在很长一段时间里,我国西部都以不毛之地的形象示人。尽管我们常常为她的广袤神迷心醉——浩如烟海的大漠戈壁、沟壑纵横的黄土高原、雄伟壮阔的祁连冰川、波涛汹涌的九曲黄河、秀丽壮观的长江三峡……因为人迹罕至,地球上最为丰富的地貌景观在此聚集。
上世纪末前后,与上海、江苏、浙江、广东和山东五省市人口大体相当的我国西部地区,国内生产总值却不到东部五省市总和的40%。在这里,人均国内生产总值仅相当于全国平均水平的60%,尚未实现温饱的3000多万贫困人口大多分布于此。
彼时的西部地区的确很难令人心驰神往,瑰丽神奇的地貌背后,是脆弱贫瘠的生态环境;地大物博的一方水土养不起并不密集的一方人。
其后的许多年,变革的脚步不停歇,种草、种树、种能源……当我们再次行走于西部大地,惊觉一场颠覆认知的巨大变化正在发生——陕北的塬、梁、峁间长满了柠条和怪柳;哈密的茫茫戈壁上的白色风车鳞次栉比;库布齐沙漠的蓝色光伏板俯拾皆是;凉山的滚滚江边百万千瓦级的电站大坝拔地参天……
荒漠“逐日”
2022年5月,国家发改委宣布,将在西北的“沙戈荒(沙漠、戈壁滩、荒漠)”上,建设总装机容量4.5亿千瓦的风电和光伏发电基地。这个相当于20座三峡大坝发电量总和的“巨无霸”工程,在我们国家的历史上绝无仅有。
2022年12月28日,三峡集团官微发布了一则消息,称全国首个开工建设的千万千瓦级的新能源大基地在内蒙古的库布齐沙漠开建。这个全球最大的“沙戈荒(沙漠、戈壁滩、荒漠)”风电光伏基地,规划总投资超过了800亿元。项目全部建成后,每年可向京津冀地区送电约400亿千瓦时,其中清洁能源占比50%以上,相当于节约标准煤约600万吨,减排二氧化碳约1600万吨。
曾被人们视为无用之地的沙漠戈壁,正在成为光伏电站最重要的“栖息地”。然而,如果把时间倒退20年,别说发展清洁能源,哪怕仅仅是居住于此都十分艰难。
面积接近2万平方公里的库布齐沙漠因为“寸草不生”,一度被称作“死亡之海”,这里的天气被粗暴地分为“有风的日子”和“停风的日子”。风沙不停地侵蚀草原和农田,牛羊们无法被供养,城镇亦有被淹没的危机。
上世纪90年代起,内蒙古自治区政府决定进行一场大规模沙漠治理工程,第一步就是在沙漠植树,因为树木可以固定沙丘,阻止荒漠蔓延。其后的30余年里,人们种下的树木数以亿计,超过6000平方公里的沙漠被逐步绿化,“死亡之海”终现生机。
如今,这座离北京最近的我国第七大沙漠正成为众多光伏发电企业“扎堆”的地方。高支架和光伏板整齐划一地排列在沙漠深处,远处,熙攘的工人们正在往沙地上铺设用于减缓沙丘流动的秸秆。“板上发电、板下种植、板间养殖、治沙改土”的立体综合光伏治沙模式不断普及,不但使荒漠化土地摇身变为新能源“蓝海”,亦使沙漠的阳光“价值连城”起来。
无独有偶,占地609平方公里的青海塔拉滩光伏电站,在不久之前还是沙化面积占据98.5%的茫茫戈壁。这里年平均日照时长高达2700小时以上,成为光伏发电园区后,除了能把电送到江苏、河南,还让这里的平均风速降低了50%,植被盖度恢复到80%,荒漠沙丘变身草原绿洲。
在甘肃武威市的黄花滩,腾格里沙漠的南缘的330千伏治沙光伏电站已经投产;在宁夏中卫的腾格里沙漠,光伏电站将6.5万亩沙丘变成了草原,太阳能板下面种着枸杞,跑着牛羊;在新疆和田塔克拉玛干沙漠边缘,为了不让野草遮住太阳板,每年都会鼓励牧民来放牧;在566公里长的塔克拉玛干沙漠公路,正在建设的86个光伏发电站,将使全线109口水源井换成电力抽水灌溉,以减少每年3400吨的二氧化碳排放……
渐入佳境的“逐日行动”似乎正在激发荒漠地区的更多可能性。比亚迪创始人王传福曾公开表示:“如果我国1%的沙漠地区覆盖了太阳能光伏板,全国13亿人口的电量都能满足”。
一排排遮阳棚的光伏板遮挡着沙漠里直射的阳光,降低了地表温度和水分蒸发。光伏板阵列之下,耐阴性的灌草类植物悄然生长,固定沙土的同时,亦为“光伏羊提供了“天然牧场”……发电、造绿、养羊、旅游,不得不令人惊叹,“光伏+”在荒漠地区竟能如此“顺理成章”。
