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超级新能源基地,藏身何处

(来源:光明日报)

转自:光明日报

    光明图片/视觉中国

    清洁低碳的氢能源 光明图片/视觉中国

    未来的风电光伏基地 光明图片/视觉中国

    位于甘肃省敦煌市的100兆瓦熔盐塔式光热电站 光明图片/视觉中国

新能源,从何来

  “富煤、贫油、少气”,油气对外依存度较高是我国能源资源的主要特征。过去,由化石能源燃烧释放的二氧化碳,最高曾占我国全部二氧化碳排放的88%。因此,要把能源“饭碗”牢牢端在自己手里,提升国家能源安全保障能力,就需要破解资源约束、增强供给韧性,提升新能源比重,构建清洁低碳、安全高效的新型能源体系。

  新能源,从何而来?那广阔的“沙戈荒”,即沙漠、戈壁、荒漠地区便“藏着”超级能源基地。这些地区太阳能、风能资源富足,充分利用这些清洁能源资源,建设新能源基地,可让能源开发、气候治理、生态修复和产业发展有机统一。

  根据国家发展改革委和国家能源局发布的《以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风电光伏基地规划布局方案》,到2030年,规划建设以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风光基地总装机容量达4.55亿千瓦。这充足的发电量,既可以“西电东送”破解东、中部电力短缺难题,又可“以电代油”“以电代气”,减少油气对外依存度。

  在修复生态方面,这些新能源基地还能治理“生态伤疤”。成片的光伏板能有效降低风速,减少风中挟带的沙粒,让输沙量降低50%左右,光伏板遮蔽,能让地表水蒸发量减少15%~30%。在光伏板下种植耐旱植物,可以有效遏制土地沙化,让不毛之地变成能源绿洲。例如,在宁夏腾格里沙漠建设的新能源基地,光伏板组成的“蓝色海洋”吸光吐电,其间种植的苜蓿、沙蒿等植物,形成草护光伏、光伏促草的微环境,实现了生态修复与绿色发电的“双赢”。

  对于当地而言,新能源基地产生的充足且便宜的绿电,不仅能改善用电难的状况,还能吸引数据中心、算力中心、氢氨醇等新兴产业,带动数万亿元投资、创造数百万个就业岗位,将资源优势转化为经济优势,为绿色经济发展注入新动能。

“能源绿洲”,要闯几道关

  要让“沙戈荒”里的超级新能源基地从宏伟蓝图变成现实,可不容易!“沙戈荒”人烟稀少、生态脆弱,建设新能源基地,从规划、建设到发展,要闯的难关可不少,每个环节都面临严峻挑战。

  从规划之初,首先要考虑的就是生态安全问题。“沙戈荒”生态环境脆弱,一旦遭到破坏,恢复难度大,大规模建设光伏风电发电基地可能会影响当地的植被、土壤和水资源等。

  让电源、电网和储能步调一致,也是必须解决的难题——新能源项目建设周期短,而电网和储能设施建设周期相对较长,如果规划不协调,很容易造成“电发好了,送不出去,存不下来”的局面。若规划阶段只顾眼前,忽略长期需求,会为高效运营与可持续发展埋下隐患。

  “沙戈荒”的极端环境使得建设、运营维护成本急剧攀升。强风沙、大温差等自然环境对光伏组件、风力发电机、塔架等设备经受光照、温度变化、风雨侵蚀等气候因素综合作用下的耐受能力、密封性等提出极高要求。频繁的沙尘清洗、更短的设备寿命以及“无人区”恶劣的通勤条件,也让新能源设备的日常维护成了一场“硬仗”。

  大量绿色电能“吃不完、送不走”也是个难题——“沙戈荒”新能源基地以特高压直流外送为主要消纳形式,风电、光电等新能源随机波动性强,如果当地现有电网结构相对薄弱,不能灵活调节,而特高压外送通道能力又不足,就会导致电力“汇集难、外送堵”。如果当地用电需求较小,而电力大发时段又遇到受端地区用电低谷期,电力“供需时空错配”问题就会较为突出。

  目前,我国电力系统整体上还缺乏强大的调节能力,无论是灵活的调峰电源、用户侧需求响应,还是大规模储能,都难以匹配新能源发电的波动性,而跨省跨区输电通道规划建设与受端消纳协同难度大、新能源开发企业生态治理经验相对欠缺等因素,也会影响“沙戈荒”中“能源绿洲”的落地与利用。

能源转型,走好关键一步

  面对这些挑战,我们该如何进行科学规划,攻克技术难关,以确保超级新能源基地在2030年如期建成?

  首先,要绘制一张协同联动的“规划蓝图”。将能源、国土资源、生态环境乃至区域经济发展规划等“多规合一”,从源头解决“在哪里建”“如何不破坏生态”“电送给谁”等根本性问题,进一步优化送端电源和受端负荷的空间布局,优先选择风光互补性强的区域集中开发,提高资源利用效率,精准对接负荷需求,减少送端电源和受端负荷失配风险。在此基础上,打破电源、电网、负荷、储能各环节之间的壁垒,在规划阶段就确保其紧密协同,让新能源“发得出、送得走、用得好”。

  还要打通基建“主动脉”。加快建设特高压外送通道,提升“西电东送”能力,让绿电畅通无阻。加紧布局“能源新管道”,探索建设输氢管道,将当地富余的新能源转化为氢能,以化学能形式将电力输送至全国,实现能量高效转移。推动铺设“信息神经网络”,加强5G、算力中心等新型信息设施建设,实现远程运维、精准调度,让新能源基地变得更智能。推动构筑“生态防护网”,在保护生态的同时,降低风沙损害带来的高昂运维成本。

  同时,要让新能源基地成为自感知、自决策、自优化、自修复的“有机生命体”,需加强“先进发电—高效输电—长时储能—智能运维—生态修复”的全链条技术集成创新。持续攻关提高设备经受光照、温度变化、风雨侵蚀等的耐受能力,研发高效电池、智能叶片、特高压柔直、宽频振荡抑制、熔盐储热、智能运维等技术,提升能源转换效率和设备可靠性。

  更要积极促进低成本使用绿电。推进电力负荷根据风电、光伏等能源供应的波动性进行动态调整,提升电力系统稳定性和能源利用效率,降低用电成本和弃风弃光率。积极推动相关产业西移,吸引高耗能项目就近落户,在“家门口”把电消化掉。发展新能源+氢氨醇产业,大幅提升非电利用率。深化电力市场改革,通过灵活的电价和跨省区交易机制,用价格信号引导资源优化配置,为消纳绿电开辟更大空间。

  未来的“沙戈荒”新能源基地,不仅能满足本国的需求,还可以跃升为“全球能源中心”。要实现这一点,就要加强跨国电网、铁路、管道互联互通,实现绿电、氢氨醇跨境输送,建成全球绿色能源出口基地。打造全产业链创新高地,推动标准、技术、设备、服务等全面输出,实现全链条价值创造。从“价格接受者”向“价格制定者”转变,通过成本优势、标准认证、金融市场等,让“沙戈荒”基地成为全球能源价格的“锚点”。

  “沙戈荒”中建设新能源基地,不仅是中国能源转型的关键一步,更是全球可持续发展的重要实践。随着规划协同、技术突破、机制优化和理念转变的深入推进,这些矗立在沙海中的超级新能源基地,必将进一步点亮绿色发展的未来,为全球能源革命带来启示。

(作者:张金良,系华北电力大学经济与管理学院教授)

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