基于新能源利用的山地立體式綜合開發模式探析

王首一

（河北工程大學，河北 邯鄲 056038）

基于新能源利用的山地立體式綜合開發模式探析

王首一

（河北工程大學，河北 邯鄲 056038）

現今推行開發利用如太陽能、風能等新能源的政策對于促進河北省減輕環境污染、解決能源問題有著重要意義。文章以河北省面積廣大的山地為例，對其立體綜合開發適宜的模式、方法進行探討與實踐，以供參考。

河北?。簧降貐^域；新能源；立體式開發

利用太陽能、風能等易獲得的可再生能源轉化為我們生活、生產中需要的能源的技術基本成熟并在逐步完善中，在當代強調節能環保的新形勢下越來越受到重視。對于我國經濟處于快速發展的現階段來說，土地占用與能源需求不斷加劇，導致土地與能源資源的稀缺性越來越突出。河北省建設雖位于平原地區，山地丘陵仍占有省域面積的 48%，比例高，開發利用不充分且不生態，我省對于太行山脈、燕山山脈等山地利用還處于原始性破壞性開采。本課題在傳統的山地開發模式上，結合國家推行的新能源政策，對山地風電場進行立體開發，即推進山地農畜和農家樂旅游業的同時增加太陽能光伏發電與風能發電互補，并將所獲電能接入國家電網。這樣不但緩解了土地供需、能源緊張問題，而且化解了北方地區火電生產時產生的PM值超標，進一步優化了我省的空氣質量，帶動區域經濟增長，實現科學的可持續發展。

一、山地立體式綜合開發的意義

河北省山體大多為石山，植被較少，南方單純的農業思路方向并不適合北方。在國家推行清潔能源政策的引導下，我們發現北方的山地開發更適宜太陽能光伏發電和風能無污染可再生能源方向。兩種發電方式各有其優點，基于我省季風氣候地區一般冬季風大，太陽輻射強度小，夏季風小，太陽輻射強度大的特點，適宜開發新能源，且兩種發電方式相互補充，能夠提高發電的穩定性和可靠性。改善山地資源的“單一”開發利用現狀，從農、畜、旅游和新能源多方面結合對山地進行立體綜合開發，是我省解決利用與護理、當前與長遠的矛盾，實現經濟效益、社會效益和生態效益統一的有效途徑。

二、山地新能源利用發展現狀及問題

1. 新能源產業發展現狀

①河北省具有較為豐富的太陽能資源，年太陽輻射總量為5000～5850MJ/m2，開發潛力很大[1]。2013年河北省最大的山地太陽能光伏電站在邢臺皇寺鎮建成，總容量為50兆瓦，每年為國家電網輸送約6200萬KW清潔能源，大大降低了二氧化硫等有害氣體與粉塵的產生；

②河北省的風能資源儲量陸上達1700萬KW，風能資源豐富。例如我省的太行山區，除風能儲量最小區東部山麓區域外，其他大部分中山、低山以及丘陵地區的風能密度在50～150W/m2，有效風速累計時數可達2000～4000h[2]，可利用風力數量巨大，多用風能發電。蔚縣南部山區山體中上部開發建設多家風電場，風電裝機總量約40萬KW[3]。除此還有風能提水等。

2. 山地新能源產業發展中存在的問題

對實際項目及其后期維護情況進行調研后我們發現，由于區域的地貌、氣候差異、太陽輻射以及風強度的不同，再加上季節時間變化，在實際項目中，多方面存在缺陷與問題：

①山地架電難、水資源貧乏而太陽能、風能資源豐富，建設條件優秀但實際項目操作中成本過高，與實際的經濟效益不成比例；

②技術水平不先進，創新能力弱，專精型技術人才缺乏；

③結構不合理，缺乏具有競爭能力的產業集群。

此外，這類高新技術產業建設所占面積通常較大，會對山體原有景觀整體造成一定的破壞，如何保證景觀的完整性與協調統一也是利用新能源產業設計難點之一。

三、山地立體式綜合開發

河北省山體植被較少，多集中于中上部區域，縱向空間差異較為明顯。對河北省大面積的山地應分層開發利用，充分考慮植被與氣候條件等自然環境的區塊差異，形成差別化的山地立體開發模式。大體上分為：中高山地開發——太陽能和風能互補發電；低山丘陵地開發——有機農畜產品的輸出以及“農家樂”旅游模式的開發。

在中高山地區域，通過對風電功率的預測，選擇盡可能有效作用的點進行建設活動且在建設過程中注重盡少量對環境、植被造成破壞。推薦采用混合風力-太陽能發電系統。先對單個組件建立性能模擬模型，然后才對其進行綜合評估。利用太陽能發電陣列輸出功率在太陽輻射不同強度下的變化和不同風條件情況下風電場的功率輸出影響，研究太陽能和風能互補以及在啟動、退出和擾動情況下，太陽能和風能互補配電的暫態穩定。

對于低山丘陵地，主要以發展有機農畜產品與“農家樂”為主。需要注意即便屬于同一海拔高度層次同基面立體結構也需要安排合理，形成類似于“桑基魚塘”的生態循環系統。由于山地的自來水的輸送有一定難度，部分是水泵抽水，可改進為風能提水。對于水資源貧乏而風能資源豐富的地區，僅依靠蓄水池和風能提水設備，就可滿足日常生活、生產需要，節約了電能，減少了能源轉化傳遞中的進一步消耗，確實是解決山區飲水、灌溉的有效途徑。

此外開發規劃前期要注意山地的產權地類上是否統一。山地有些區域在林地和園地的劃分上存在爭議，而不同標準劃分補償實行存在差異，這導致重復上報審批的現象，影響山地開發成本。

四、建議

太陽能、風能是存在范圍廣、易獲取、可再生的清潔能源，對于河北省來說開發大面積的山地區域，對其風、電、農畜結合，立體式開發是一種促進社會發展的經濟、環保的措施手段。我國新能源利用中存在高新技術產業追求科技含量，不注重造價等誤區，山地開發利用風能這種節能惠民的產業需要特別注意的是開發成本與收益（包括經濟收益與生態效益），達到自然環境與山地開發、城市發展三者協調發展。

[1]李丹. 河北新能源產業發展及其金融支持問題[J]. 合作經濟與科技,2010(22).

[2]潘英書,王秀英,閻庚波,宋永昌,孫振清,武仲. 河北省太行山區風能資源探討[J]. 河北農業大學學報,1991(04).

[3]武寧. 山地型風電場的建設對森林生態系統影響淺析[J]. 河北林業科技, 2013(04).

G322

B

1007-6344（2015）09-0122-01

王首一（1980—），男，漢族，河北邯鄲人，河北工程大學、講師，主要研究方向：建筑設計及建筑節能方向。

2015年度河北省社會科學發展研究課題“基于新能源利用的山地立體式綜合開發應用研究”( 課題編號：2015030378 )。