2021年,我国为全球市场提供了超过70%的光伏组件;我国光伏行业四大环节产值突破7500亿元,再创历史新高;2021年,我国光伏发电新增装机量54.88GW,分布式光伏发电占比历史首次突破50%,装机规模居世界第一;2021年,我国光伏产业中多晶硅、硅片、电池的产量全球占比超过了70%;光伏专利申请的数量占据全球的80.14%,光伏发电成本比10年前降低了80%……或许这一次,改善生态环境与提升经济效益的“密码”,统统藏在了西部荒漠的“蓝色海洋”里。
高原“追风”
位于西藏北部的那曲,平均海拔在4500米以上,平均风速达6.5~8.0m/s之间。在这里,风能资源技术可开发量约为3724万千瓦,占全区的33.2%,清洁能源资源优势明显,开发潜力巨大。
基于此,总装机容量为100兆瓦的色尼区风电项目得以施行。项目投产后,每年可以节约标煤约5.96万吨,减少二氧化碳排放量约15.96万吨。
事实上不止是那曲,在西藏这片广袤无垠的土地上,多数地区风能资源优渥。作为我国三大风区之一,青藏高原每年的大风(17m/s以上)日数约75天,这里风速均匀,能为风力发电提供有效的风力来源。在我国西部高原地区大量部署风力发电机机组,为我国西部电力供应困难的现实问题提供了现实路径。
2021年12月底,在地处海拔4850米至5500米之间的西藏山南市措美县哲古镇,措美县哲古风电场开始并网发电,标志着我国超高海拔风电科研示范项目成功投运。
彼时,措美县哲古风电场机舱最高海拔达5157.8米,是世界上海拔最高的风电场。项目投产后,每年等效满负荷利用小时数可达2684小时,年上网电量可达5900万千瓦时,每年可减少使用约1.83万吨标准煤,减排二氧化碳4.56万吨。
在高原上“追风”,已然是我国新能源布局中的“关键一步”,尽管长期以来,由于高原空气密度较低,这里的风能资源一度被被认为是“有气无力”:具有较高风速的高海拔地区,空气密度和气压也只是海平面的一半,甚至三分之一;高海拔地区山高路窄、曲折蜿蜒的羊肠小道,使得风电机叶片和支撑结构的运送比海平面和低海拔地区更加困难;与此同时,低气压造成的人员呼吸不畅和发动机马力输出严重不足,同样成了高海拔地区风电机建设的最大拦路虎。
但经过专家全面细致的研究与评估发现,青藏高原100米高度、平均风功率密度400瓦每平方米及以上风能资源技术可开发量为10.2亿千瓦,占全国总量的26%,其中,西藏自治区6亿千瓦,青海省2亿千瓦,新疆、甘肃、四川和云南所属地区共2.2亿千瓦,属于我国风能资源丰富区。
在年平均风功率密度400瓦每平方米的风能资源条件下,海拔高度4600米的地区可以与海拔高度1100米的地区获得同样的风力发电量。由此来看,青藏高原的风能并非“有气无力”。未来,随着高原型风电机组的发展,高原风力发电效率将得到进一步提高,彼时,青藏高原上可利用的风能资源将会更多。
尽管相较于海平面,高原地区空气稀薄,但其风电机的发电效能和状况更为稳定。其次,由于高原地区人迹罕见,使得高原地区建立风电场所需的地皮成本相对更低,如果风电场周边有相对成熟的道路结构,那么高原风电场的建造、维护费用还会进一步下降。
另外,高原风电场一旦建成,将有效拉动周边乡村和企业的经济发展,提升相关产业的活跃程度。因此,高原风电场建设不仅仅是我国在新能源技术的应用和发展上再度领跑全球的最好证明,对于拉动我国西部地区经济发展、人口就业,缩小东、西部差距亦有其独特意义。
水电“王国”
哪怕仅仅看过百万千瓦级的电站大坝的照片,也能被“高峡出平湖”和“当惊世界殊”惊喜和震撼感动。然而在四川凉山,人们早已对这样的场景司空见惯。毕竟装机规模排名世界前十的水电站中,就有3座位于凉山与云南交界的金沙江上。而我国在“三江”干流上规划的14座装机容量100万千瓦至1000万千瓦以上的巨型水电站,凉山就涉及9座。
2022年12月20日,随着最后一台机组正式投产发电,白鹤滩水电站全面投产。至此,金沙江下游四座超级工程——乌东德水电站、白鹤滩水电站、溪洛渡水电站、向家坝水电站,与长江上的葛洲坝水利枢纽、三峡工程“连珠成串”,共同构成了世界上最大的清洁能源走廊。
