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青海海东光伏产业发展及启示
日期:2017-09-14   [复制链接]
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编者按:在西北多个地区退化或废弃牧草地阳坡上发展光伏发电,不仅有利于防风固沙,还能缓解气候变暖,提高植被覆盖率和土地使用效率,实现生态保护和光伏发电共赢。

西北地区应优化光伏发电布局

1.光伏产业有望成为西北部地区产业健康发展的重要支撑。光伏被越来越多的国家认定为最具发展潜力的可再生能源,也是中国能源向绿色转型的重要产业。西北地区光伏资源丰富,大型光伏并网容量大约占全国总量的3/4。西北多数地区工农业发展滞后、经济资源贫乏、增收渠道少。虽然风能、水能等清洁能源丰富,但分布不均,且具有较强的季节性和间歇性,因而充沛的光伏资源有望成为地方扶贫主渠道。由于水电受低温影响大、风能不稳定性高,造成西北部这些能源资源丰富的地区反而缺电频发。大力发展光伏发电可以实现风光互补、水光互补,稳定用电以保障落后地区充分利用当地资源优势,加大能源密集型产业发展,促进西北地区健康发展。

2.全国光伏发电存在严重的结构性问题。截至2015年底,全国光伏发电累计装机容量4318万千瓦,“十二五”期间实现年均增长177%,已居全球第一。特别是西北地区光伏资源禀赋优异,甘肃、新疆、青海、宁夏均居前列。然而,中国光伏发电占比不及国际平均水平的1/10,不及欧洲的1/50;与此同时,“弃光”现象也十分严重。2015年,全国弃光电量约46.5亿千瓦时,全部集中在以上四省,平均弃光率为12.6%,甘肃、新疆尤为严重,弃光率分别高达31%、26%,弃光电量占总量的近90%。

“弃光”现象反映了中国光伏产业发展的结构性矛盾:快速扩张的产能受到消纳能力、电网建设、外送通道容量等制约,尚未实现与消费需求的有机衔接,局部产能过剩与总体供给不足并存。总体来看,这在很大程度上与中国光伏资源禀赋和生产力的逆向分布格局有关。西北地区光伏发电条件优越,却远离负荷中心,又难以实现就近消纳。更重要的是,光伏发电规模增长过快、与电网接入规划衔接不够、项目布局与电力负荷分布不协调等实际问题,在客观上加剧了这一矛盾,成为导致弃光愈演愈烈的直接原因。

3.优化西北部地区光电发展刻不容缓。第一,西北地区发电空间严重不足与屋顶质量差和空地少密切相关。西北地区人少且多游牧,房屋数量少,经济落后导致房屋质量难以满足光伏发展的需要;另外,西北地区发展光伏的空地少与中国土地资源稀缺及土地政策有关。中国耕地占比约10%-13%,林地和草地占比约50%左右,但优质草地仅占10%左右。西北是中国重要的林地和牧草地资源储备地区,大量土地质量差且利用率低。而根据相关政策,发展光伏应主要使用未利用地,林草地转建设用地审批非常困难;且禁止在林地和牧草地上同时建设光伏项目,要求确保尽量不毁坏原有林草植被。但实际情况是,许多光伏资源丰富的地方未利用地极少甚至没有,而大量性质为林草地的土地已荒废甚至寸草不生。如果不因地制宜大力发展光伏发电,土地资源和光伏资源将被大量浪费。西北地区大面积林地和牧草地由于缺少水分已处于退化或荒废状态,如果在这类土地上建设光伏项目,不仅能保持这些废弃地的生态质量不下降,还可以实现废弃土地的充分利用。如果能进一步改良生态环境,实现促进经济发展和保护生态的共赢,将是对土地综合利用进行的一次有益探索。

