在“雙碳”目標下,國家大型風光基地建設進入跨越式發展階段。2021年10月12日,習近平總書記在《生物多樣性公約》第十五次締約方大會領導人峰會上宣布:“中國將大力發展可再生能源,在沙漠、戈壁、荒漠地區加快規劃建設大型風電光伏基地項目。”隨著環境保護和能源轉型的緊迫性日益增強,沙漠、戈壁、荒漠地區的能源開發與利用逐漸成為我國能源戰略的重要組成部分。沙漠、戈壁、荒漠也正由“不毛之地”轉化為“能源沃土”。本文將分析國家“沙戈荒”新能源大基地發展現狀以及存在的問題,以期促進“沙戈荒”新能源大基地高質量可持續發展。
一、“沙戈荒”新能源大基地規劃建設情況
(一)基地規劃建設情況
我國沙漠、戈壁、荒漠地區面積廣闊,占國土面積的27%左右,風能太陽能資源豐富,技術可開發量占全國60%以上,開發潛力巨大。2022年6月,國家發展改革委、國家能源局等九部門聯合印發《“十四五”可再生能源發展規劃》,提出統籌優化風電光伏布局和支撐調節電源,在我國西部北部沙漠、戈壁、荒漠地區加快建設一批生態友好、經濟優越、體現國家戰略和國家意志的大型風電光伏基地項目。同年,國家發展改革委、國家能源局發布《以沙漠、戈壁、荒漠地區為重點的大型風電光伏基地規劃布局方案》,以庫布齊、烏蘭布和、騰格里、巴丹吉林沙漠為重點,以其他沙漠和戈壁地區為補充,綜合考慮采煤沉陷區,規劃建設大型風電光伏基地。
從國家級的第一、二、三批風光大基地到“沙戈荒”基地,再到水風光一體化基地以及采煤沉陷區基地,到2030年,國家級大基地規劃總裝機量將達到4.55億千瓦。其中,“十四五”時期規劃建設風光基地總裝機約2億千瓦,包括外送1.5億千瓦、本地自用0.5億千瓦;“十五五”時期規劃建設風光基地總裝機約2.55億千瓦,包括外送1.65億千瓦、本地自用0.9億千瓦。目前,第一批風光大基地已經全部開工、陸續投運。第二批部分項目陸續開工,第三批風光大基地項目清單已正式印發實施。從統計數據看,已有超過2億千瓦的“沙戈荒”項目正在建設和實施過程中。全國首批首個“沙戈荒”新能源基地——寧夏騰格里沙漠新能源基地項目規劃建設1300萬千瓦。一期100萬千瓦光伏項目已并網發電;二期200萬千瓦光伏項目已建成100萬千瓦;甘肅巴丹吉林沙漠新能源基地項目規劃建設1100萬千瓦,正在開展前期工作。
(二)生態恢復治理情況
我國是受土地沙化危害最為嚴重的國家之一。在國家公布的“十四五”九大清潔能源基地里,新疆、黃河上游、河西走廊和黃河幾字灣四個清潔能源基地均覆蓋有大量的沙漠、戈壁、荒漠化土地。新能源產業具有空間生態恢復、二次利用增值,土地開發利用方式還處于探索階段。2024年5月,國家能源局等3部委印發《關于有序推進光伏治沙項目開發建設有關事項的通知》,要求推進荒漠化防治與風電光伏一體化工程建設。這不僅有利于改善沙漠化地區的生態環境,同時也將提高光伏企業的產能利用率和盈利能力。在騰格里“沙戈荒”光伏基地建設過程中,積極探索“新能源建設+沙戈荒生態系統保護和修復”新路徑,通過光伏方陣外圍搭建立式沙障,形成聚沙堤,減少風沙流;將光伏組件中心點提升至距地面3米,為將來在板間種植經濟作物留足空間;通過設置立體防沙障、栽植灌木等方式,有效起到固沙作用;在光伏板下扎8.6萬畝半隱蔽式麥草方格,播撒了90噸沙生植物草籽,當地植被平均蓋度從0.5%增加至15%至20%,局部區域達40%左右。全力打造“新能源發電、生態修復、鄉村振興、生態旅游和荒漠治理”多位一體循環發展新模式,增加的植被為野生動物提供了食物充足、蔭涼遍地的新棲息地,吸引了鵝喉羚、鴿子等眾多野生動物前來覓食,推動了區域生態環境持續向好。
二、“沙戈荒”新能源大基地面臨的挑戰和問題