白鹤滩水电站全面投产后的第一个春节里,累计发出了7.6亿千瓦时清洁电能。在这里,浩荡江水汇聚成巨量绿电,仅需7毫秒就能顺着星罗密布的特高压输电线穿越祖国山河,“闪送”至2000公里外的江、浙两省,点亮我国东部的万家灯火。
当然,傲人的成绩与其异乎寻常的“禀赋”密不可分。位于四川省西南部的凉山州辖区面积仅占全国的千分之六,水能资源却占到全国的11%,四川的41%。在凉山州,平均每平方公里可开发电量达337万千瓦时,是世界平均水平的48倍,全国平均水平的17倍,甚至比世界上水能资源最为密集的瑞士还高4.4倍。
在被誉为“水电王国”的凉山州境内,由金沙江、雅砻江、大渡河组成的“三江”流域已然成为我国水电开发的主战场,全州水能总量达7100万千瓦,可开发量达6387万千瓦,水能资源占全国的15%、四川的57%。
凉山丰沛的水电资源给予了四川对外送电的“底气”。2021年,四川对外送电量达1368亿千瓦时,占自身水力发电量的三分之一。2022年上半年,四川对外输送电量700亿千瓦时,同比增长66.3%。
2021年,我国水力发电量产量为11840.2亿千瓦时,西南地区产量最高达占比60.6%,四川省水力发电量达3531.4亿千瓦时,远超第二名云南的2716.3亿千瓦时。
但如此的“荣耀”,是跨越时代的西部人用其艰苦卓绝的奋斗换取的。倘若回顾整条“清洁能源走廊”的历史,便能体会西部水电之不易。从万里长江第一坝——葛洲坝工程开工建设,到兴建世界最大水利枢纽工程——三峡工程,再到白鹤滩水电站全面投产发电,世界上最大“清洁能源走廊”的建设过程足足跨越了半个世纪。
作为世界上亘古未有的最大规模水电站,三峡工程仅库区移民就高达120万,其数量等同于一个欧洲中等国家的人口,是此前世界最大的水利工程巴西伊泰普电站移民的28倍,其艰难程度可见一斑。
也正因如此,这条长达1800公里的“走廊”才有了非凡的意义。据统计,6座水电站总装机容量达7169.5万千瓦,相当于3个三峡电站装机容量,年均生产清洁电能约3000亿千瓦时。不但可以满足3.6亿国人一年的用电需求,更有效缓解了我国华中、华东地区及川、滇、粤等省份的用电紧张问题,为“西电东送”与电网安全稳定运行提供了有力支撑。
据公开数据显示,自2003年三峡工程首批机组投产发电至2022年12月18日24时,6座巨型电站累计发电31859亿千瓦时,约等于节约标准煤9.1亿吨,减排二氧化碳约24亿吨。
这份遥远的电力“馈赠”,或许给了我们重新审视周遭的机会——在上海,流光溢彩的外滩引人驻足,彼时他们并不知晓,这里超过三成的灯由西南地区“点亮”;在广州,流水线上的机器嗡嗡作响,穿过崇山峻岭与原始森林,伴着云贵高原上激起的浪花奔腾而来……
结语
曾几何时,荒凉贫瘠的生态条件令人们对祖国西部望而生畏,但经过20余年的开发,从种草、种树到基础建设,从新能源开发到乡村振兴,我国西部已不再是过去的模样。
统计显示,我国西部可再生能源资源占据全国资源总量的70%以上,其中,风力资源占85%以上,太阳能资源占90%左右,与此同时,9个大型清洁能源基地中,有7个在西部地区。
如果说能源是人类赖以生存和发展的重要物质基础,那么清洁能源的利用程度无疑决定着人类未来的生存质量与发展程度。中国电力企业联合会在近日发布的《2023年度全国电力供需形势分析预测报告》中预测:预计到2023年底,我国发电装机容量将达到28.1亿千瓦左右,其中非化石能源发电装机合计14.8亿千瓦,占总装机比重上升至52.5%左右。水电4.2亿千瓦、并网风电4.3亿千瓦、并网太阳能发电4.9亿千瓦、核电5846万千瓦、生物质发电4500万千瓦左右,太阳能发电及风电装机规模均将在2023年首次超过水电装机规模。
不难看到,以水、风、光为代表的清洁能源正在成为主流,或许此刻,为清洁能源富集的西部地区“绘制”未来“经济轮廓”正当时。重庆市原市长、复旦大学特聘教授黄奇帆曾在媒体上表示:假若40年后,我国年均消耗20万亿度电,那么将有15万亿度在西北戈壁沙漠和西南大坝上通过风、光、水等清洁能源产生。在他看来,未来,缩小东西部经济差距或许不再需要转移支付,而是西部倚靠自身发展,成为我国能源的“阿拉伯”。
(文/本刊记者 王薇)