青海海東光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展及啟示

梁仰椿+王敏

在西北多個地區(qū)退化或廢棄牧草地陽坡上發(fā)展光伏發(fā)電，不僅有利于防風(fēng)固沙，還能緩解氣候變暖，提高植被覆蓋率和土地使用效率，實現(xiàn)生態(tài)保護和光伏發(fā)電共贏。

西北地區(qū)應(yīng)優(yōu)化光伏發(fā)電布局

1.光伏產(chǎn)業(yè)有望成為西北部地區(qū)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的重要支撐。光伏被越來越多的國家認(rèn)定為最具發(fā)展?jié)摿Φ目稍偕茉矗彩侵袊茉聪蚓G色轉(zhuǎn)型的重要產(chǎn)業(yè)。西北地區(qū)光伏資源豐富，大型光伏并網(wǎng)容量大約占全國總量的3/4。西北多數(shù)地區(qū)工農(nóng)業(yè)發(fā)展滯后、經(jīng)濟資源貧乏、增收渠道少。雖然風(fēng)能、水能等清潔能源豐富，但分布不均，且具有較強的季節(jié)性和間歇性，因而充沛的光伏資源有望成為地方扶貧主渠道。由于水電受低溫影響大、風(fēng)能不穩(wěn)定性高，造成西北部這些能源資源豐富的地區(qū)反而缺電頻發(fā)。大力發(fā)展光伏發(fā)電可以實現(xiàn)風(fēng)光互補、水光互補，穩(wěn)定用電以保障落后地區(qū)充分利用當(dāng)?shù)刭Y源優(yōu)勢，加大能源密集型產(chǎn)業(yè)發(fā)展，促進西北地區(qū)健康發(fā)展。

2.全國光伏發(fā)電存在嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)性問題。截至2015年底，全國光伏發(fā)電累計裝機容量4318萬千瓦，“十二五”期間實現(xiàn)年均增長177%，已居全球第一。特別是西北地區(qū)光伏資源稟賦優(yōu)異，甘肅、新疆、青海、寧夏均居前列。然而，中國光伏發(fā)電占比不及國際平均水平的1/10，不及歐洲的1/50；與此同時，“棄光”現(xiàn)象也十分嚴(yán)重。2015年，全國棄光電量約46.5億千瓦時，全部集中在以上四省，平均棄光率為12.6%，甘肅、新疆尤為嚴(yán)重，棄光率分別高達31%、26%，棄光電量占總量的近90%。

“棄光”現(xiàn)象反映了中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的結(jié)構(gòu)性矛盾：快速擴張的產(chǎn)能受到消納能力、電網(wǎng)建設(shè)、外送通道容量等制約，尚未實現(xiàn)與消費需求的有機銜接，局部產(chǎn)能過剩與總體供給不足并存。總體來看，這在很大程度上與中國光伏資源稟賦和生產(chǎn)力的逆向分布格局有關(guān)。西北地區(qū)光伏發(fā)電條件優(yōu)越，卻遠離負(fù)荷中心，又難以實現(xiàn)就近消納。更重要的是，光伏發(fā)電規(guī)模增長過快、與電網(wǎng)接入規(guī)劃銜接不夠、項目布局與電力負(fù)荷分布不協(xié)調(diào)等實際問題，在客觀上加劇了這一矛盾，成為導(dǎo)致棄光愈演愈烈的直接原因。

3.優(yōu)化西北部地區(qū)光電發(fā)展刻不容緩。第一，西北地區(qū)發(fā)電空間嚴(yán)重不足與屋頂質(zhì)量差和空地少密切相關(guān)。西北地區(qū)人少且多游牧，房屋數(shù)量少，經(jīng)濟落后導(dǎo)致房屋質(zhì)量難以滿足光伏發(fā)展的需要；另外，西北地區(qū)發(fā)展光伏的空地少與中國土地資源稀缺及土地政策有關(guān)。中國耕地占比約10%-13%，林地和草地占比約50%左右，但優(yōu)質(zhì)草地僅占10%左右。西北是中國重要的林地和牧草地資源儲備地區(qū)，大量土地質(zhì)量差且利用率低。而根據(jù)相關(guān)政策，發(fā)展光伏應(yīng)主要使用未利用地，林草地轉(zhuǎn)建設(shè)用地審批非常困難；且禁止在林地和牧草地上同時建設(shè)光伏項目，要求確保盡量不毀壞原有林草植被。但實際情況是，許多光伏資源豐富的地方未利用地極少甚至沒有，而大量性質(zhì)為林草地的土地已荒廢甚至寸草不生。如果不因地制宜大力發(fā)展光伏發(fā)電，土地資源和光伏資源將被大量浪費。西北地區(qū)大面積林地和牧草地由于缺少水分已處于退化或荒廢狀態(tài)，如果在這類土地上建設(shè)光伏項目，不僅能保持這些廢棄地的生態(tài)質(zhì)量不下降，還可以實現(xiàn)廢棄土地的充分利用。如果能進一步改良生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)促進經(jīng)濟發(fā)展和保護生態(tài)的共贏，將是對土地綜合利用進行的一次有益探索。