第二,自身消纳能力差和电网建设滞后是西北地区弃光严重的主要原因。一方面,西北部地区经济发展落后、用电量低,自身对电能的消耗能力弱;另一方面,虽然西部地区充足的光伏资源禀赋及优厚的国家扶持政策吸引了诸多发电企业,但是电网规划及建设却没有跟上,导致发电建设与电网建设严重脱节。客观上说,虽然加快特高压建设对西北部经济社会发展及全国能源转型非常重要,应尽早规划布局,但无论其规划、审批还是施工建设都需要较长时间,短期内难以完成。如果能尽快在西北部地区高电能消纳地加大光伏建设,实现就地消纳,不仅能突破电网建设滞后的障碍,也能及时解决严重弃光现象,促进当地及周围区域经济社会发展。但西北部电能高消纳地大都经济较发达、人口多、未利用地少。在造成这些地区发电空间不足的原因中,屋顶质量和数量受经济发展水平、人口数量、游牧生活方式等因素扭转难度较大。但是,一些地区林草地相对占比较高,存在大量的荒废或退化的牧草地或林地,合理利用土地空间可以成为短期内扭转的一个突破口。因此,应该在西北部地区尝试合理突破用地限制,合理利用废荒的林地或牧草地发展光伏发电,促进光伏产业链的发展壮大,推动区域内电网基础设施建设和运营,探索一条“光伏+生态”共赢的发展之路。

青海海东发展光伏的重要意义

1.促进电能本土化消纳,构建光伏产业链。青海地区光伏产业发展在全国遥遥领先,海东地区也潜力巨大。这主要归因于其得天独厚的资源优势:第一,海东地区日照时间长,辐射量大,是全国太阳能资源最丰富的地区之一。年平均日照达到2708-3636小时,全年辐射量约为6200MJ/m2,是中国太阳能资源最丰富地区。第二,并网条件具有优势。目前,海东具有750千瓦变电站2座,330千瓦变电站4座,330输电线路23条,共1053.5公里,110千瓦变电站40座,公网110千瓦线路41条,线路长度774.6公里,35千瓦公网线路38条,线路长度443.78公里,并网优势明显。但是,青海地区光伏项目主要集中在海西、海南、海北等偏远地区,在具有巨大资源优势且消纳潜力更强的海东地区并没有得到大规模发展,以致于目前青海必须通过远距离高压线路将电能输送至西宁、海东等负荷中心;而受系统调峰能力严重不足、电网结构相对简单以及稳定性要求强等因素制约,远距离输电能力严重受限。如果海东能大力发展光伏本土化则可以明显改善该现象。

从促进当地产业发展看,发展光伏发电必将带动其他相关产业,形成比较完整的光伏产业链,能有效改善目前光伏配套产品远距离运输带来的高成本问题;光伏产业链的本地化还将滋生大批制造企业,提高海东地区的电能消纳能力,促进就业,增加税收,形成经济社会发展的良性循环。另外,海东属于兰西城市群,是青海的主要经济地区,城市群一体化发展必将打破传统行政区域间隔,实现跨省经济联合,增加区域内电量需求,扩大清洁电能的消纳潜力。由于光伏远距离输电损耗比煤电还大,就近消纳效益更高,像海东这类清洁能源丰富且并网条件好的地区,可以充分发挥资源优势,就近为自身及城市群等负荷中心提供大量清洁绿色电能。

2.推动光伏扶贫政策落实,实现地区脱贫。目前,全国贫困县592个,西部占据375个,为重点扶贫地区。而海东全区6个县中有5个县是国家扶贫开发重点县,一个县是省级扶贫开发重点县,农村贫困人口73.87万,占农村总人口的54%,是青海省贫困山区面积最大、贫困人口最多的地区。虽然海东地区自然条件恶劣、资源缺乏、工商业发展弱、农产品发展环境差、农民依靠农产品及其他方式增收困难、扶贫渠道少,但该地区日照条件好,具有发展光伏的资源优势,光伏发电有望成为精准扶贫脱贫的主渠道。目前,青海光伏扶贫试点建设光伏电站共15万千瓦,海区分配6万千瓦。由于光伏电站投资额高,成本回收期长,技术水平要求高,青海根据本地情况,探索采用村企共建模式。即国家安排光伏资源,贫困村安排建设用地,企业负责投资。但由于青海贫困地区住房条件差,大部分地区电能消纳能力弱,采用屋顶分布式发电条件有限,经济效益差,难以吸引企业投资。如果能拓宽利用荒山荒坡、草场阳坡废弃空地规模化发展光伏的空间,海东地区光伏产业发展潜力将十分巨大。