國家風光大基地總規劃達4.55億千瓦,多采用“一基地一主體”模式推進項目規模化發展。央企和地方國企在大基地開發指標上的爭奪十分激烈,在項目前期規劃、方案編制、指標落實、建設投運等過程中,發現基地面臨的接入消納、經濟指標、項目管控等挑戰正逐步顯現。
(一)源網規劃建設不同步。“沙戈荒”項目場址位于我國西部、北部,遠離中東部負荷中心,周邊用電負荷小,本地大規模消納難度大,造成了電源側與負荷側之間的錯位,需跨省跨區跨“大電網”外送。“十四五”期間建成的大基地外送比例約占75%,范圍覆蓋京津冀、華中、華東等地。但由于新能源外送通道有限、配套調節煤電建設周期長等原因,導致“沙戈荒”新能源大基地建設與輸電通道、支撐調節電源建設進度不匹配。“電源等電網、電網等規劃”現象普遍,存在大規模棄風棄光風險。比如,寧夏騰格里沙漠東南部新能源基地是“寧湘直流”配套電源,截至目前已先后建成200萬千瓦光伏項目,另有200萬千瓦風光項目正在建設中,剩余容量正在開展前期工作,但相應外送線路計劃2025年6月30日單極投運、9月30日雙極投運,進度滯后較為明顯,存在提前建成無法消納及與外送線路同步建成工程戰線長、施工面積廣、管理難度大的矛盾。甘肅巴丹吉林新能源大基地項目是“隴電入川”工程重點配套項目,囿于送受兩端電價等相關事宜尚未落地,預計4臺100萬千瓦煤電投運時間滯后于特高壓工程4-9個月。
(二)調節電源推升整體成本。隨著“沙戈荒”風光基地規模化建設,電力系統“高比例可再生能源、高比例電力電子設備、低轉動慣量、低可控性”兩高兩低特性將更加明顯。受新能源波動性、間歇性影響,大規模新能源并網將對電網安全運行帶來挑戰。我國煤電機組深調率平均達到30%,在“全負荷低碳性、滿負荷可靠性、寬負荷經濟性、低負荷適應性、變負荷靈活性”方面還需持續發力,目前僅能支撐現有新能源利用率保持在95%左右。為此,需加快包含調峰煤電、新型儲能等在內的靈活調峰設施建設,從而減少棄風棄光,但配套調節措施將直接推高項目開發成本。比如,儲能系統建設成本高,按照目前電化學儲能初始投資成本750元/千瓦時、年均循環次數500次、電池壽命9年測算,儲能系統度電成本約0.3元/千瓦時。此外,近年來隨著新能源規模并網,造成系統成本大幅增加,用電價格承受能力與發電系統成本提高的矛盾凸顯。
(三)非技術成本居高不下。作為最大的新能源產業制造國,中國的新能源制造各環節成本下降雖排在世界前列,但項目開發成本卻始終高出全球平均水平。這與新能源項目長期居高不下的非技術成本有很大關系。在“沙戈荒”項目實際執行中或多或少涉及復雜的地方訴求,存在“資源換產業”“落地換指標”“捐贈換土地”等現象,將配套產業或投資等要求作為準入門檻。比如,西北保障性新能源資源競配評分大多設定“經濟社會貢獻”指標,以配套光電建筑材料產業園、光伏支架制造等風光儲相關產業裝備制造等方式帶動地方經濟。西北某省土地平均租賃費用已由“十四五”初期的200至300元/畝/年上漲至目前的650元/畝/年,漲幅近3倍,不少地區還要求20年一次性交納。
(四)電價及輔助服務機制不完善。“沙戈荒”基地建設條件復雜,近年來新能源產業鏈價格波動較大,非技術成本呈上漲趨勢。同時,計入配套煤電、儲能、長距離輸電和送受端網架投資后,需要平衡項目投資收益和上網電價之間的關系。并且,新能源電力與常規電力“同質不同性”,擁有綠色屬性,但現階段體現綠色價值的售電收入較少,還原新能源的綠電屬性尚不充分。另外,“沙戈荒”新能源大基地風光火儲各發電主體目前處于“聯營不聯運”狀態,未能真正發揮多能互補、一體化協同等優勢,不利于項目經濟性和新能源消納能力的提升。部分項目因投產時間在年內,無法趕上上一年末的年度長協交易,項目投產后無電量指標。比如,國能靈紹配套光伏基地項目一期100萬千瓦于2024年6月投運,仍然錯過了2024年協交易時間,且該項目作為2024年新投產的靈紹配套電源,當前政策尚不允許配套電源向其他省份送電,項目發電計劃指標成為生產運行最大問題。