第二，自身消納能力差和電網(wǎng)建設(shè)滯后是西北地區(qū)棄光嚴(yán)重的主要原因。一方面，西北部地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展落后、用電量低，自身對電能的消耗能力弱；另一方面，雖然西部地區(qū)充足的光伏資源稟賦及優(yōu)厚的國家扶持政策吸引了諸多發(fā)電企業(yè)，但是電網(wǎng)規(guī)劃及建設(shè)卻沒有跟上，導(dǎo)致發(fā)電建設(shè)與電網(wǎng)建設(shè)嚴(yán)重脫節(jié)。客觀上說，雖然加快特高壓建設(shè)對西北部經(jīng)濟社會發(fā)展及全國能源轉(zhuǎn)型非常重要，應(yīng)盡早規(guī)劃布局，但無論其規(guī)劃、審批還是施工建設(shè)都需要較長時間，短期內(nèi)難以完成。如果能盡快在西北部地區(qū)高電能消納地加大光伏建設(shè)，實現(xiàn)就地消納，不僅能突破電網(wǎng)建設(shè)滯后的障礙，也能及時解決嚴(yán)重棄光現(xiàn)象，促進當(dāng)?shù)丶爸車鷧^(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展。但西北部電能高消納地大都經(jīng)濟較發(fā)達、人口多、未利用地少。在造成這些地區(qū)發(fā)電空間不足的原因中，屋頂質(zhì)量和數(shù)量受經(jīng)濟發(fā)展水平、人口數(shù)量、游牧生活方式等因素扭轉(zhuǎn)難度較大。但是，一些地區(qū)林草地相對占比較高，存在大量的荒廢或退化的牧草地或林地，合理利用土地空間可以成為短期內(nèi)扭轉(zhuǎn)的一個突破口。因此，應(yīng)該在西北部地區(qū)嘗試合理突破用地限制，合理利用廢荒的林地或牧草地發(fā)展光伏發(fā)電，促進光伏產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展壯大，推動區(qū)域內(nèi)電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和運營，探索一條 “光伏+生態(tài)”共贏的發(fā)展之路。

青海海東發(fā)展光伏的重要意義

1.促進電能本土化消納，構(gòu)建光伏產(chǎn)業(yè)鏈。青海地區(qū)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展在全國遙遙領(lǐng)先，海東地區(qū)也潛力巨大。這主要歸因于其得天獨厚的資源優(yōu)勢：第一，海東地區(qū)日照時間長，輻射量大，是全國太陽能資源最豐富的地區(qū)之一。年平均日照達到2708-3636小時，全年輻射量約為6200MJ/m2，是中國太陽能資源最豐富地區(qū)。第二，并網(wǎng)條件具有優(yōu)勢。目前，海東具有750千瓦變電站2座，330千瓦變電站4座，330輸電線路23條，共1053.5公里，110千瓦變電站40座，公網(wǎng)110千瓦線路41條，線路長度774.6公里，35千瓦公網(wǎng)線路38條，線路長度443.78公里，并網(wǎng)優(yōu)勢明顯。但是，青海地區(qū)光伏項目主要集中在海西、海南、海北等偏遠地區(qū)，在具有巨大資源優(yōu)勢且消納潛力更強的海東地區(qū)并沒有得到大規(guī)模發(fā)展，以致于目前青海必須通過遠距離高壓線路將電能輸送至西寧、海東等負(fù)荷中心；而受系統(tǒng)調(diào)峰能力嚴(yán)重不足、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)相對簡單以及穩(wěn)定性要求強等因素制約，遠距離輸電能力嚴(yán)重受限。如果海東能大力發(fā)展光伏本土化則可以明顯改善該現(xiàn)象。

