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    秦海岩:经济环保不占地——开发风电是我国中东南部实现碳达峰碳中和的最优选择

    作者:秦海岩 发布时间:2020-12-21 09:54 阅读数:43815

    文/秦海岩 中国可再生能源学会风能专业委员会秘书长

    风电近些年成本不断下降,效率不断提升。中东南部地区也具备了平价开发的条件。风电不仅具备了技术经济性,而且占地少,不影响农田等原有土地的使用性质,是最节地的发电技术。中东南部地区完全可以大规模开发本地风能资源,实现“电从身边来”,落实中东南部地区的碳达峰和碳中和目标。

    一、风电是最节地的发电技术

    风电有多种基础和塔筒形式。现在广泛使用的圆锥塔筒,地下基础部分深埋至少2米,这个深度不会影响耕种,而露出地面的承台部分占地不到100平米。目前,单机容量5兆瓦风电机组将逐渐成为我国陆上风电市场的主流机型,按此计算,建设1亿千瓦风电需安装机组2万台,每台占地100平米,全部占地200万平米,即3000亩。一个100万千瓦的火电厂,占地面积大概在1500亩左右。所以,开发1亿千瓦的发电,实际占地面积只相当于两个百万千瓦的火电厂的面积。

    如果采用桁架式塔架基础(类似巴黎埃菲尔铁塔那种形式),支撑塔架的四个角,每个角占1.5平米左右,总占地面积只有6平米。并且塔架下面空间非常宽阔,可以跑拖拉机和收割机,不影响机械化耕种。采用这种塔架技术,使用5兆瓦机组,开发1亿千瓦风电,需用地12万平米,即180亩,也就十几个足球场的大小。因此,可以说风电是接近“零用地”的发电技术。 

    二、风电与农村农业结合,集约开发潜力大

    农田上安装风电机组,不影响农业生产。风电机组的排布考虑尾流影响(机组之间必须保持一定距离,避免风吹过风机之后,因降速导致的后排机组发电量降低),一般按照四倍和六倍风轮直径的距离,进行间隔布置。如果使用5兆瓦的发电机组,机组之间的行列间隔分别为600米和900米。换句话说,风电装机密度最大不能超过900亩地1台机组,这相当于两个乒乓球台上放一个乒乓球。这种排布密度,对农作物产量的影响微乎其微,要是采用上述桁架式塔架基础,几乎不会对农业生产带来任何影响。所以,完全可以在不改变农田使用性质的情况下,在农田上建设风电。

    结合农业设施用地建设风电,一举多得。农业生产的设施用地一般包括机耕路、水泵房、灌溉沟渠、乡道等。可以采用不同的塔架基础形式,因地制宜,利用这些农业设施用地,在不改变用途、不影响功能、不增加占地面积的情况下,安装建设风电机组。比如,采用桁架式塔架基础,在机耕路、灌溉沟渠、乡道、水泵房等上方架空安装风电机组。据悉,河南全省设施农业用地共92万亩,只要其中很小一部分利用起来开发风电,就是近亿千瓦的规模,潜力巨大。

    农村有大量的零散未利用土地。据有关部门初步测算,全国适宜建设开发的土地,主要是地形地貌高程合适的地区,扣除现有城乡建设用地、基本农田、生态保护区、蓄滞洪区等不可建设区域,还有约100万平方公里的建设潜力空间。也就是说,客观上土地资源规模不是风电开发建设用地的限制性因素,主要限制来自于规划计划指标控制、政策性因素等。全国69万个行政村,如果其中有10万个,每个村庄在田间地头、村前屋后、乡间路等零散土地上找出200平米安装2台5兆瓦风电机组,全国就可以实现10亿千瓦的风电装机。以河南省叶县凤凰岭分散式风电项目为例,项目6台2兆瓦机组沿乡村道路两侧排布,在施工结束后恢复道路正常宽度,同时将原来坑洼路面修缮硬化。因地制宜开发风电,对农村能源清洁化、农村电气化、提升广大农村地区整体生活质量将发挥巨大作用。作为全国农村能源革命试点,河南省兰考县已经成功实践。预计到2021年,兰考县可再生能源发电量将占县域全社会用电量的90%以上,可再生能源在一次能源消费比重超过60%,电能占终端能源消费占比超过50%,可再生能源发展助力兰考成为脱贫和县域能源转型的全国领头羊。 

    三、为村集体提供收入源泉,助力乡村振兴

    经过十多年的发展,我国风电技术取得长足进步,大兆瓦机组、长叶片、超高塔筒的应用以及智能化水平的提高,驱动着发电效率大幅提升,同时伴随着完整产业链的成型,风电成本大幅下降。2005—2018年,我国陆上风电的发电效率提高了30%,初始投资建设成本下降49%,运维成本降了10%。这使得我国大部分地区都能适于进行风电开发。

    目前,我国多数地区的新建风电项目都实现了平价上网。以河南某风电场为例,基于当前的技术水平,按当地约7500元/千瓦的单位造价水平测算,项目的度电电价可降至0.3元/千瓦时,低于河南省的标杆上网电价0.3779元/千瓦时,项目可以获得较为可观的经济效益。

    如果一个村庄,拿出200平米土地(不到一户宅基地的面积)按安装2台3兆瓦风电机组,年利用小时数为2760小时(发电1656万千瓦时,较保守的水平)测算,年电费收益可达625.8万元。扣除贷款、运维等成本,年均净利润约为292.2万元。风电开发企业在保证合理收益水平的前提下,每年可为村集体提供15-20万元固定收入。2019年,全国近一半村集体收入低于5万元,60%低于10万元,风电开发将使我国广大农村地区集体经济水平得到快速提升。考虑到河南省的风能资源条件在我国处于中等偏下水平,因此,上述测算适用于我国的绝大部分地区。

    风电开发不仅为振兴村集体经济,夯实党在基层的执政之基发挥重要作用,而且还可以通过与当地自然景观和人文景观紧密结合,实现风电开发与当地旅游开发、特色小镇建设、民生改善工程协调发展,助力美丽乡村建设。华能河南汤阴等风电项目与当地自然生态环境、人文历史融为一体,使风电场成为文化旅游景点,真正做到了风电开发与生态环境和谐发展。 

    作为我国经济发展最快的地区,中东南部是电力负荷的中心,也是能源消费强度最大、碳排放最高的地区。中东南部实现能源转型,是落实习近平总书记提出的“二氧化碳力争于2030年前达到峰值、努力争取2060年前实现碳中和”目标的关键。“十四五”期间,中东南部只需要拿出3000亩地, 甚至更少,就可以实现1亿千瓦的新增风电装机,这是总书记在气候雄心峰会上提出的“2030年实现可再生能源装机12亿千瓦以上”的重要支撑。综上可见,在中东南部地区就地开发、就近利用风能资源的条件已经具备,风电在助力这些地区做到“电从身边来”、调整能源结构、在完成碳达峰和碳中和的同时,又可带动乡村经济发展,落实国家关于新农村建设的各项目标。   

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