光伏治沙正成為我國新能源大基地與生態協同發展的主陣地。從內蒙古達拉特光伏基地到寧夏鹽池縣高沙窩項目、從國家電投磴口項目到青海柴達木沙漠格爾木東基地,截至目前,“五大六小”能源集團在“沙戈荒”區域已投產及在建風光基地遍布三北地區,裝機超過250吉瓦。
作為近年來最新探索出的荒漠化治理模式,光伏治沙將發展光伏和沙漠治理、節水農業相結合,電站外圍用草方格沙障和固沙林組成防護林體系,光伏板下安裝節水滴灌設施,種植綠色經濟作物,實現經濟效益和生態效益共贏。
“‘沙戈荒’涌動著綠色發展蓬勃生機。”中國光伏行業協會執行秘書長劉譯陽在“2025寧夏沙戈荒光伏與生態協同創新發展論壇”上表示,近年來,在“雙碳”目標引領下,光伏治沙作為新能源開發與生態治理的創新結合點,正在從地方探索上升為國家行動。
開啟萬億級市場新賽道
根據全國太陽能資源分類標準及各省份實測數據,三北地區是我國太陽能資源最豐富的區域,日照時長大于3000小時,輻射量大于6000MJ/平方米,建設光伏電站潛力巨大。同時,三北地區土地資源豐富,八大沙漠和四大沙地面積達10.15億畝,戈壁(含石礫地)面積為7.18億畝,具備大規模建設光伏發電站的土地條件。
如今,以“沙戈荒”為重點的大型風電光伏基地是新能源發展的主戰場、主陣地,是新能源裝機增長的基本盤。截至2024年底,第一批“沙戈荒”大型風電光伏基地建成9199萬千瓦,投產9079萬千瓦。
“光伏治沙正式成為我國應對氣候變化、推進沙漠化防治、保障能源安全‘三位一體’的關鍵抓手。”劉譯陽表示,“作為這一模式的重要探索者,曾被視為生態短板區域的寧夏,正通過光伏技術,轉變成新能源開發的富礦和生態修復的前沿陣地。”
近期,國家林草局、國家發改委、國家能源局聯合印發《三北沙漠戈壁荒漠地區光伏治沙規劃(2025—2030年)》,明確到2030年,新增光伏裝機規模2.53億千瓦,治理沙化土地1010萬畝。
寧夏作為我國重要的清潔能源大基地,擁有騰格里沙漠、毛烏素沙地等廣袤的“沙戈荒”土地,為大規模光伏開發提供了有利條件,光伏項目的應用和推廣也為寧夏能源轉型、實現生態保護與經濟發展協同,注入了綠色新動能。一道新能源科技股份有限公司集團高級副總裁黃衛紅表示,在政策引領下,要科學有序推進光伏項目,推動防沙治沙工作邁向高質量發展新階段。
多家券商預測,到2030年,我國“沙戈荒”光伏治沙市場規模將突破萬億元,帶動生態修復、裝備制造、運維服務等產業鏈協同發展。
技術升級適應復雜地形要求
“在肯定成績的同時,我們也必須清醒認識到,‘沙戈荒’光伏發展之路絕非坦途。從行業實踐來看,光伏治沙項目正在經歷經濟性與可持續性的博弈,這是未來需要解決的挑戰之一。”劉譯陽說,“‘沙戈荒’地區地形復雜,交通不便,項目建設成本和運維成本顯著高于常規光伏電站,如何通過技術創新和運營模式創新降低成本,考驗著全行業的智慧。”
面對一系列挑戰,“沙戈荒”光伏項目亟需先進技術與創新模式破局。業內人士認為,“沙戈荒”地區的特性對光伏設備運行提出了更高要求。未來需研發適應“沙戈荒”環境特性的光伏發電技術,提高設備的可靠性和環境的適應性。
兩個月前,位于內蒙古鄂托克前旗的我國首個“沙戈荒”地區大型光伏實證示范基地正式投入使用,這填補了國內“沙戈荒”區域光伏技術實證領域的空白,將助力更多新技術加速落地。
為此,中國治沙暨沙業學會秘書長楊文斌提出,要推動發展柔性、大跨度、高規格支架技術。傳統支架設計不適用于“沙戈荒”地區,風沙流擾動加劇,可能會造成樁基受損或傾覆。研發柔性高規格支架技術,并促進相關技術的升級,是支持“沙戈荒”光伏項目發展的重要方向之一。
一道新能源科技股份有限公司應用技術部總經理何春濤表示,柔性支架經過10年更新迭代,已從高價值的特殊定制產品,逐步發展成為可以與傳統支架同場競技的產品。何春濤向《中國能源報》記者展示了一組數據:對于坡度超60度的地形,柔性支架可節約土地25%以上,提升安裝效率20%以上;相較傳統固定支架提升發電量10%以上,支架用鋼量降低30%,較傳統平單軸跟蹤支架樁基數量少50%。
支架“骨骼”要強健,組件“肌肉”亦需精進。江蘇惠燦新能源集團有限公司商務部經理徐明表示,行業內已經推出了適應“沙戈荒”地區的鍍鋅鋁鎂鋼邊框。相較于普通鋁邊框,鋼邊框的總體強度可以提升30%以上,防沙石且耐腐蝕,還具備導電特性。另外,值得一提的是,蘭州大學開發的“光伏治沙智慧決策系統”,通過AI實現草種選擇和治沙方案“一地一策”,減少人工干預成本。
面對“沙戈荒”地區地形挑戰,越來越多的光伏企業轉向精細化制造,通過技術創新與系統化解決方案,在支架結構、組件性能及智慧運維等領域取得進展。
構建多元融合發展模式
沙漠戈壁荒漠地區氣候干旱、水資源匱乏、植被稀疏、土壤易風蝕,生態破壞容易、修復難。光伏電站建設過程中難免會擾動脆弱的生態系統,破壞植被和土壤結皮,如不科學修復,極易造成局部風蝕或風積現象,加劇風沙危害,直接影響光電轉換效率和工作時長。如何讓光伏和治沙真正實現互補成為產業重要課題。
公開數據顯示,我國有173萬平方公里沙漠化土地,其中約53萬平方公里可治愈,約占31%。如果安裝光伏組件,其發揮避免陽光直射的作用,可降低地表水蒸發20%至30%,還能夠降低風速,利于改善植物生存環境。
寧夏回族自治區草原工作站副站長張巧仙介紹,寧夏在光伏板下篩選種植蒙古冰草、甘草、胡枝子等10余種耐旱優質草種,建立草光互補示范基地,部分區域牧草生產力可達147公斤/畝。林光互補則探索在光伏板下種植具有經濟價值的灌草,如酸棗、苦豆子,并試種黃芪、板藍根、連翹等,提高土地利用率和經濟價值。
清華大學社會科學學院能源轉型與社會發展研究中心常務副主任何繼江表示,光伏板能有效降低板下區域風速和蒸發量,板緣形成的“積水線”有利于植被聚集生長。在寧夏的實驗成果良好,板下植被恢復態勢優良。
從“沙進人退”到“綠進沙退”,從單一治沙到產業共生,這些變化印證著“人沙和諧”的可行性。業內人士一致認為,隨著三北工程攻堅戰役全面打響,光伏治沙將實現三大轉變——能源結構從化石主導轉向清潔主導、生態治理從被動防御轉向主動修復、沙區經濟從“靠天吃飯”轉向“向光要效益”。
原標題:光伏創新應用加速“綠進沙退”
作者:董梓童
責任編輯:李揚子
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