從促進當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)發(fā)展看，發(fā)展光伏發(fā)電必將帶動其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)，形成比較完整的光伏產(chǎn)業(yè)鏈，能有效改善目前光伏配套產(chǎn)品遠距離運輸帶來的高成本問題；光伏產(chǎn)業(yè)鏈的本地化還將滋生大批制造企業(yè)，提高海東地區(qū)的電能消納能力，促進就業(yè)，增加稅收，形成經(jīng)濟社會發(fā)展的良性循環(huán)。另外，海東屬于蘭西城市群，是青海的主要經(jīng)濟地區(qū)，城市群一體化發(fā)展必將打破傳統(tǒng)行政區(qū)域間隔，實現(xiàn)跨省經(jīng)濟聯(lián)合，增加區(qū)域內(nèi)電量需求，擴大清潔電能的消納潛力。由于光伏遠距離輸電損耗比煤電還大，就近消納效益更高，像海東這類清潔能源豐富且并網(wǎng)條件好的地區(qū)，可以充分發(fā)揮資源優(yōu)勢，就近為自身及城市群等負(fù)荷中心提供大量清潔綠色電能。

2.推動光伏扶貧政策落實，實現(xiàn)地區(qū)脫貧。目前，全國貧困縣592個，西部占據(jù)375個，為重點扶貧地區(qū)。而海東全區(qū)6個縣中有5個縣是國家扶貧開發(fā)重點縣，一個縣是省級扶貧開發(fā)重點縣，農(nóng)村貧困人口73.87萬，占農(nóng)村總?cè)丝诘?4%，是青海省貧困山區(qū)面積最大、貧困人口最多的地區(qū)。雖然海東地區(qū)自然條件惡劣、資源缺乏、工商業(yè)發(fā)展弱、農(nóng)產(chǎn)品發(fā)展環(huán)境差、農(nóng)民依靠農(nóng)產(chǎn)品及其他方式增收困難、扶貧渠道少，但該地區(qū)日照條件好，具有發(fā)展光伏的資源優(yōu)勢，光伏發(fā)電有望成為精準(zhǔn)扶貧脫貧的主渠道。目前，青海光伏扶貧試點建設(shè)光伏電站共15萬千瓦，海區(qū)分配6萬千瓦。由于光伏電站投資額高，成本回收期長，技術(shù)水平要求高，青海根據(jù)本地情況，探索采用村企共建模式。即國家安排光伏資源，貧困村安排建設(shè)用地，企業(yè)負(fù)責(zé)投資。但由于青海貧困地區(qū)住房條件差，大部分地區(qū)電能消納能力弱，采用屋頂分布式發(fā)電條件有限，經(jīng)濟效益差，難以吸引企業(yè)投資。如果能拓寬利用荒山荒坡、草場陽坡廢棄空地規(guī)模化發(fā)展光伏的空間，海東地區(qū)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿⑹志薮蟆?img alt="" src="https://cimg.fx361.com/images/2017/08/02/zjbg201707zjbg20170734-1-l.jpg" style="">

從實踐來看，海東地區(qū)發(fā)展光伏可以擴大扶貧脫貧經(jīng)濟來源，有利于實現(xiàn)精準(zhǔn)扶貧：一是獲得企業(yè)提供的土地補償款。按照目前政策，使用土地補償農(nóng)牧民一次性給付約1800元/畝，海東農(nóng)牧民土地?fù)碛袛?shù)量在2-20畝之間，按照每戶平均5-6畝，預(yù)計可增收1萬元左右，約相當(dāng)于目前人均貧困人口5年的收入，扶貧力度相當(dāng)大。二是隨著光伏產(chǎn)業(yè)鏈的不斷成熟，農(nóng)牧民能通過在相關(guān)產(chǎn)業(yè)就業(yè)實現(xiàn)增收。三是由于在林草地上發(fā)展光伏，并不會改變原有土地的性質(zhì)，牧民仍然可在該草地上放牧；而太陽能電池板的遮陽作用可提高牧草覆蓋率，改善牧草生長環(huán)境，從而增加牧業(yè)收入。四是條件和時機成熟時，農(nóng)牧民可以入股合作企業(yè)，獲得穩(wěn)定持續(xù)的收入來源。

3.可改善陽坡生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)土地高效利用。多個研究結(jié)果顯示：水分條件，尤其土壤水分是影響高原山地不同坡向草地分布和生長的主要因素。海東與鄰近地區(qū)海南和海西具有相似植被及自然條件特征，因此，海西、海南陽坡建設(shè)光伏的生態(tài)效果對海東地區(qū)具有參考價值。具體如下：

