實(shí)現(xiàn)碳中和！我國(guó)新能源開(kāi)發(fā)需占用多少土地？

“據(jù)國(guó)內(nèi)多家權(quán)威機(jī)構(gòu)測(cè)算，實(shí)現(xiàn)碳中和愿景，2060年我國(guó)風(fēng)電和光伏裝機(jī)量將達(dá)60億千瓦以上。然而完成60億千瓦的新能源裝機(jī)到底需要占用多少土地？當(dāng)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。”

01

按裝機(jī)密度計(jì)算

若按裝機(jī)密度計(jì)算，當(dāng)前技術(shù)水平下，我國(guó)風(fēng)電的裝機(jī)容量密度約為5MW/km2（不同地形有差異）；光伏的裝機(jī)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(jī)（假設(shè)風(fēng)光裝機(jī)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(jì)占地：66萬(wàn)km2

相信很多人看到這一數(shù)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(guó)國(guó)土面積960萬(wàn)平方公里，66萬(wàn)平方公里約占國(guó)土面積的7%。

如果66億新能源裝機(jī)都放在西北戈壁和荒漠地區(qū)，大家可能覺(jué)得問(wèn)題不是太大，而放在東部地區(qū)，可能根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)。因?yàn)橥瓿?0億新能源裝機(jī)幾乎將整個(gè)華東地區(qū)（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(jì)算

為摸清風(fēng)電場(chǎng)和光伏電站實(shí)際建設(shè)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(shè)的新能源項(xiàng)目可研報(bào)告。

根據(jù)可研報(bào)告，對(duì)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(shè)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(jī)及箱變基礎(chǔ)占地、升壓站占地、集電線路桿塔用地等）。

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

對(duì)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(shè)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(qū)和光伏間隔區(qū)等）。

光伏電站占地面積受項(xiàng)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(shí)際征地面積計(jì)算，完成60億千瓦的新能源裝機(jī)（假設(shè)風(fēng)光裝機(jī)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(jì)占地：4.68～10.7萬(wàn)km2，約占國(guó)土面積的0.49～1.11%。

對(duì)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(fù)，其占地面積會(huì)更少。

據(jù)風(fēng)能專委會(huì)秦海巖秘書長(zhǎng)測(cè)算，若分散式風(fēng)電開(kāi)發(fā)中采用圓錐塔筒的5MW風(fēng)機(jī)，地下基礎(chǔ)部分深埋至少2米，不會(huì)影響耕種，且露出地面的承臺(tái)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(tái)，占地1000萬(wàn)平方米，即10平方公里。

若采用桁架式塔架基礎(chǔ)（類似巴黎埃菲爾鐵塔），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(jī)與收割機(jī)，不影響機(jī)械化耕種。采用這種塔架技術(shù)，使用5MW機(jī)組，開(kāi)發(fā)5億千瓦分散式風(fēng)電裝機(jī)需用地60萬(wàn)平方米，即900畝。可以說(shuō)，分散式風(fēng)電基本不占用土地。

采用160米“預(yù)應(yīng)力構(gòu)架式鋼管塔架”機(jī)組并網(wǎng)

對(duì)于分布式光伏而言，當(dāng)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(jī)（假設(shè)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(jì)占地：3.74～7.75萬(wàn)km2，約占國(guó)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(jī)組和光伏組件的大型化）和優(yōu)化布局（大型能源基地建設(shè)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(xiàn)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(guó)土面積的1%。

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