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實(shí)現碳中和!我國新能源開(kāi)發(fā)需占用多少土地?-上海上繼科技有限公司

發(fā)表時(shí)間:2021-06-26 16:36 瀏覽次數:1136 〖返回〗

實(shí)現碳中和!我國新能源開(kāi)發(fā)需占用多少土地?


“據國內多家權威機構測算,實(shí)現碳中和愿景,2060年我國風(fēng)電和光伏裝機量將達60億千瓦以上。然而完成60億千瓦的新能源裝機到底需要占用多少土地?當前學(xué)界、政界和企業(yè)界還有很大分歧。本文嘗試做一分析?!?/span>

風(fēng)電機組


01


按裝機密度計算


若按裝機密度計算,當前技術(shù)水平下,我國風(fēng)電的裝機容量密度約為5MW/km2(不同地形有差異);光伏的裝機密度約為50MW/km2(不同緯度和地形有差異)。那么,完成60億千瓦的新能源裝機(假設風(fēng)光裝機比為1:1),所需的土地面積為:


風(fēng)電:30億kW/(5MW/km2)=60萬(wàn)km2


光伏:30億kW/(50MW/km2)=6萬(wàn)km2


風(fēng)光合計占地:66萬(wàn)km2


相信很多人看到這一數字,都不禁要問(wèn),66萬(wàn)平方公里?是不是太多了?66萬(wàn)平方公里是個(gè)什么概念?中國國土面積960萬(wàn)平方公里,66萬(wàn)平方公里約占國土面積的7%。


如果66億新能源裝機都放在西北戈壁和荒漠地區,大家可能覺(jué)得問(wèn)題不是太大,而放在東部地區,可能根本無(wú)法實(shí)現。因為完成60億新能源裝機幾乎將整個(gè)華東地區(上海、江蘇、浙江、安徽、福建、山東、江西)“全覆蓋”。


然而,這種算法有沒(méi)有問(wèn)題,符合實(shí)際嗎?


02


按征地面積計算


為摸清風(fēng)電場(chǎng)和光伏電站實(shí)際建設過(guò)程中的土地占用情況,我們分別找了一些近兩年開(kāi)工建設的新能源項目可研報告。


根據可研報告,對于一個(gè)10萬(wàn)千瓦的(集中式)風(fēng)電場(chǎng)而言,其實(shí)際建設過(guò)程中涉及到的永久性土地征用面積約為40~50畝(包括風(fēng)機及箱變基礎占地、升壓站占地、集電線(xiàn)路桿塔用地等)。


臨時(shí)性土地征用面積約400~500畝(包括風(fēng)機組裝場(chǎng)地占地、檢修道路占地和施工臨時(shí)設施占地等)。其中風(fēng)機組裝場(chǎng)地占地和施工臨時(shí)設施占地在項目建設完成后可完全恢復。剩余山地風(fēng)電場(chǎng)的檢修道路占地約300畝。


對于一個(gè)10萬(wàn)千瓦的(集中式)光伏電站而言,其實(shí)際建設過(guò)程中的土地征用面積約為2000~5000畝(包括光伏箱變占地、升壓站占地、施工道路、進(jìn)場(chǎng)道路、光伏投影區和光伏間隔區等)。


光伏電站占地面積受項目地所在緯度、地形起伏程度、組件類(lèi)型、排布方式影響很大。


若按實(shí)際征地面積計算,完成60億千瓦的新能源裝機(假設風(fēng)光裝機比為1:1),所需的土地面積為:


風(fēng)電:30億kW/(42.86~44.12萬(wàn)kW/km2)=0.68~0.7萬(wàn)km2


光伏:30億kW/(3~7.5萬(wàn)kW/km2)=4~10萬(wàn)km2


注:1平方公里等于1500畝。


風(fēng)光合計占地:4.68~10.7萬(wàn)km2,約占國土面積的0.49~1.11%。


對于分散式風(fēng)電和分布式光伏而言,由于不需要新建升壓站,且臨時(shí)性征用土地都可恢復,其占地面積會(huì )更少。


據風(fēng)能專(zhuān)委會(huì )秦海巖秘書(shū)長(cháng)測算,若分散式風(fēng)電開(kāi)發(fā)中采用圓錐塔筒的5MW風(fēng)機,地下基礎部分深埋至少2米,不會(huì )影響耕種,且露出地面的承臺部分占地不足100平方米。這樣,開(kāi)發(fā)5億千瓦分散式風(fēng)電需安裝10萬(wàn)臺,占地1000萬(wàn)平方米,即10平方公里。


若采用桁架式塔架基礎(類(lèi)似巴黎埃菲爾鐵塔),支撐塔架的四個(gè)角各占地1.5平米左右,總占地面積只有6平方米。且塔架下面空間非常寬闊,可以行駛拖拉機與收割機,不影響機械化耕種。采用這種塔架技術(shù),使用5MW機組,開(kāi)發(fā)5億千瓦分散式風(fēng)電裝機需用地60萬(wàn)平方米,即900畝??梢哉f(shuō),分散式風(fēng)電基本不占用土地。

桁架式塔架結構


采用160米“預應力構架式鋼管塔架”機組并網(wǎng)


對于分布式光伏而言,當前技術(shù)水平下(以山東為例),每平米屋頂大約能裝0.2千瓦。開(kāi)發(fā)10億千瓦分布式光伏需占用屋頂面積5000平方公里。


分布式屋頂光伏


若采用集中式和分散(布)式并舉的方式,完成60億千瓦的新能源裝機(假設集中式風(fēng)電25億千瓦,分散式風(fēng)電5億千瓦,集中式光伏20億千瓦,分布式光伏10億千瓦),需要的土地面積為:


風(fēng)電:(0.68~0.7萬(wàn)km2)*25/30+(0.6~10)km2=0.57~0.58萬(wàn)km2


光伏:(4~10萬(wàn)km2)*20/30+5000km2=3.17~7.17萬(wàn)km2


風(fēng)光合計占地:3.74~7.75萬(wàn)km2,約占國土面積的0.39~0.81%。


值得注意的是,在技術(shù)進(jìn)步(風(fēng)電機組和光伏組件的大型化)和優(yōu)化布局(大型能源基地建設下的土地集約利用)情景下,單位千瓦風(fēng)電場(chǎng)和光伏電站的占地面積還會(huì )進(jìn)一步減少。


綜上所述,實(shí)現碳中和,開(kāi)發(fā)60億千瓦的風(fēng)光新能源,實(shí)際占用的土地面積不會(huì )超過(guò)國土面積的1%。


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