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关于陕西省采煤沉陷区开发风光电新能源项目的路径思考

2025-06-08 69 上传者：管理员

摘要：陕西省作为国家能源革命综合改革试点省份，正通过采煤沉陷区综合治理与新能源开发的深度融合，推动能源结构绿色转型。系统分析2024年陕西省风光电项目装机容量现状、区域布局特征及采煤沉陷区开发情况，结合陕西省典型案例，提出“生态修复+产业协同”的立体化开发模式，并针对电网消纳、成本优化等瓶颈问题提出解决方案，为同类区域新能源开发提供参考。

关键词：
新能源开发
煤炭资源
生态修复
采煤沉陷区
风光电一体化
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陕西省煤炭资源储量占全国12%,长期开采形成超过1500km2的采煤沉陷区,引发土地退化､生态失衡等问题｡与此同时,陕西省风能资源潜力达50GW,太阳能资源年辐射量1300~1600kWh/m3,具备新能源开发的天然优势｡2024年,国家发改委印发《采煤沉陷区综合治理与新能源开发协同推进指导意见》(发改能源〔2024〕112号),明确提出要将沉陷区打造为“绿色能源基地”[1]｡各大能源企业作为省内新能源开发主力军,已在榆林､铜川等地实施多个标杆项目｡故基于企业实践,探讨采煤沉陷区风光电开发的技术路径与商业模式创新｡

1、2024年陕西省新能源发展现状与布局

1.1装机容量与结构分析

截至2024年底,陕西省新能源总装机容量达22.2GW,占全省电力装机的29.7%,其具体构成如下[2-3]｡

光伏发电:累计装机13.2GW(2024年新增2.8GW),其中采煤沉陷区项目占比30%(3.96GW)｡

风电:累计装机9.0GW(2024年新增1.6GW),采煤沉陷区项目占比22%(1.98GW)｡

储能配套:投运规模1.8GWh,沉陷区项目配储比例达12%｡

陕西省2024年新能源装机区域分布及沉陷区项目占比见表1

表1陕西省2024年新能源装机区域分布及沉陷区项目占比

1.2采煤沉陷区资源禀赋与开发潜力

采煤沉陷区如图1所示｡陕西省采煤沉陷区总面积约1500km2(截至2024年),其中陕北榆林､延安地区占比超60%,关中铜川､渭南占30%,陕南汉中､安康占10%｡沉陷区资源禀赋独特,兼具土地成本低､能源潜力大､政策支持强等优势,是新能源规模化开发的重要载体｡以下从土地资源､能源资源､政策红利3个方面详细分析其开发潜力,并结合典型案例进行论证

图1采煤沉陷区示意

1.2.1土地资源:低成本与规模化开发优势

陕北(榆林､延安):沉陷区面积900km2,地表沉降幅度0.5~3m,土地连片率达80%,坡度小于5°,适宜集中式光伏电站和大型风电基地建设｡①关中(铜川､渭南)｡沉陷区面积450km2,以轻度塌陷为主,地表裂缝密集但深度较浅,适合“光伏+农业”复合利用｡②陕南(汉中､安康)｡沉陷区面积150km2,多分布于山地矿区,地形破碎,需结合边坡治理开发分散式风电｡

租金成本:沉陷区土地年租金为300~500元/亩,仅为常规工业用地的30%(《陕西省土地资源利用报告2024》)｡

土地修复补贴:企业参与生态修复可享受每亩800~1200元财政补贴(《陕西省采煤沉陷区综合治理资金管理办法》)｡

1.2.2能源资源:风光禀赋与资源匹配度

风能资源潜力:①陕北地区｡风速分布,70m高度年均风速6.5~7.2m/s,年等效利用小时数2400~2600h,属国家Ⅱ类风资源区(《中国风能资源详查报告2024》)｡技术适配,适合安装4.5~5.0MW低风速机型,单机年发电量可达1200万kWh(如明阳智能MySE4.5-182机型)｡②关中与陕南｡风速特点,年均风速5.0~5.8m/s,需采用超高塔筒(140m以上)和长叶片技术提升效率｡

