經(jīng)濟(jì)環(huán)保不占地——開發(fā)風(fēng)電是我國中東南部實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和的最優(yōu)選擇
2021-07-02
文章來源：中國風(fēng)力發(fā)電網(wǎng) 作者：秦海巖
文/秦海巖 中國可再生能源學(xué)會(huì)風(fēng)能專業(yè)委員會(huì)秘書長(zhǎng)
風(fēng)電近些年成本不斷下降，效率不斷提升。中東南部地區(qū)也具備了平價(jià)開發(fā)的條件。風(fēng)電不僅具備了技術(shù)經(jīng)濟(jì)性，而且占地少，不影響農(nóng)田等原有土地的使用性質(zhì)，是最節(jié)地的發(fā)電技術(shù)。中東南部地區(qū)完全可以大規(guī)模開發(fā)本地風(fēng)能資源，實(shí)現(xiàn)“電從身邊來”，落實(shí)中東南部地區(qū)的碳達(dá)峰和碳中和目標(biāo)。
一、風(fēng)電是最節(jié)地的發(fā)電技術(shù)
風(fēng)電有多種基礎(chǔ)和塔筒形式?，F(xiàn)在廣泛使用的圓錐塔筒，地下基礎(chǔ)部分深埋至少2米，這個(gè)深度不會(huì)影響耕種，而露出地面的承臺(tái)部分占地不到100平米。目前，單機(jī)容量5兆瓦風(fēng)電機(jī)組將逐漸成為我國陸上風(fēng)電市場(chǎng)的主流機(jī)型，按此計(jì)算，建設(shè)1億千瓦風(fēng)電需安裝機(jī)組2萬臺(tái)，每臺(tái)占地100平米，全部占地200萬平米，即3000畝。一個(gè)100萬千瓦的火電廠，占地面積大概在1500畝左右。所以，開發(fā)1億千瓦的發(fā)電，實(shí)際占地面積只相當(dāng)于兩個(gè)百萬千瓦的火電廠的面積。
如果采用桁架式塔架基礎(chǔ)（類似巴黎埃菲爾鐵塔那種形式），支撐塔架的四個(gè)角，每個(gè)角占1.5平米左右，總占地面積只有6平米。并且塔架下面空間非常寬闊，可以跑拖拉機(jī)和收割機(jī)，不影響機(jī)械化耕種。采用這種塔架技術(shù)，使用5兆瓦機(jī)組，開發(fā)1億千瓦風(fēng)電，需用地12萬平米，即180畝，也就十幾個(gè)足球場(chǎng)的大小。因此，可以說風(fēng)電是接近“零用地”的發(fā)電技術(shù)。
二、風(fēng)電與農(nóng)村農(nóng)業(yè)結(jié)合，集約開發(fā)潛力大
農(nóng)田上安裝風(fēng)電機(jī)組，不影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。風(fēng)電機(jī)組的排布考慮尾流影響（機(jī)組之間必須保持一定距離，避免風(fēng)吹過風(fēng)機(jī)之后，因降速導(dǎo)致的后排機(jī)組發(fā)電量降低），一般按照四倍和六倍風(fēng)輪直徑的距離，進(jìn)行間隔布置。如果使用5兆瓦的發(fā)電機(jī)組，機(jī)組之間的行列間隔分別為600米和900米。換句話說，風(fēng)電裝機(jī)密度最大不能超過900畝地1臺(tái)機(jī)組，這相當(dāng)于兩個(gè)乒乓球臺(tái)上放一個(gè)乒乓球。這種排布密度，對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量的影響微乎其微，要是采用上述桁架式塔架基礎(chǔ)，幾乎不會(huì)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來任何影響。所以，完全可以在不改變農(nóng)田使用性質(zhì)的情況下，在農(nóng)田上建設(shè)風(fēng)電。
結(jié)合農(nóng)業(yè)設(shè)施用地建設(shè)風(fēng)電，一舉多得。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的設(shè)施用地一般包括機(jī)耕路、水泵房、灌溉溝渠、鄉(xiāng)道等。可以采用不同的塔架基礎(chǔ)形式，因地制宜，利用這些農(nóng)業(yè)設(shè)施用地，在不改變用途、不影響功能、不增加占地面積的情況下，安裝建設(shè)風(fēng)電機(jī)組。比如，采用桁架式塔架基礎(chǔ)，在機(jī)耕路、灌溉溝渠、鄉(xiāng)道、水泵房等上方架空安裝風(fēng)電機(jī)組。據(jù)悉，河南全省設(shè)施農(nóng)業(yè)用地共92萬畝，只要其中很小一部分利用起來開發(fā)風(fēng)電，就是近億千瓦的規(guī)模，潛力巨大。
農(nóng)村有大量的零散未利用土地。據(jù)有關(guān)部門初步測(cè)算，全國適宜建設(shè)開發(fā)的土地，主要是地形地貌高程合適的地區(qū)，扣除現(xiàn)有城鄉(xiāng)建設(shè)用地、基本農(nóng)田、生態(tài)保護(hù)區(qū)、蓄滯洪區(qū)等不可建設(shè)區(qū)域，還有約100萬平方公里的建設(shè)潛力空間。也就是說，客觀上土地資源規(guī)模不是風(fēng)電開發(fā)建設(shè)用地的限制性因素，主要限制來自于規(guī)劃計(jì)劃指標(biāo)控制、政策性因素等。全國69萬個(gè)行政村，如果其中有10萬個(gè)，每個(gè)村莊在田間地頭、村前屋后、鄉(xiāng)間路等零散土地上找出200平米安裝2臺(tái)5兆瓦風(fēng)電機(jī)組，全國就可以實(shí)現(xiàn)10億千瓦的風(fēng)電裝機(jī)。以河南省葉縣鳳凰嶺分散式風(fēng)電項(xiàng)目為例，項(xiàng)目6臺(tái)2兆瓦機(jī)組沿鄉(xiāng)村道路兩側(cè)排布，在施工結(jié)束后恢復(fù)道路正常寬度，同時(shí)將原來坑洼路面修繕硬化。因地制宜開發(fā)風(fēng)電，對(duì)農(nóng)村能源清潔化、農(nóng)村電氣化、提升廣大農(nóng)村地區(qū)整體生活質(zhì)量將發(fā)揮巨大作用。作為全國農(nóng)村能源革命試點(diǎn)，河南省蘭考縣已經(jīng)成功實(shí)踐。預(yù)計(jì)到2021年，蘭考縣可再生能源發(fā)電量將占縣域全社會(huì)用電量的90%以上，可再生能源在一次能源消費(fèi)比重超過60%，電能占終端能源消費(fèi)占比超過50%，可再生能源發(fā)展助力蘭考成為脫貧和縣域能源轉(zhuǎn)型的全國領(lǐng)頭羊。
