為推動實現碳達峰、碳中和的目標,在沙漠、戈壁、荒漠地區加快規劃建設大型風電光伏基地項目成為新能源行業近期的熱點。沙漠地區光照強,光照時間長,利于光伏發電;且面積大、人員少,可以有效解決光伏電站占地面積大的問題。在第六屆新能源電站設計、工程與設備選型研討會上,北京計鵬智慧能源工程設計研究院設計部副經理陳石亮就沙漠生態光伏電站的投資收益分析與風險管控進行了分享。
本文根據陳石亮演講實錄整理,以期為行業提供參考。

光伏治沙:大勢所趨
1、中國荒漠化治理空間巨大
中國荒漠化形勢十分嚴峻 根據1998年國家林業局防治荒漠化辦公室等政府部門發表的材料,中國是世界上荒漠化嚴重的國家之一。據我國第5次荒漠化和沙化監測結果顯示,我國荒漠化土地面積從2009年的262.37萬平方公里縮減到2014年的261.16萬平方公里,從以上數據可以看出來,在五年之內中國荒漠化土地面積減少了1.21萬平公里,可以看出中國治沙的決心和成果,同時也表現出中國荒漠化治理還是有很大的空間。
2、“光伏+治沙”模式既能發展光伏,又能治理沙漠改善生態
從治理方式來看,常規治沙方法包括草方格固沙法、化學固沙、立式防風阻沙網以及高立式沙障,四種方式各有利弊。
經過從業人員探索,提出了新的治沙模式,那就是“光伏+治沙”模式。沙漠擁有光照強、地廣人稀等發展光伏產業的先天優勢,且光伏發電站對沙漠的生態改善也有幫助:光伏電站不僅可以實現固沙的作用,還能夠吸收光照降低土地溫度,減少水分蒸發,為動植物提供屏障,達到“板上發電;板下修復;板間種植”的生態模式。
結合經濟型、光照資源以及長期發展等因素考慮,“光伏+治沙”既可以實現固沙的作用,還夠吸收光照降低土地溫度,減少水分蒸發。同時,光伏組件對植物、動物均有保護作用,使原本沙化土地終會披上綠衣。
3、從政策層面上看國家支持“光伏+治沙”模式
在政策層面上,3月12日,新華社全文播發《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》,其中新能源是四大戰略強國的方向之一,并采用專欄形式,提出建設黃河幾字灣等九大清潔能源基地。
10月12日,中華人民共和國主席習近平在《生物多樣性公約》第十五次締約方大會領導人峰會上的主旨講話中提到,為推動實現碳達峰、碳中和目標,中國將陸續發布重點領域和行業碳達峰實施方案和一系列支撐保障措施,構建起碳達峰、碳中和“1+N”政策體系。中國將持續推進產業結構和能源結構調整,大力發展可再生能源,在沙漠、戈壁、荒漠地區加快規劃建設大型風電光伏基地項目,第一期裝機容量約1億千瓦的項目已于近期有序開工。
光伏治沙經濟性分析
從經濟性上來看,陳石亮以蒙東某200MWp光伏項目為例,在年均滿發小時數1500h,含稅上網電價0.3035元/kWh,光伏項目單位千瓦靜態投資3800元(備注:采用2021年上半年設備價格水平測算),項目占地約6000畝,土地租金200元/畝·年,治沙費666元/畝·年。項目資本金內部收益率會隨著租地、治沙等費用逐步減少,其中有租地有治沙的項目內部收益率最低為7.77%,基本可以滿足目前大部分國央企對于大基地項目的收益率要求。

不過作為光伏治沙項目,還要考慮到治沙效果,結合不同治沙措施、經濟作物種植、沙丘移動、發電效率等因素,在設備選型方面應該考慮高支架、追蹤式支架等;由于治沙地區環境比較惡劣,光伏治沙的防腐性能要求較高,成本也會增加,還有沙漠中氣候環境惡劣,高溫大風等惡劣天氣,設備防護等級要相應提高,增加了建設成本。此外,由于光伏治沙項目建設一般比較偏遠,運維成本也會增加。

對比常規的光伏電站跟沙漠光伏電站可以看出,沙漠光伏電站比常規的光伏電站下降3%到4%個點。用以上述條件進行返算,如果要達到8%內部收益率,光伏電站的系統造價需要維持在3700元/千瓦以下。

但是作為光伏治沙項目,除了經濟效益,還包括生態效益和社會效益。生態效益成果,通過光伏治沙,可使沙漠變成綠地,減少常規治沙的費用,節約國家財政支出;社會效益,通過光伏治沙可以發展農牧業,使當地農民有一定的農牧業收入,甚至一些地區發展沙漠旅游來增加收入。

光伏治沙的風險和建議
關于光伏治沙項目,陳石亮建議到,沙漠地區風沙大,沙丘會移動,可能會埋沒光伏板;其次沙漠氣候干燥,風沙大,降雨少,光伏組件清洗成本比較高,高溫也對組件和電氣設備有一定影響;地質方面可能存在建設難度比較大,成本會增加的風險;消納端來看沙漠光伏電站主要集中在西部地區,消納能力有限,存在限電風險。
對沙漠光伏電站發展,陳石亮也提出了六點建議。第一個,項目開發思路要實現轉變,要緊跟政策導向去開發,對發展趨勢要有更強的敏銳性。第二個,空間綜合利用,最大限度發揮立體經濟價值。沙漠做光伏點不僅僅考慮光伏,還要考慮生態效益,綜合利用土地空間,提升土地價值,提升項目經濟性。第三個,要將傳統光伏設計理念結合風沙治理,統籌兼顧。在設備選型上因地制宜,做到光伏與風沙真正的融合。第四個,要建立起精準的資源分析及財務測算模型。面對新能源平價形勢,前期開發階段精準資源分析至關重要,是項目運營階段收益穩定的保障,需要咨詢設計單位有針對性的建立財務測算模型,確保收益測算準確。第五個,嚴守生態環保法律法規底線,借助技術方法規避設備選型、集采、設備更新等因素觸碰生態紅線。保證企業、人員合法經營。第六個,項目開發建設融入數字化技術,數字化外業、數字化建設等技術快速發展,方案精細化、準確度進一步提升,有利于項目精細化設計、施工精準把控,確保投資落到實處。
最后陳石亮總結到, 沙漠光伏電站在實現可再生能源大規模開發利用的同時,還發揮了光伏電站對荒漠化生態修復的積極作用,將為可再生能源產業、生態修復的可持續發展提供一條新的路徑,也將有效促進可再生能源與生態經濟的融合發展。他表示,光伏治沙功在當代,利在千秋,未來大有可為!