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實現碳中和!我國新能源開發需占用多少土地?-上海上繼科技有限公司

發表時間:2021-06-26 16:36 瀏覽次數:969 〖返回〗

實現碳中和!我國新能源開發需占用多少土地?


“據國內多家權威機構測算,實現碳中和愿景,2060年我國風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?當前學界、政界和企業界還有很大分歧。本文嘗試做一分析?!?/span>

風電機組


01


按裝機密度計算


若按裝機密度計算,當前技術水平下,我國風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(假設風光裝機比為1:1),所需的土地面積為:


風電:30億kW/(5MW/km2)=60萬km2


光伏:30億kW/(50MW/km2)=6萬km2


風光合計占地:66萬km2


相信很多人看到這一數字,都不禁要問,66萬平方公里?是不是太多了?66萬平方公里是個什么概念?中國國土面積960萬平方公里,66萬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,大家可能覺得問題不是太大,而放在東部地區,可能根本無法實現。因為完成60億新能源裝機幾乎將整個華東地區(上海、江蘇、浙江、安徽、福建、山東、江西)“全覆蓋”。


然而,這種算法有沒有問題,符合實際嗎?


02


按征地面積計算


為摸清風電場和光伏電站實際建設過程中的土地占用情況,我們分別找了一些近兩年開工建設的新能源項目可研報告。


根據可研報告,對于一個10萬千瓦的(集中式)風電場而言,其實際建設過程中涉及到的永久性土地征用面積約為40~50畝(包括風機及箱變基礎占地、升壓站占地、集電線路桿塔用地等)。


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


對于一個10萬千瓦的(集中式)光伏電站而言,其實際建設過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、進場道路、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、組件類型、排布方式影響很大。


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


風電:30億kW/(42.86~44.12萬kW/km2)=0.68~0.7萬km2


光伏:30億kW/(3~7.5萬kW/km2)=4~10萬km2


注:1平方公里等于1500畝。


風光合計占地:4.68~10.7萬km2,約占國土面積的0.49~1.11%。


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


據風能專委會秦海巖秘書長測算,若分散式風電開發中采用圓錐塔筒的5MW風機,地下基礎部分深埋至少2米,不會影響耕種,且露出地面的承臺部分占地不足100平方米。這樣,開發5億千瓦分散式風電需安裝10萬臺,占地1000萬平方米,即10平方公里。


若采用桁架式塔架基礎(類似巴黎埃菲爾鐵塔),支撐塔架的四個角各占地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,使用5MW機組,開發5億千瓦分散式風電裝機需用地60萬平方米,即900畝??梢哉f,分散式風電基本不占用土地。

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


對于分布式光伏而言,當前技術水平下(以山東為例),每平米屋頂大約能裝0.2千瓦。開發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(假設集中式風電25億千瓦,分散式風電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:


風電:(0.68~0.7萬km2)*25/30+(0.6~10)km2=0.57~0.58萬km2


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


風光合計占地:3.74~7.75萬km2,約占國土面積的0.39~0.81%。


值得注意的是,在技術進步(風電機組和光伏組件的大型化)和優化布局(大型能源基地建設下的土地集約利用)情景下,單位千瓦風電場和光伏電站的占地面積還會進一步減少。


綜上所述,實現碳中和,開發60億千瓦的風光新能源,實際占用的土地面積不會超過國土面積的1%。


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