科学家绘出全国首份新能源设施“家底图”

尽管风能和太阳能发电看似取之不尽，但风电和光伏发电量与实际用电需求在时间和空间上的不匹配，导致了“弃风弃光”的浪费现象。北京大学地球与空间科学学院的张帆助理教授和刘瑜教授团队，联合阿里巴巴达摩院等机构，首次利用真实的新能源设施布局数据，揭示了风光空间协同在全国范围内解决这一问题的巨大潜力。

刘瑜教授指出，以往人们仅凭经验知道风能和太阳能发电在时间上存在一定的互补性，但缺乏基于真实地理分布的定量分析来评估这种互补性在缓解消纳压力方面的实际效果。为了填补这一空白，研究团队运用0.5米分辨率的卫星遥感影像，结合人工智能和云计算技术，对中国全境的新能源设施进行了细致的识别。最终，他们构建了一个前所未有的精细数据库，准确记录了全国31.99万个光伏设施和9.16万台风机的位置和轮廓。这份详尽的“家底图”使得风光互补的真实潜力首次能够被精确量化。

研究结果表明，新能源设施的互补效果与空间范围密切相关。张帆助理教授表示，如果在县域范围内进行风光匹配，全国仅有不到四分之一的地区能够实现有效互补，效果非常有限。然而，随着协同范围的扩大，互补效果显著提升。当视野扩展至全国范围时，几乎所有地区都能在遥远的其他区域找到与其发电节奏高度互补的区域。这意味着，要实现风能和太阳能的有效结合，往往需要跨越省界，进行远距离的协同。

这种跨区域协同所带来的效益超出了预期。研究团队通过对不同层级的跨省协同情景进行测算，发现即使在不增加装机容量、仅优化空间调度的情况下，全国范围的跨省协同也能额外增加约1000亿千瓦时的年消纳能力。刘瑜教授强调，这并非凭空产生的电力，而是将原本被浪费的风能和太阳能通过科学调度重新利用起来。相比于单纯依靠增加储能设施，这种方式能更有效地减轻电力系统的调节压力。

刘瑜教授补充说，在“电力互济工程”已被纳入国家“十五五”规划重大工程的背景下，这项研究为全国新能源基地的宏观规划、跨区域绿电交易和输运规划提供了量化的科学依据。其核心理念清晰有力：构建高比例新能源电力系统的关键，不仅在于扩大装机规模和增加储能容量，更在于建立一个覆盖全国、高效协同的空间网络。通过地理空间智能技术，对风能和太阳能进行跨区域的“精准配对”，将为绿色转型开辟一条更优化的路径。

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