(五)面臨極端自然環境考驗。“沙戈荒”地區具有獨特的地理位置和生態環境,項目建設運行過程中面臨高溫炙烤、沙土沉積、沙暴天氣、大額溫差等多種極端條件,增加了項目開發難度。“沙戈荒”新能源開發的同時應做好生態恢復治理,沙漠光伏基地建設過程中面臨沙丘移動、防風固沙等問題,采煤沉陷區光伏基地面臨后期沉降維護的問題。但目前三北地區荒漠新能源電站生態氣候效應事實與機理系統研究尚處于空白,相關生態產業發展均處于培育孵化階段,產業經濟效益開發不足,更需要專業化的治理技術和豐富的治理經驗。
三、“沙戈荒”新能源大基地發展的對策分析
(一)加強源網統籌規劃建設
“沙戈荒”基地風光資源充沛,電力負荷較低,難以通過本地消納消化,需要進一步深化“沙戈荒”基地與中東部負荷中心的協同發展。一是統籌外送通道和新能源基地規劃,落實項目外送條件,確保同步規劃、同步實施、同步投產,保障特高壓外送工程投產即能發揮輸送能力,避免“沙戈荒”基地獲批后因外送通道問題不能開工建設;二是統籌考慮送受兩端儲和調節的能力。當前“沙戈荒”基地配套儲能基本均在電源側,建議充分考慮電力送受兩端經濟發展的不均衡性,在受端適當配置一定比例儲能,實現送受端調峰互濟,最大化消納新能源電量。
(二)合理疏導電源成本
新能源快速發展對系統調節能力提升提出了巨大需求。因此,應制定適應“沙戈荒”基地特點的調度、交易、消納、輔助服務、綠電綠證及配套儲能發電容量補償等機制,給調節型電源相應的電價激勵政策或轉向市場。還要加快建立透明高效的全國和省級電力市場平臺,打破省間壁壘,充分發揮市場在資源配置中的作用,按照“誰受益、誰承擔”的原則,合理分攤省外用戶、發電企業、本省用戶的電源成本。
(三)優化項目管控模式
進一步明確新能源基地項目的政策界限,合理劃定項目送受兩端收益分配與監督機制,新能源項目發展監督機制,規范項目投資建設過程中的產業配套行為,從而減少地方產業配套要求,保障項目高效落地、正常運營。
(四)健全輔助服務機制
一是優化健全輔助服務相關政策,建立與“沙戈荒”相匹配的成本計算規則,避免重復核算消納成本,完善配套煤電和儲能的發電容量補償機制。二是充分發揮可再生能源消納責任權重引導作用,完善綠電消費激勵機制,體現綠電價值。三是健全“沙戈荒”新能源大基地項目開發運營機制,以“聯營聯運”推動風光火儲等發電主體一體化協同參與電網運行和市場交易,從而達到清潔能源開發利用、電網運行安全穩定、項目運營經濟高效等多方面成果協調平衡。四是在出現“年中投產錯過年協交易、配套線路通道輸送能力不足”時,允許配套電源與其他省份在年內組織開展補充交易。
(五)科學促進生態修復
根據不同地區不同生態特點,研究差異化開發治理方案,積極推進光伏與治沙融合發展,研究板下、板間經濟與生態治理融合發展模式,推動光伏治沙試驗示范區建設。在保障新能源項目經濟效益的同時,實現地質環境穩定、土地復墾利用、生態功能改善等目標,讓更多“沙戈荒”真正變成綠水青山和金山銀山。
結語:
綜上所述,“沙戈荒”新能源大基地建設與發展是我國推動能源清潔低碳轉型的有效途徑,更是保障能源安全供給的重大舉措。當前面臨的網源規劃建設不匹配、調節電源推升整體成本、非技術成本居高不下、輔助服務機制不完善、極端自然環境考驗等問題亟需研究解決。因此,應統籌謀劃,加強源網統籌規劃建設,合理疏導電源成本,優化項目管控模式,健全輔助服務機制,科學促進生態修復,促進“沙戈荒”新能源大基地可持續發展,以全方位深層次變革推動構建新型能源體系。