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青海海東光伏產業發展及啟示

   2017-07-26 中國經濟報告56340
核心提示:在西北多個地區退化或廢棄牧草地陽坡上發展光伏發電,不僅有利于防風固沙,還能緩解氣候變暖,提高植被覆蓋率和土地使用效率,實
在西北多個地區退化或廢棄牧草地陽坡上發展光伏發電,不僅有利于防風固沙,還能緩解氣候變暖,提高植被覆蓋率和土地使用效率,實現生態保護和光伏發電共贏。

西北地區應優化光伏發電布局

1.光伏產業有望成為西北部地區產業健康發展的重要支撐。光伏被越來越多的國家認定為最具發展潛力的可再生能源,也是中國能源向綠色轉型的重要產業。西北地區光伏資源豐富,大型光伏并網容量大約占全國總量的3/4。西北多數地區工農業發展滯后、經濟資源貧乏、增收渠道少。雖然風能、水能等清潔能源豐富,但分布不均,且具有較強的季節性和間歇性,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、風能不穩定性高,造成西北部這些能源資源豐富的地區反而缺電頻發。大力發展光伏發電可以實現風光互補、水光互補,穩定用電以保障落后地區充分利用當地資源優勢,加大能源密集型產業發展,促進西北地區健康發展。

2.全國光伏發電存在嚴重的結構性問題。截至2015年底,全國光伏發電累計裝機容量4318萬千瓦,“十二五”期間實現年均增長177%,已居全球第一。特別是西北地區光伏資源稟賦優異,甘肅、新疆、青海、寧夏均居前列。然而,中國光伏發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”現象也十分嚴重。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、新疆尤為嚴重,棄光率分別高達31%、26%,棄光電量占總量的近90%。

“棄光”現象反映了中國光伏產業發展的結構性矛盾:快速擴張的產能受到消納能力、電網建設、外送通道容量等制約,尚未實現與消費需求的有機銜接,局部產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力的逆向分布格局有關。西北地區光伏發電條件優越,卻遠離負荷中心,又難以實現就近消納。更重要的是,光伏發電規模增長過快、與電網接入規劃銜接不夠、項目布局與電力負荷分布不協調等實際問題,在客觀上加劇了這一矛盾,成為導致棄光愈演愈烈的直接原因。

3.優化西北部地區光電發展刻不容緩。第一,西北地區發電空間嚴重不足與屋頂質量差和空地少密切相關。西北地區人少且多游牧,房屋數量少,經濟落后導致房屋質量難以滿足光伏發展的需要;另外,西北地區發展光伏的空地少與中國土地資源稀缺及土地政策有關。中國耕地占比約10%-13%,林地和草地占比約50%左右,但優質草地僅占10%左右。西北是中國重要的林地和牧草地資源儲備地區,大量土地質量差且利用率低。而根據相關政策,發展光伏應主要使用未利用地,林草地轉建設用地審批非常困難;且禁止在林地和牧草地上同時建設光伏項目,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展光伏發電,土地資源和光伏資源將被大量浪費。西北地區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,如果在這類土地上建設光伏項目,不僅能保持這些廢棄地的生態質量不下降,還可以實現廢棄土地的充分利用。如果能進一步改良生態環境,實現促進經濟發展和保護生態的共贏,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建設滯后是西北地區棄光嚴重的主要原因。一方面,西北部地區經濟發展落后、用電量低,自身對電能的消耗能力弱;另一方面,雖然西部地區充足的光伏資源稟賦及優厚的國家扶持政策吸引了諸多發電企業,但是電網規劃及建設卻沒有跟上,導致發電建設與電網建設嚴重脫節。客觀上說,雖然加快特高壓建設對西北部經濟社會發展及全國能源轉型非常重要,應盡早規劃布局,但無論其規劃、審批還是施工建設都需要較長時間,短期內難以完成。如果能盡快在西北部地區高電能消納地加大光伏建設,實現就地消納,不僅能突破電網建設滯后的障礙,也能及時解決嚴重棄光現象,促進當地及周圍區域經濟社會發展。但西北部電能高消納地大都經濟較發達、人口多、未利用地少。在造成這些地區發電空間不足的原因中,屋頂質量和數量受經濟發展水平、人口數量、游牧生活方式等因素扭轉難度較大。但是,一些地區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扭轉的一個突破口。因此,應該在西北部地區嘗試合理突破用地限制,合理利用廢荒的林地或牧草地發展光伏發電,促進光伏產業鏈的發展壯大,推動區域內電網基礎設施建設和運營,探索一條“光伏+生態”共贏的發展之路。