三、為村集體提供收入源泉，助力鄉(xiāng)村振興
經(jīng)過十多年的發(fā)展，我國風(fēng)電技術(shù)取得長(zhǎng)足進(jìn)步，大兆瓦機(jī)組、長(zhǎng)葉片、超高塔筒的應(yīng)用以及智能化水平的提高，驅(qū)動(dòng)著發(fā)電效率大幅提升，同時(shí)伴隨著完整產(chǎn)業(yè)鏈的成型，風(fēng)電成本大幅下降。2005—2018年，我國陸上風(fēng)電的發(fā)電效率提高了30%，初始投資建設(shè)成本下降49%，運(yùn)維成本降了10%。這使得我國大部分地區(qū)都能適于進(jìn)行風(fēng)電開發(fā)。
目前，我國多數(shù)地區(qū)的新建風(fēng)電項(xiàng)目都實(shí)現(xiàn)了平價(jià)上網(wǎng)。以河南某風(fēng)電場(chǎng)為例，基于當(dāng)前的技術(shù)水平，按當(dāng)?shù)丶s7500元/千瓦的單位造價(jià)水平測(cè)算，項(xiàng)目的度電電價(jià)可降至0.3元/千瓦時(shí)，低于河南省的標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)0.3779元/千瓦時(shí)，項(xiàng)目可以獲得較為可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
如果一個(gè)村莊，拿出200平米土地（不到一戶宅基地的面積）按安裝2臺(tái)3兆瓦風(fēng)電機(jī)組，年利用小時(shí)數(shù)為2760小時(shí)（發(fā)電1656萬千瓦時(shí)，較保守的水平）測(cè)算，年電費(fèi)收益可達(dá)625.8萬元。扣除貸款、運(yùn)維等成本，年均凈利潤約為292.2萬元。風(fēng)電開發(fā)企業(yè)在保證合理收益水平的前提下，每年可為村集體提供15-20萬元固定收入。2019年，全國近一半村集體收入低于5萬元，60%低于10萬元，風(fēng)電開發(fā)將使我國廣大農(nóng)村地區(qū)集體經(jīng)濟(jì)水平得到快速提升?？紤]到河南省的風(fēng)能資源條件在我國處于中等偏下水平，因此，上述測(cè)算適用于我國的絕大部分地區(qū)。
風(fēng)電開發(fā)不僅為振興村集體經(jīng)濟(jì)，夯實(shí)黨在基層的執(zhí)政之基發(fā)揮重要作用，而且還可以通過與當(dāng)?shù)刈匀痪坝^和人文景觀緊密結(jié)合，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電開發(fā)與當(dāng)?shù)芈糜伍_發(fā)、特色小鎮(zhèn)建設(shè)、民生改善工程協(xié)調(diào)發(fā)展，助力美麗鄉(xiāng)村建設(shè)。華能河南湯陰等風(fēng)電項(xiàng)目與當(dāng)?shù)刈匀簧鷳B(tài)環(huán)境、人文歷史融為一體，使風(fēng)電場(chǎng)成為文化旅游景點(diǎn)，真正做到了風(fēng)電開發(fā)與生態(tài)環(huán)境和諧發(fā)展。
作為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展最快的地區(qū)，中東南部是電力負(fù)荷的中心，也是能源消費(fèi)強(qiáng)度最大、碳排放最高的地區(qū)。中東南部實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型，是落實(shí)習(xí)近平總書記提出的“二氧化碳力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值、努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和”目標(biāo)的關(guān)鍵。“十四五”期間，中東南部只需要拿出3000畝地， 甚至更少，就可以實(shí)現(xiàn)1億千瓦的新增風(fēng)電裝機(jī)，這是總書記在氣候雄心峰會(huì)上提出的“2030年實(shí)現(xiàn)可再生能源裝機(jī)12億千瓦以上”的重要支撐。綜上可見，在中東南部地區(qū)就地開發(fā)、就近利用風(fēng)能資源的條件已經(jīng)具備，風(fēng)電在助力這些地區(qū)做到“電從身邊來”、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、在完成碳達(dá)峰和碳中和的同時(shí)，又可帶動(dòng)鄉(xiāng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展，落實(shí)國家關(guān)于新農(nóng)村建設(shè)的各項(xiàng)目標(biāo)。
