如何在沙漠里“种”新能源

朱继华 张伟 古峻岭 卢忠灿

什么是“沙戈荒”风电光伏基地

“沙戈荒”是沙漠、戈壁和荒漠的简称。“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。

“沙戈荒”风电光伏基地建成以后是什么样子的呢？以库布其沙漠为例，基地建成后，会在广袤沙漠中看到“光伏蓝海”。从原本的流动沙丘，到挖掘机整理万亩平地，到未来华丽变身“光伏海”，项目建成后，会让荒漠化土地变身新能源“蓝海”。

我国哪里有“沙戈荒”风电光伏项目

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，1 600多万平方米的草方格连绵不绝，总装机规模1 300万千瓦的新能源基地一期项目已经投产。

在新疆昌吉的茫茫戈壁，木垒百万千瓦级“风光电储”基地的光伏项目已并网发电。

整体来看，在腾格里、巴丹吉林、库布其、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。

风电光伏基地为何偏爱“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。我国四大沙漠中流动性和半流动性沙漠占比40%～70%，加上常年的风沙天气，对风电光伏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。为什么这些风电光伏基地项目偏爱“无人区”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261万平方千米，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表示：“这六个省的风电资源技术开发量占到全国的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，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？

易跃春指出：“要科学研究论证，摸清沙漠的变化规律，要适当优化好风电光伏基地的开发布置和开发实施。按照由外及里、边治理边深入的思路，做好风电光伏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。在其他地区适当配置一定比例新型储能，能够在一定程度上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。

清洁能源如何实现远距离输送

风电光伏基地项目既然地处“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，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。光伏、风电等新能源坐上“电力高铁”，就可以解决周期性和间歇性不稳定的问题，实现清洁电能的远距离输送。

“沙戈荒”风电光伏基地所在的地区电力需求和电网调节消纳能力有限，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、以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”风电光伏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指出：“应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‘沙戈荒基地电能的高附加值。”

“全国已经建成了34条特高压通道，并正在围绕‘沙戈荒等重点开发地区有序推进‘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消纳新能源的能力。”易跃春表示。

“光伏+”还有什么新搭配

近年来，“光伏+”的应用市场不断拓展，如“光伏+农业”“光伏+渔业”“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。

在青海省海南州共和县塔拉滩，一场能源变革改变了这里的面貌。

塔拉滩在蒙古语里是“荒滩”的意思，以前这里地上不長草，风吹石头跑，一年一场风，从春刮到冬，现在辽阔的戈壁滩上已建成300多平方千米的光伏园区，形成了整片的“蓝色海洋”。光伏园区不仅源源不断地产生绿色电能，还让沙漠、戈壁变成了绿洲。

易跃春表示：“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，园区内还种了昆仑雪菊、透骨草等经济作物，逐步实现“板上发电、板间种植、板下养羊”的新格局，生态更好了，老百姓钱袋子也更鼓了。