青海海東發展光伏的重要意義


1.促進電能本土化消納,構建光伏產業鏈。青海地區光伏產業發展在全國遙遙領先,海東地區也潛力巨大。這主要歸因于其得天獨厚的資源優勢:第一,海東地區日照時間長,輻射量大,是全國太陽能資源最豐富的地區之一。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。第二,并網條件具有優勢。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110千瓦線路41條,線路長度774.6公里,35千瓦公網線路38條,線路長度443.78公里,并網優勢明顯。但是,青海地區光伏項目主要集中在海西、海南、海北等偏遠地區,在具有巨大資源優勢且消納潛力更強的海東地區并沒有得到大規模發展,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、海東等負荷中心;而受系統調峰能力嚴重不足、電網結構相對簡單以及穩定性要求強等因素制約,遠距離輸電能力嚴重受限。如果海東能大力發展光伏本土化則可以明顯改善該現象。

從促進當地產業發展看,發展光伏發電必將帶動其他相關產業,形成比較完整的光伏產業鏈,能有效改善目前光伏配套產品遠距離運輸帶來的高成本問題;光伏產業鏈的本地化還將滋生大批制造企業,提高海東地區的電能消納能力,促進就業,增加稅收,形成經濟社會發展的良性循環。另外,海東屬于蘭西城市群,是青海的主要經濟地區,城市群一體化發展必將打破傳統行政區域間隔,實現跨省經濟聯合,增加區域內電量需求,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條件好的地區,可以充分發揮資源優勢,就近為自身及城市群等負荷中心提供大量清潔綠色電能。

2.推動光伏扶貧政策落實,實現地區脫貧。目前,全國貧困縣592個,西部占據375個,為重點扶貧地區。而海東全區6個縣中有5個縣是國家扶貧開發重點縣,一個縣是省級扶貧開發重點縣,農村貧困人口73.87萬,占農村總人口的54%,是青海省貧困山區面積最大、貧困人口最多的地區。雖然海東地區自然條件惡劣、資源缺乏、工商業發展弱、農產品發展環境差、農民依靠農產品及其他方式增收困難、扶貧渠道少,但該地區日照條件好,具有發展光伏的資源優勢,光伏發電有望成為精準扶貧脫貧的主渠道。目前,青海光伏扶貧試點建設光伏電站共15萬千瓦,海區分配6萬千瓦。由于光伏電站投資額高,成本回收期長,技術水平要求高,青海根據本地情況,探索采用村企共建模式。即國家安排光伏資源,貧困村安排建設用地,企業負責投資。但由于青海貧困地區住房條件差,大部分地區電能消納能力弱,采用屋頂分布式發電條件有限,經濟效益差,難以吸引企業投資。如果能拓寬利用荒山荒坡、草場陽坡廢棄空地規模化發展光伏的空間,海東地區光伏產業發展潛力將十分巨大。

從實踐來看,海東地區發展光伏可以擴大扶貧脫貧經濟來源,有利于實現精準扶貧:一是獲得企業提供的土地補償款。按照目前政策,使用土地補償農牧民一次性給付約1800元/畝,海東農牧民土地擁有數量在2-20畝之間,按照每戶平均5-6畝,預計可增收1萬元左右,約相當于目前人均貧困人口5年的收入,扶貧力度相當大。二是隨著光伏產業鏈的不斷成熟,農牧民能通過在相關產業就業實現增收。三是由于在林草地上發展光伏,并不會改變原有土地的性質,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,改善牧草生長環境,從而增加牧業收入。四是條件和時機成熟時,農牧民可以入股合作企業,獲得穩定持續的收入來源。

3.可改善陽坡生態環境,實現土地高效利用。多個研究結果顯示: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、海南陽坡建設光伏的生態效果對海東地區具有參考價值。具體如下:

一是太陽能電池板遮陽后減少蒸發量可大幅提高植被覆蓋率。根據青海大學對海南州共和縣、海西州德令哈市太陽能光伏電站調查結果,電站建成后當地的日較差和年較差減少,蒸發率減少,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。二是具有防風固沙的作用。植被覆蓋度增加對于降低風速和輸沙率具有一定的作用,從而起到防風固沙、治理荒漠化的目的,光伏電站周圍也就變成了優良牧場,牧草株高和產量均比未建設光伏電站前增加了50%以上。三是減緩氣候變暖。根據對上述兩地區太陽能光伏電站對當地植被影響的調查,由于能將部分太陽能轉化成電能,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。西北部地區很多地方適合發展光伏產業的土地類別多為林地和牧草地,極少有符合國家鼓勵發展光伏產業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,陽坡和陰坡生態特征差別很大,由于土地用途受限,這些地區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,沒有創造出應有的經濟和社會效益。該類情況不僅存在于青海東部地區,在其他一些地區也普遍存在。例如,我們在河北曲陽縣考察項目用地時,發現一片退化嚴重的草地荒地,光照資源非常適合開發建設光伏電站,但是,最終由于這塊土地性質屬于草地而被迫放棄。