一是太陽能電池板遮陽后減少蒸發(fā)量可大幅提高植被覆蓋率。根據(jù)青海大學(xué)對海南州共和縣、海西州德令哈市太陽能光伏電站調(diào)查結(jié)果，電站建成后當(dāng)?shù)氐娜蛰^差和年較差減少，蒸發(fā)率減少，空氣相對濕度和降水量有微量增加，土壤含水量增加10%以上；再輔以人工綠化措施，海南州示范基地植被覆蓋度由30%提高到了60%以上。二是具有防風(fēng)固沙的作用。植被覆蓋度增加對于降低風(fēng)速和輸沙率具有一定的作用，從而起到防風(fēng)固沙、治理荒漠化的目的，光伏電站周圍也就變成了優(yōu)良牧場，牧草株高和產(chǎn)量均比未建設(shè)光伏電站前增加了50%以上。三是減緩氣候變暖。根據(jù)對上述兩地區(qū)太陽能光伏電站對當(dāng)?shù)刂脖挥绊懙恼{(diào)查，由于能將部分太陽能轉(zhuǎn)化成電能，使地表接收的太陽輻射降低，地表日平均溫度降低了0.049℃，這對于減緩氣候變暖具有積極的作用。

面臨的問題及政策建議

1.主要問題。第一，土地政策阻礙其高效利用。西北部地區(qū)很多地方適合發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)的土地類別多為林地和牧草地，極少有符合國家鼓勵發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)的大面積荒山荒坡等未利用地，而牧草地是禁止同時另作他用的。然而，實際情況是同類土地特征各有不同。例如，陽坡和陰坡生態(tài)特征差別很大，由于土地用途受限，這些地區(qū)的牧草地陽坡大面積退化甚至荒廢，而大量豐富的太陽能資源又因為缺少用地未被充分利用，沒有創(chuàng)造出應(yīng)有的經(jīng)濟和社會效益。該類情況不僅存在于青海東部地區(qū)，在其他一些地區(qū)也普遍存在。例如，我們在河北曲陽縣考察項目用地時，發(fā)現(xiàn)一片退化嚴(yán)重的草地荒地，光照資源非常適合開發(fā)建設(shè)光伏電站，但是，最終由于這塊土地性質(zhì)屬于草地而被迫放棄。

第二，電網(wǎng)建設(shè)滯后制約電能跨省遠距離外送，造成資源浪費嚴(yán)重。西北部一些地區(qū)電網(wǎng)建設(shè)相對較好，但多數(shù)僅限于本地區(qū)及附近周邊地區(qū)電能消納。雖然“十二五”期間加大了電網(wǎng)建設(shè)，初步形成東接甘肅、南聯(lián)西藏和西引新疆的電網(wǎng)，但仍難以解決區(qū)域及各省內(nèi)部的電能調(diào)配問題。另外，西北部大部分地區(qū)主要依靠太陽能、風(fēng)能、水能等不穩(wěn)定資源發(fā)電，電網(wǎng)穩(wěn)定性低，經(jīng)常出現(xiàn)“發(fā)電資源豐富時期用不完，匱乏期不夠用”的現(xiàn)象。因此，應(yīng)繼續(xù)加強該地區(qū)電網(wǎng)建設(shè)。一方面，西北部及周邊地區(qū)盡快實現(xiàn)電能互補需要遠距離輸送。水電、風(fēng)電和光伏資源具有較強的季節(jié)性和時段特征，尤其是水電，在西北部地區(qū)占比極高，裝機容量占比高達70%-80%。在豐水季節(jié)，大量電能需要外送；在枯水季節(jié)，又需要從外地調(diào)配電能補充。而光伏目前在大部分西北部地區(qū)開發(fā)尚且不足，不能形成有效的水電、光電互補自調(diào)。事實上，即使未來光伏實現(xiàn)了長足發(fā)展，“水光互補”仍需外調(diào)煤電等穩(wěn)定電能來補充；另一方面，未來大規(guī)模光伏電能外送同樣需要遠距離輸送。近年來，西北部地區(qū)新能源發(fā)展速度非?？?，但就地消納能力有限，如果不能有效解決電能遠距離跨省外送問題，未來將造成更多的“棄光”、“棄風(fēng)”現(xiàn)象。電網(wǎng)建設(shè)相對落后導(dǎo)致新能源浪費的現(xiàn)象在西北多個地區(qū)都存在，例如，在甘肅，光伏和風(fēng)能都有50%電量被棄。