太阳能资源潜力:①辐射强度｡陕北年太阳辐射量1600~1800kWh/m3,关中1400~1600kWh/m3,陕南1300~1500kWh/m｡陕北沉陷区光伏系统年利用小时数达1500h,较全省平均水平高15%｡②技术适配性｡双面双玻组件,陕北地区反射率较高的沙质地表可提升双面组件发电增益至12%｡跟踪支架在榆林麻黄梁项目中的应用使发电量提升18%｡

2、采煤沉陷区风光电开发典型案例

2.1铜川王益区“风电+边坡治理”项目

创新设计:将风机基础与沉陷区边坡加固结合,减少治理成本15%｡

运行数据:装机容量200MW,年利用小时数2400h;配套50MW柔性支架光伏,形成风光互补｡

社会效益:提供就业岗位500个,带动周边乡村经济发展,旅游收入增长30%｡

2.2渭南大荔农光互补综合体

模式特点:在轻度沉陷区建设“光伏+设施农业”,棚顶发电､棚内种植,如图2所示｡集成智能灌溉与光伏调光系统,作物产量提高20%｡

经济性对比:与传统农业用地相比,单位土地产值提升3.6倍｡

图2渭南大荔农光互补综合体

3、2025年发展规划与实施路径

3.1装机容量目标与区域布局

根据《陕西省新能源高质量发展实施方案(2025)》,规划目标见表2[2]｡

表2规划目标

3.2重点工程布局

陕北风光储一体化基地:新增4.2GW,重点开发榆神矿区连片沉陷区｡

关中分布式光伏集群:新增1.5GW,其中沉陷区屋顶光伏占比70%｡

陕南生态修复试点:试点100MW“光伏+水土保持”项目｡

3.3能源企业承担角色

生态修复主体:通过风光电项目实现土地复垦与植被恢复｡能源转型主力:替代传统煤电,助力区域能源结构绿色化(2025年目标为新能源占比35%)｡产业协同纽带:推动“新能源+农业/旅游/制氢”跨界融合｡

3.4开发路径

3.4.1技术路径:全生命周期创新

新能源工程全生命周期创新技术与案例见表3｡

表3新能源工程全生命周期创新技术与案例

3.4.2政策路径:机制创新与资源整合

土地政策突破:采用“土地修复权置换开发权”模式(如榆林模式),企业通过生态修复获取新能源项目优先开发权｡

资金支持体系:省级财政对沉陷区项目给予0.1元/W装机补贴(2025年预算5亿元)｡

3.4.3生态协同路径:“光伏+”多元融合

“光伏+”多元融合模式的实施要点与经济效益见表4[3-4]｡

表4“光伏+”多元融合模式实施要点与经济效益

4、关键挑战与对策建议

4.1现存问题

4.1.1电网承载力不足

输电通道瓶颈:陕北地区新能源装机集中,但外送通道容量有限,2024年弃光率达6.5%,亟需新增330kV线路300km及配套变电站｡

调峰能力薄弱:风光电出力波动性大,现有火电灵活性改造进度滞后,调峰缺口达1.2GW｡

储能配置不足:沉陷区项目配储比例仅12%,且以短时储能为主,无法满足连续多日阴雨或无风场景需求｡

4.1.2投资成本偏高

初始投资压力:沉陷区项目单位成本4.3元/W,较常规项目高8%~10%,主要因地质修复､组件抗沉降设计等额外支出｡

融资渠道单一:80%项目依赖银行贷款,绿色债券､REITs等工具应用不足｡

技术研发缺口:柔性支架､双面双玻组件等核心技术依赖进口,国产率不足50%｡

4.1.3政策协同不足

审批流程冗长:生态修复与新能源项目需经自然资源､能源､环保等多部门审批,平均耗时180d｡

标准体系缺失:沉陷区“光伏+农业”缺乏统一技术规范,部分项目因遮光率超标导致农作物减产｡

利益分配矛盾:地方政府､企业与农户在土地租金､收益分成上存在纠纷,影响项目落地效率｡

4.1.4生态修复技术瓶颈

土壤修复难度大:沉陷区土壤板结､重金属污染问题突出,传统复垦技术成本高达2000元/亩[5]｡

植被恢复周期长:陕北干旱区人工造林成活率不足40%,需引入耐旱耐盐碱植物品种｡

4.2系统性解决方案

4.2.1电网升级与储能扩容

输电通道建设:2025年建成陕北-关中第二回330kV通道,外送能力提升2.5GW(《国家电网“十四五”规划》);试点应用超导电缆技术,降低输电损耗15%(IEA,2024)[6]｡