第二,電網建設滯后制約電能跨省遠距離外送,造成資源浪費嚴重。西北部一些地區電網建設相對較好,但多數僅限于本地區及附近周邊地區電能消納。雖然“十二五”期間加大了電網建設,初步形成東接甘肅、南聯西藏和西引新疆的電網,但仍難以解決區域及各省內部的電能調配問題。另外,西北部大部分地區主要依靠太陽能、風能、水能等不穩定資源發電,電網穩定性低,經常出現“發電資源豐富時期用不完,匱乏期不夠用”的現象。因此,應繼續加強該地區電網建設。一方面,西北部及周邊地區盡快實現電能互補需要遠距離輸送。水電、風電和光伏資源具有較強的季節性和時段特征,尤其是水電,在西北部地區占比極高,裝機容量占比高達70%-80%。在豐水季節,大量電能需要外送;在枯水季節,又需要從外地調配電能補充。而光伏目前在大部分西北部地區開發尚且不足,不能形成有效的水電、光電互補自調。事實上,即使未來光伏實現了長足發展,“水光互補”仍需外調煤電等穩定電能來補充;另一方面,未來大規模光伏電能外送同樣需要遠距離輸送。近年來,西北部地區新能源發展速度非常快,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”現象。電網建設相對落后導致新能源浪費的現象在西北多個地區都存在,例如,在甘肅,光伏和風能都有50%電量被棄。

第三,缺乏對光伏設施造成山坡水分影響的系統研究。盡管實地調研發現發展光伏發電對山坡陽面牧草地改善明顯,但是到目前為止,尚未獲取到關于陰陽坡蒸發量的權威數據,也沒有電池板遮陰后減少蒸發量的系統數據,以及坡度對蒸發量影響的公認數據。目前,光伏對牧草地改良作用的數據是根據少量實地調研的測算估計所得,缺少該部分更為精細化的數據支撐。

2.政策建議。一是探索土地綜合利用,合理解決光伏發展用地問題。中國牧草地主要分布在干旱、半干旱的西北區、西南區和華北區,該范圍內的多個地區太陽能資源豐富,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的前提下,允許在退化或廢棄牧草地上進行光伏建設,合理解決規模化發展光伏需要的用地問題。探索在不改變土地原有類別基礎上,實現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牧民和光伏企業的合作。即牧民不僅可以在原有牧草地上放牧,還能額外獲取企業使用土地的補償,并可以使植被質地更加優化。但在此項工作的推進過程中,一方面,要加強對農用地的保護,嚴格把好用地轉建的審批關;另一方面,必須注意與土地所有權的農牧民充分溝通協調,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。

二是加強電網基礎設施建設,拓展能源外送通道。建設特高壓可實現西北部地區豐富的清潔能源遠距離輸送至全國各地,特別是青海、新疆、西藏聯網工程建成后,青海電網承擔新疆電力轉輸和向西藏供電的任務,由西北終端電網發展為交直流混合的樞紐電網,保障西藏供電安全和確保疆電外送為主要目標,既占用輸出通道,也對電網提出更高運行標準,對青海的光伏電能送出影響較大。國家應盡快統一規劃,從長遠和全局角度盡早考慮青海優質清潔能源外送大通道的建設問題,完善西北地區特高壓項目規劃建設。同時,未來電能跨區外送不僅涉及電網企業,也會影響到鐵路部門煤炭運輸線路規劃。電網建設除了要參考政府規劃意見,也要溝通鐵路部門意見,避免電網企業高額電網建設與鐵路煤炭運輸線路規劃沖突,產生重復建設投資,造成巨大浪費。

三是加強陽坡生態光伏效益研究,為精細化管理提供依據。如果未來西北部或其他地區要在大面積低效牧草地和林地上開展光伏建設,精細化的生態和光伏管理產生的環境社會效益將十分突出。為此,建議政府相關部門組織權威專家學者,加強對陽坡生態光伏效益的研究,盡快公布權威性的指導數據,包括:陰陽坡蒸發量的差別數據,電池板遮陰后減少蒸發量的系統數據,以及坡度對蒸發量的影響數據等。通過這些數據不僅可以全面掌握在西北部地區廢棄草地上發展光伏發電對生態的影響,還能配合人工降雨及引水工程等措施改善當地生態環境,有利于全方位優化西北部地區的生態系統,并避免資源浪費。 
 
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