从实践来看,海东地区发展光伏可以扩大扶贫脱贫经济来源,有利于实现精准扶贫:一是获得企业提供的土地补偿款。按照目前政策,使用土地补偿农牧民一次性给付约1800元/亩,海东农牧民土地拥有数量在2-20亩之间,按照每户平均5-6亩,预计可增收1万元左右,约相当于目前人均贫困人口5年的收入,扶贫力度相当大。二是随着光伏产业链的不断成熟,农牧民能通过在相关产业就业实现增收。三是由于在林草地上发展光伏,并不会改变原有土地的性质,牧民仍然可在该草地上放牧;而太阳能电池板的遮阳作用可提高牧草覆盖率,改善牧草生长环境,从而增加牧业收入。四是条件和时机成熟时,农牧民可以入股合作企业,获得稳定持续的收入来源。

3.可改善阳坡生态环境,实现土地高效利用。多个研究结果显示:水分条件,尤其土壤水分是影响高原山地不同坡向草地分布和生长的主要因素。海东与邻近地区海南和海西具有相似植被及自然条件特征,因此,海西、海南阳坡建设光伏的生态效果对海东地区具有参考价值。具体如下:

一是太阳能电池板遮阳后减少蒸发量可大幅提高植被覆盖率。根据青海大学对海南州共和县、海西州德令哈市太阳能光伏电站调查结果,电站建成后当地的日较差和年较差减少,蒸发率减少,空气相对湿度和降水量有微量增加,土壤含水量增加10%以上;再辅以人工绿化措施,海南州示范基地植被覆盖度由30%提高到了60%以上。二是具有防风固沙的作用。植被覆盖度增加对于降低风速和输沙率具有一定的作用,从而起到防风固沙、治理荒漠化的目的,光伏电站周围也就变成了优良牧场,牧草株高和产量均比未建设光伏电站前增加了50%以上。三是减缓气候变暖。根据对上述两地区太阳能光伏电站对当地植被影响的调查,由于能将部分太阳能转化成电能,使地表接收的太阳辐射降低,地表日平均温度降低了0.049℃,这对于减缓气候变暖具有积极的作用。

面临的问题及政策建议

1.主要问题。第一,土地政策阻碍其高效利用。西北部地区很多地方适合发展光伏产业的土地类别多为林地和牧草地,极少有符合国家鼓励发展光伏产业的大面积荒山荒坡等未利用地,而牧草地是禁止同时另作他用的。然而,实际情况是同类土地特征各有不同。例如,阳坡和阴坡生态特征差别很大,由于土地用途受限,这些地区的牧草地阳坡大面积退化甚至荒废,而大量丰富的太阳能资源又因为缺少用地未被充分利用,没有创造出应有的经济和社会效益。该类情况不仅存在于青海东部地区,在其他一些地区也普遍存在。例如,我们在河北曲阳县考察项目用地时,发现一片退化严重的草地荒地,光照资源非常适合开发建设光伏电站,但是,最终由于这块土地性质属于草地而被迫放弃。