第三，缺乏對光伏設(shè)施造成山坡水分影響的系統(tǒng)研究。盡管實地調(diào)研發(fā)現(xiàn)發(fā)展光伏發(fā)電對山坡陽面牧草地改善明顯，但是到目前為止，尚未獲取到關(guān)于陰陽坡蒸發(fā)量的權(quán)威數(shù)據(jù)，也沒有電池板遮陰后減少蒸發(fā)量的系統(tǒng)數(shù)據(jù)，以及坡度對蒸發(fā)量影響的公認(rèn)數(shù)據(jù)。目前，光伏對牧草地改良作用的數(shù)據(jù)是根據(jù)少量實地調(diào)研的測算估計所得，缺少該部分更為精細化的數(shù)據(jù)支撐。

2.政策建議。一是探索土地綜合利用，合理解決光伏發(fā)展用地問題。中國牧草地主要分布在干旱、半干旱的西北區(qū)、西南區(qū)和華北區(qū)，該范圍內(nèi)的多個地區(qū)太陽能資源豐富，卻有大面積陽坡由于缺水，牧草地廢棄或植被覆蓋率非常低。建議在至少不損害甚至還能改善生態(tài)的前提下，允許在退化或廢棄牧草地上進行光伏建設(shè)，合理解決規(guī)?；l(fā)展光伏需要的用地問題。探索在不改變土地原有類別基礎(chǔ)上，實現(xiàn)土地綜合高效利用的解決方案，通過提供補償、租賃或入股等方式實現(xiàn)牧民和光伏企業(yè)的合作。即牧民不僅可以在原有牧草地上放牧，還能額外獲取企業(yè)使用土地的補償，并可以使植被質(zhì)地更加優(yōu)化。但在此項工作的推進過程中，一方面，要加強對農(nóng)用地的保護，嚴(yán)格把好用地轉(zhuǎn)建的審批關(guān)；另一方面，必須注意與土地所有權(quán)的農(nóng)牧民充分溝通協(xié)調(diào)，避免后期利益紛爭。主要包括：土地使用方式、補償金額及補償方式等。

二是加強電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，拓展能源外送通道。建設(shè)特高壓可實現(xiàn)西北部地區(qū)豐富的清潔能源遠距離輸送至全國各地，特別是青海、新疆、西藏聯(lián)網(wǎng)工程建成后，青海電網(wǎng)承擔(dān)新疆電力轉(zhuǎn)輸和向西藏供電的任務(wù)，由西北終端電網(wǎng)發(fā)展為交直流混合的樞紐電網(wǎng)，保障西藏供電安全和確保疆電外送為主要目標(biāo)，既占用輸出通道，也對電網(wǎng)提出更高運行標(biāo)準(zhǔn)，對青海的光伏電能送出影響較大。國家應(yīng)盡快統(tǒng)一規(guī)劃，從長遠和全局角度盡早考慮青海優(yōu)質(zhì)清潔能源外送大通道的建設(shè)問題，完善西北地區(qū)特高壓項目規(guī)劃建設(shè)。同時，未來電能跨區(qū)外送不僅涉及電網(wǎng)企業(yè)，也會影響到鐵路部門煤炭運輸線路規(guī)劃。電網(wǎng)建設(shè)除了要參考政府規(guī)劃意見，也要溝通鐵路部門意見，避免電網(wǎng)企業(yè)高額電網(wǎng)建設(shè)與鐵路煤炭運輸線路規(guī)劃沖突，產(chǎn)生重復(fù)建設(shè)投資，造成巨大浪費。

三是加強陽坡生態(tài)光伏效益研究，為精細化管理提供依據(jù)。如果未來西北部或其他地區(qū)要在大面積低效牧草地和林地上開展光伏建設(shè)，精細化的生態(tài)和光伏管理產(chǎn)生的環(huán)境社會效益將十分突出。為此，建議政府相關(guān)部門組織權(quán)威專家學(xué)者，加強對陽坡生態(tài)光伏效益的研究，盡快公布權(quán)威性的指導(dǎo)數(shù)據(jù)，包括：陰陽坡蒸發(fā)量的差別數(shù)據(jù)，電池板遮陰后減少蒸發(fā)量的系統(tǒng)數(shù)據(jù)，以及坡度對蒸發(fā)量的影響數(shù)據(jù)等。通過這些數(shù)據(jù)不僅可以全面掌握在西北部地區(qū)廢棄草地上發(fā)展光伏發(fā)電對生態(tài)的影響，還能配合人工降雨及引水工程等措施改善當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，有利于全方位優(yōu)化西北部地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)，并避免資源浪費。