近日，以“聚焦创新驱动 重构能源生态”为主题的“第八届中国能源发展与创新论坛”在京召开。有专家提出，充分发掘沙漠、戈壁广袤的土地资源和充沛的光能资源，建设以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风电光伏发电基地，创新发展沙漠光伏。
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本报围绕沙漠光伏的利好、问题和未来发展采访了中国治沙学会副会长兼秘书长杨文斌与国家林业和草原局林草调查规划院荒漠化监测评估处教授级高工孙涛。
发展沙漠光伏将实现哪些功能价值？
沙漠光伏发电主要是应用太阳能技术，通过利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。
光伏发电系统寿命长且具有清洁、无污染、效率高、维护成本低等优势，是典型的色清洁能源。
太阳能资源作为必备条件，取之不尽用之不竭。
“根据监测数据表示，我国沙漠、戈壁面积119万平方公里，国土资源、太阳能、风能资源丰富，拥有大片生态红线区以外的未利用土地。”孙涛介绍道。
“从太阳辐射年总量来看，我国西北荒漠地区基本分布在太阳辐射最丰富带(Ⅰ类区)以及很丰富带(Ⅱ类区)的区域范围内，太阳辐射总量高于1400kWh/m2，部分区域大于1750kWh/m2。”杨文斌在采访中告诉记者。
那么，发展沙漠光伏又能实现哪些功能价值呢？
“在确保沙漠戈壁地区生态稳定的前提下，利用沙漠、戈壁等荒漠区优势资源的情况下，建立有利于促进沙漠地区生态环境的改善的规模性光伏电站，是践行‘双碳’目标、构建新型电力系统、实现能源绿色低碳转型的重要途径。”杨文斌说。
同时，杨文斌表示，对于那些水分条件非常差的沙漠、戈壁，建立规模性光伏电站是目前最好的资源利用途径，是践行钱学森“多采光、少用水、新技术、高效益”沙产业的重要途径，可以拉动相关产业链的发展，带动就业，从而为当地带来显著的生态和经济效益。
光伏与治沙耦合效果明显
目前，在我国典型分布的沙漠地区均建设有光伏电站。
据了解，截止到2021年，西北地区风电和光伏发电装机合计占全国风光发电装机容量的40.2%，高于全国的26.8%；西北地区光伏发电量约占全国光伏发电量的26.9%。
“2022年，以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风电光伏基地建设进展顺利。第一批97.05GW基地项目已全面开工、部分已建成投产，第二批基地部分项目陆续开工，第三批基地已形成项目清单。”杨文斌说。
由于沙漠、戈壁等荒漠地区光伏园区建设易受风沙流活动影响，产生沙埋沙积现象，出现安全隐患。同时，光伏面板上发电效率受沙尘影响会降低，需要经常用水冲洗光伏板，运维成本较高。因此，大部分光伏园区在建设过程中同步开展了生态修复措施，包括铺设沙障、建立防护林体系、种树种草等措施，推动实现防沙治沙。
孙涛介绍了青海省海南州治沙和内蒙古自治区磴口县治沙案例。
青海省海南州充分利用荒漠化土地发展光伏，规划了609平方公里的光伏园区，累计完成投资940亿元，建成216平方公里、总装机1316万千瓦的新能源基地。已建和在建清洁能源装机容量2794万千瓦，装机容量已突破“两个千万千瓦”，占青海省装机容量的69%，累计发电量突破500亿千瓦时。
2022年6月26日，海南州光伏园区获得吉尼斯世界纪录认证，成为世界最大装机容量的光伏发电园区。
同时治沙效果明显，五年间全州沙化土地减少1.49万公顷；据草地生态监测数据显示，园区内植被盖度达80%以上（指光伏板下），较园区外增加40%以上；植物种数由园区外的4种增加到园区内8种；园区内鲜草产量是园区外的4倍以上，生态修复成效十分明显，大大减缓了土地沙化、草场退化的速度。
全年日照小时数在3100-3300小时以上的内蒙古自治区巴彦淖尔市磴口县，把发展光伏和沙漠治理、节水农业相结合，在光伏基地外围构筑防护林体系，场区内种植绿色经济作物，实现林光或草光互补模式，首开国内光伏治理沙漠、发展农牧业的先河，集“沙漠+光伏+设施牧草”为一体，实现治沙、固沙1309亩。
未来应如何可持续发展？
虽然发展沙漠光伏，已有成功案例，但杨文斌表示，依然存在很多问题，为更好实现良性发展，需要多方面综合考虑，必须加强沙漠、戈壁等地区的光伏建设和生态保护与修复的研究。
沙漠、荒漠区生态环境较为脆弱，环境容量有限，对人类的活动敏感性强，极易引发土地沙化和水土流失, 且遭到破坏后, 自我调节恢复能力极差，必须充分进行前瞻性科学评估。
例如，在光伏电站的选址上，应考虑荒漠地区生态保护修复需求、经济社会发展需求、土地资源配置能力、电力系统技术进步等多种因素，对能够产生显著生态效益，对国家产业发展有重要意义，对乡村振兴有战略性价值的地区，可纳入优先发展区域。且对于适宜开发区域，须制定全面的防治预案，加强生态保护技术将可能的负面影响降至最低。
“为响应国家战略，我们已经对荒漠区光伏电建设的立地类型进行了区划，区划出最优的、适宜的、以及不宜的光伏电站建设的立地类型，并初步提出了相应的生态环境保护性修复技术，对国家荒漠区光伏电建设具有重要的指导意义。”杨文斌说。
同时，杨文斌认为要将光伏发展与传统治沙措施相结合。可以充分利用现有防风治沙、防护林建设、植树种草技术，如实施草方格沙障等治沙措施，并在光伏电站外围建设阻风带，减少风沙对电站的危害。
在生态方面，光伏电站的建设过程，会产生如地表大面积推平对植被的破坏、清洁光伏板水洗造成的水资源过度使用、空隙较小板面的围栏阻碍植物种子飘散及动物迁徙活动不利于生物多样性保护等问题。
杨文斌表示，沙漠地区光伏电站建设须基于生态保护的约束，因地制宜、科学合理地实施生态修复措施，尽量减少场平、减少对原有土壤、植被的破坏。特别是在大型风光基地建设中，需严格按照“国家相关生态要求”原则，并尽可能降低用水量。
在经济方面，沙漠、荒漠地区发展光伏需要投入大量的人力、物力和财力。
根据第六次全国荒漠化和沙化调查，我国八大沙漠面积合计53.83万平方公里，我国西北还有65.42万平方公里的戈壁。
与2014年相比，2019年全国沙化土地总面积减少了1.94%， 2000年以来，全国沙化土地面积已实现4个调查期持续减少，且近5年呈加速缩减趋势；重度和极重度的沙化土地比例下降7.79%。
部分区域可利用的土地资源的减少、加上沙尘容易对光伏板支架产生风蚀，高温易导致“热斑效应”影响组件寿命等造成建设运维成本高、极端恶劣天气对建设人员体力、耐力及技术能力也会产生挑战。
杨文斌认为，在加强沙漠、戈壁等荒漠区的生态保护的前提下，大力发展光伏等清洁能源；利用这些清洁能源，引进新技术，大力发展节水型、电气化、高技术、集约化的沙产业，提高农业和林草业智慧化水平，培育新型农村合作社，促进西北荒漠区乡村振兴。为沙漠、戈壁等荒漠区域走出一条绿色、高效的生态与产业耦合的新途径，是干旱沙漠、戈壁等荒漠区振兴的重要途径。
