看到“光伏藍海”。從原本的流動沙丘，到挖掘機整理萬畝平地，到未來華麗變身“光伏海”，項目建成后，會讓荒漠化土地變身新能源“藍海”。

我國哪里有“沙戈荒”風電光伏項目

不僅是在庫布其沙漠，成片的風機、光伏板在西北的戈壁大漠中隨處可見。

在寧夏騰格里沙漠，220余萬塊光伏板在陽光下熠熠生輝，1 600多萬平方米的草方格連綿不絕，總裝機規模1 300萬千瓦的新能源基地一期項目已經投產。

在新疆昌吉的茫茫戈壁，木壘百萬千瓦級“風光電儲”基地的光伏項目已并網發電。

整體來看，在騰格里、巴丹吉林、庫布其、烏蘭布和四大沙漠邊緣，我國總體規劃以“沙戈荒”地區為重點的大型風電光伏基地規模達到4.5億千瓦，相當于20座三峽水電站的裝機容量。

風電光伏基地為何偏愛“無人區”

沙漠具有較高的流動性，沙丘面貌也會隨強風天氣而改變。我國四大沙漠中流動性和半流動性沙漠占比40%～70%，加上常年的風沙天氣，對風電光伏基地的建設及運維提出挑戰，但是這依然不妨礙“沙戈荒”從“不毛之地”到“能源沃土”的轉型。為什么這些風電光伏基地項目偏愛“無人區”呢？

我國沙漠、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，主要位于新疆、內蒙古、青海、甘肅、寧夏、陜西六省區。數據顯示，我國荒漠化土地面積261萬平方千米，占國土總面積的27%。

光照強、風力大、降水少等是沙漠、戈壁、荒漠的主要成因，因此“沙戈荒”地區也是我國風能、太陽能資源富集地區。

水電水利規劃設計總院常務副院長易躍春表示：“這六個省的風電資源技術開發量占到全國的60%以上，光伏資源技術開發量占到全國的70%以上，而且地形平坦，具備大規模發展的條件。”

如何確保風電光伏電源高質量發電

太陽會落山，風的“脾氣”也捉摸不定，導致新能源發電具有波動性和不穩定性。如何確保風電、光伏電源實現高質量發電？

易躍春指出：“要科學研究論證，摸清沙漠的變化規律，要適當優化好風電光伏基地的開發布置和開發實施。按照由外及里、邊治理邊深入的思路，做好風電光伏基地布局和開發的時序安排。在具備條件的地區優化配置抽水蓄能，提升電網的支撐能力。在其他地區適當配置一定比例新型儲能，能夠在一定程度上解決調峰和調頻的問題。”

《“十四五”可再生能源發展規劃》提出，到2025年，可再生能源年發電量達到3.3萬億千瓦時左右，風電和太陽能發電量實現翻倍。

未來，“沙戈荒”地區將形成“風光水火儲”多能互補的新型能源基地，將中東部地區的用電需求和西部地區的資源優勢有效結合，對于我國加快構建以新能源為主體的新型電力系統，探索電源、電網、負荷、儲能高度融合一體化發展路徑具有先行示范和推動作用，將促進經濟社會發展全面綠色轉型。

清潔能源如何實現遠距離輸送

風電光伏基地項目既然地處“沙戈荒”，那么勢必會遠離大型城市的負荷中心。這就造成了供電地區與用電負荷中心之間的錯位，該怎么解決呢？這就要提到中國的特高壓高質量發展。

特高壓可以理解為“電力高鐵”，輸電能力強、損耗低，而且傳輸距離遠。光伏、風電等新能源坐上“電力高鐵”，就可以解決周期性和間歇性不穩定的問題，實現清潔電能的遠距離輸送。

“沙戈荒”風電光伏基地所在的地區電力需求和電網調節消納能力有限，必須走“外送與留存”雙軌并行的路線。以大型風光電基地為基礎、以周邊清潔高效先進節能的煤電為支撐、以穩定安全可靠的特高壓輸變電線路為載體，將“沙戈荒”風電光伏基地電能外送至中東部負荷中心，既能將西部資源優勢轉化為經濟效益，又能滿足中東部省份對綠色電能的迫切需求。

電力規劃設計總院院長助理劉世宇指出：“應發揮西部地區新能源開發成本和電價水平相對較低的優勢，吸引中東部地區新能源裝備制造企業向西部地區進行產業轉移，就近實現‘沙戈荒基地電能的高附加值。”

“全國已經建成了34條特高壓通道，并正在圍繞‘沙戈荒等重點開發地區有序推進‘三交九直等通道的建設，做好新能源發電預測、預報，摸清新能源規律，同時不斷地提高智能調度，通過數字化、自動化不斷地挖掘當地消納新能源的能力。”易躍春表示。

“光伏+”還有什么新搭配

近年來，“光伏+”的應用市場不斷拓展，如“光伏+農業”“光伏+漁業”“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電園區——青海海南州生態光伏園就形成了一個“板上發電、板間種植、板下養羊”的特殊生態。

在青海省海南州共和縣塔拉灘，一場能源變革改變了這里的面貌。

塔拉灘在蒙古語里是“荒灘”的意思，以前這里地上不長草，風吹石頭跑，一年一場風，從春刮到冬，現在遼闊的戈壁灘上已建成300多平方千米的光伏園區，形成了整片的“藍色海洋”。光伏園區不僅源源不斷地產生綠色電能，還讓沙漠、戈壁變成了綠洲。

易躍春表示：“通過建設光伏陣列自然形成防風沙的屏障，降低沙漠表面的風速，減少風沙和揚塵。通過建設大面積的光伏板能夠有效減少太陽的直接輻射，降低地表水的蒸發，促進荒漠地區植被的恢復和生長。通過人工設置沙網、沙障，地表扎草方格，布設可降解纖維沙袋，實現防沙、固沙、治沙。”

光伏園區長出了草，但是長得太高遮住了光伏板，降低了光伏板發電的轉化率，冬天還有火災隱患，這又成了新的煩惱。于是有人提議，讓周邊牧民到園區放羊，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，園區內還種了昆侖雪菊、透骨草等經濟作物，逐步實現“板上發電、板間種植、板下養羊”的新格局，生態更好了，老百姓錢袋子也更鼓了。