第二,电网建设滞后制约电能跨省远距离外送,造成资源浪费严重。西北部一些地区电网建设相对较好,但多数仅限于本地区及附近周边地区电能消纳。虽然“十二五”期间加大了电网建设,初步形成东接甘肃、南联西藏和西引新疆的电网,但仍难以解决区域及各省内部的电能调配问题。另外,西北部大部分地区主要依靠太阳能、风能、水能等不稳定资源发电,电网稳定性低,经常出现“发电资源丰富时期用不完,匮乏期不够用”的现象。因此,应继续加强该地区电网建设。一方面,西北部及周边地区尽快实现电能互补需要远距离输送。水电、风电和光伏资源具有较强的季节性和时段特征,尤其是水电,在西北部地区占比极高,装机容量占比高达70%-80%。在丰水季节,大量电能需要外送;在枯水季节,又需要从外地调配电能补充。而光伏目前在大部分西北部地区开发尚且不足,不能形成有效的水电、光电互补自调。事实上,即使未来光伏实现了长足发展,“水光互补”仍需外调煤电等稳定电能来补充;另一方面,未来大规模光伏电能外送同样需要远距离输送。近年来,西北部地区新能源发展速度非常快,但就地消纳能力有限,如果不能有效解决电能远距离跨省外送问题,未来将造成更多的“弃光”、“弃风”现象。电网建设相对落后导致新能源浪费的现象在西北多个地区都存在,例如,在甘肃,光伏和风能都有50%电量被弃。

第三,缺乏对光伏设施造成山坡水分影响的系统研究。尽管实地调研发现发展光伏发电对山坡阳面牧草地改善明显,但是到目前为止,尚未获取到关于阴阳坡蒸发量的权威数据,也没有电池板遮阴后减少蒸发量的系统数据,以及坡度对蒸发量影响的公认数据。目前,光伏对牧草地改良作用的数据是根据少量实地调研的测算估计所得,缺少该部分更为精细化的数据支撑。

2.政策建议。一是探索土地综合利用,合理解决光伏发展用地问题。中国牧草地主要分布在干旱、半干旱的西北区、西南区和华北区,该范围内的多个地区太阳能资源丰富,却有大面积阳坡由于缺水,牧草地废弃或植被覆盖率非常低。建议在至少不损害甚至还能改善生态的前提下,允许在退化或废弃牧草地上进行光伏建设,合理解决规模化发展光伏需要的用地问题。探索在不改变土地原有类别基础上,实现土地综合高效利用的解决方案,通过提供补偿、租赁或入股等方式实现牧民和光伏企业的合作。即牧民不仅可以在原有牧草地上放牧,还能额外获取企业使用土地的补偿,并可以使植被质地更加优化。但在此项工作的推进过程中,一方面,要加强对农用地的保护,严格把好用地转建的审批关;另一方面,必须注意与土地所有权的农牧民充分沟通协调,避免后期利益纷争。主要包括:土地使用方式、补偿金额及补偿方式等。

二是加强电网基础设施建设,拓展能源外送通道。建设特高压可实现西北部地区丰富的清洁能源远距离输送至全国各地,特别是青海、新疆、西藏联网工程建成后,青海电网承担新疆电力转输和向西藏供电的任务,由西北终端电网发展为交直流混合的枢纽电网,保障西藏供电安全和确保疆电外送为主要目标,既占用输出通道,也对电网提出更高运行标准,对青海的光伏电能送出影响较大。国家应尽快统一规划,从长远和全局角度尽早考虑青海优质清洁能源外送大通道的建设问题,完善西北地区特高压项目规划建设。同时,未来电能跨区外送不仅涉及电网企业,也会影响到铁路部门煤炭运输线路规划。电网建设除了要参考政府规划意见,也要沟通铁路部门意见,避免电网企业高额电网建设与铁路煤炭运输线路规划冲突,产生重复建设投资,造成巨大浪费。

三是加强阳坡生态光伏效益研究,为精细化管理提供依据。如果未来西北部或其他地区要在大面积低效牧草地和林地上开展光伏建设,精细化的生态和光伏管理产生的环境社会效益将十分突出。为此,建议政府相关部门组织权威专家学者,加强对阳坡生态光伏效益的研究,尽快公布权威性的指导数据,包括:阴阳坡蒸发量的差别数据,电池板遮阴后减少蒸发量的系统数据,以及坡度对蒸发量的影响数据等。通过这些数据不仅可以全面掌握在西北部地区废弃草地上发展光伏发电对生态的影响,还能配合人工降雨及引水工程等措施改善当地生态环境,有利于全方位优化西北部地区的生态系统,并避免资源浪费。

原标题:梁仰椿、王敏:青海海东光伏产业发展及启示
 
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来源:中国经济报告
 
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