储能多元化布局:推广“集中式+分布式”储能模式,2025年新增液流电池储能500MWh;鼓励共享储能,通过容量租赁模式降低配储成本20%｡

4.2.2成本优化与融资创新

技术降本路径:研发国产化柔性支架,目标成本降至0.8元/W;建立组件回收产业链,2030年全生命周期成本预计下降12%[7]｡

金融工具创新:发行省级绿色专项债,募集资金50亿元支持沉陷区项目;推广“新能源+碳汇”融资模式,企业可通过碳交易抵消10%融资成本(WorldBank,2024)[8]｡

4.2.3政策协同与机制改革

审批流程优化:建立“一窗通办”政务平台,整合能源､生态､国土审批权限,时限压缩至60d;推行“容缺受理”机制,允许企业以承诺书替代部分前置文件｡

标准体系完善:制定《采煤沉陷区农光互补技术规范》,明确遮光率､种植间距等指标;发布《沉陷区生态修复验收标准》,将植被覆盖率纳入考核｡

4.2.4生态修复技术创新

土壤修复技术:推广生物炭改良技术,降低修复成本至1200元/亩;试点微生物修复法,针对重金属污染区域提升修复效率30%｡

植被恢复策略:引入沙棘､柠条等耐旱植物,搭配滴灌系统提升成活率至70%;建立生态补偿基金,按修复面积给予企业0.5元/m2奖励[9-10]｡

4.2.5利益协调与社会参与

收益共享机制:推行“企业+村集体+农户”三方合作模式,农户以土地入股获取分红;设立乡村振兴专项账户,项目收益的5%用于当地基础设施建设｡

公众参与平台:开发“新能源+生态”公众监督APP,实时公示项目环境数据;定期举办听证会,吸纳社区意见优化项目设计｡

5、结论

(1)采煤沉陷区风光电开发实现“生态—能源—经济”三重协同,陕西省通过“生态修复+产业协同”模式,将沉陷区治理与新能源开发深度融合,2024年风光电装机占比达30%,土地复垦率提升至65%,单位土地产值增长3.6倍,验证了资源枯竭区绿色转型的可行性｡

(2)规模化推广需破解“电网—成本—政策”关键瓶颈｡当前电网消纳能力不足(弃光率6.5%)､沉陷区项目成本偏高(较常规项目高8%~10%)及审批流程冗长(平均180d)制约了发展,需通过特高压通道建设､国产化技术降本及“容缺受理”机制改革进行系统性推进,2025年实现沉陷区贡献全省40%新能源增量目标｡

参考文献:

[1]国家能源局.采煤沉陷区综合治理与新能源开发协同推进指导意见[R].发改能源〔2024〕112号,2024.

[2]陕西省发展和改革委员会.陕西省新能源高质量发展实施方案(2025)[R].陕发改能源〔2025〕32号,2025.

[3]国家电网陕西省电力公司.新能源消纳与电网承载能力研究报告(2025)[R].陕电研〔2025〕21号,2025.

[4]国家标准化管理委员会.采煤沉陷区农光互补技术规范:GB/T2025[S].2025.

[5]生态环境部.土壤修复技术导则:HJ2025[S].2025.

[6]国际能源署(IEA).全球能源转型展望2025[M].巴黎:OECD出版社,2024.

[7]欧洲联合研究中心.光伏组件回收技术经济性分析[R].布鲁塞尔:欧盟出版局,2024.

[8]世界银行.绿色金融工具创新案例集2024[R].华盛顿:世界银行集团,2024.

[9]中国科学院.中国可再生能源发展报告2025[R].北京:科学出版社,2025.

[10]联合国环境规划署.社区参与式环境治理指南[Z].内罗毕:UNEP,2024.

文章来源:梁红.关于陕西省采煤沉陷区开发风光电新能源项目的路径思考[J].陕西煤炭,2025,44(06):166-169.