可再生能源发展挑战及宏观选址研究分析

面对日益提升的可再生能源发展需求和生态保护目标，如何在空间上平衡可再生能源 的发展和生态保护就显得非常重要。

梳理现有的空间规划与政策，研究发现目前我国的可 再生能源发展与生态保护仍存在以下问题： 第一，在可再生能源的发展总体目标设定和省级目标设定中，目前主要考虑可再生能 源的资源潜力、技术可行性以及我国的宏观经济发展预测和相关政策，未充分考虑自然生 态环境的限制条件。 第二，近年来，为保护生态环境、物种多样性以及粮食安全，我国有关部门自上而下 开展了针对多目标效益协调发展的空间区划-主体功能区划的划定，如重要生态功能区、农 产品主产区等。初步确立了资源环境相协调的空间开发格局，为生态保护和可再生能源的 开发区域提供了方向。但是，一方面，省级层面的主体功能区划分大多数是以县界为边界， 划分粒度较粗，难以对主体功能区中自然生态特征不同的区域做区别考量；另一方面，现 有的主体功能区划未考虑到气候变化情景下的生态保护需求。

第三，在可再生能源项目的落地建设选址过程中，国家已明确要求进行环境影响评价。 但是，一方面，针对单个开发项目的环境影响评估往往缺乏对于宏观尺度生态保护目标的 统筹协调考量，无法规避各类开发建设项目对生态环境的累积影响；另一方面，由于缺乏 详实的土地利用可行性数据和生态保护数据，未能从可研开始阶段就考虑生态环境影响， 从而给企业的可再生能源开发带来潜在的生态风险。 第四，生态修复和生态补偿机制不足，也是造成可再生能源开发与生态保护之间产生 冲突的原因之一。禁止开发区和限制开发区也有发展经济和提高人民生活水平的需求，但 当前的空间规划极大地限制了上述地区的发展空间。

对上述可再生能源发展面临的问题，本研究从宏观空间规划层面进行研究，以期为国 家可再生能源发展目标制定、空间规划和管理政策提供依据，为地方政府、可再生能源建 设企业和环境影响评估提供科学指导和工具。

集中式风能/光伏电场选址一般包括宏观选址与微观选址。宏观选址是指前期规划过程 中，在一个较大范围的地域内，通过对气象、地理条件等多方面进行综合考察，确定一个 或多个能源资源丰富且有利用价值的小区域的过程7。宏观选址是集中式风能/光伏电场项 目开发的重要前期工作，对指导其发展规划、可持续开发具有重要意义。国家发展与改革 委员会于 2003 年颁布了《风电场场址选择技术规定》，规定对风电场宏观选址的各种影响 因素给出了一些指导性的、描述性的原则，但并未给出具有可操作性、定量化的评价方法。

我国学者对集中式风能/光伏电场选址及应用工具的相关研究较少。现有的研究主要集 中在：风光资源评估方法、宏观选址评估方法和应用、环境影响评价等。代表性的研究工 作包括： 吴培华等8结合国内风电场建设特点，对开发、建设过程中场址选择和机位布置进行了 分析，提出风电场在考虑风资源特征的同时，还要结合征地价格、工程投资、交通、并网 条件、环保要求等因素进行经济和社会效益的综合评价，但并未进行深入探讨。 Gang He9等对我国风光资源及风电、光伏开发的地表条件要求分别进行了分析，并对 各省的潜在产能进行了计算。指出，中国年均风力发电可达到 2000-3500Twh，但由于中国 风力季节性变化较大，对风资源的开发和评估更需要宏观的系统分析和规划。 邓院昌等10对我国已建成风电场的地形起伏度和坡度数据进行了统计分析，得出地形 起伏度、坡度、地形适宜度专题图，为风电场宏观选址系统中地形条件的评价提供了量化 指标和简单的实现方法。此外，以候选场址的交通可达性为考察因素,提出了定性的风电场 开发交通条件评价指标及方法11。

路正南等12利用 GIS 技术将风能资源分布图谱与电力负荷分布图谱进行叠加，确定双重 最优下的风能资源开发价值较大的备选区域，并运用投影寻踪评价模型对备选区域进行综 合评价，发现东部沿海地区和新疆北部、内蒙古西部地区具有较大的开发价值。 随着可再生能源宏观选址研究和技术的发展，国内一些能源开发公司陆续推出了风电 场选址平台，基于 GIS 技术结合地理信息数据为风电场宏观、微观选址提供参考。其中自 然保护区被作为生态约束因素纳入分析。

国内光伏电站选址方面的研究很少。肖建华等13提出了影响选址的宏观因素和微观因 素，考虑的因素很全面，但并没有提出一个可以定量计算的解决方案。 张乾等14利用遥感技术获取区域太阳能资源的时空分布， 结合太阳总辐射、 日照时数 的稳定程度、 离路网的距离、 离城镇的距离和坡向 5 个因子， 通过设定海拔以及土地覆盖 类型对应的限制区域，采用多因子评价模型对中国大型光伏电站区域适宜性进行评估，借 助 GIS 进行叠加分析得到光伏电站建设的空间适宜性分布。

国外在集中式风能/光伏电场宏观选址技术方面已经进行了大量研究，其考虑的选址因 素范围很广，并且很重视环境和社会的影响：周边居民的认可，对生态环境的影响，视觉 污染等都被纳入考虑。主要研究方向有资源评估、经济性分析、环境和社会因素分析、基 于 GIS 的宏观选址系统开发等。代表性的研究工作有： 加州大学伯克利分校劳伦斯伯克利国家实验室（LBNL）开发了 The Multi-criteria Analysis for Planning Renewable Energy（MapRE）15工具。MapRE 为发展中国家提供风电、 太阳能发电开发提供宏观选址的评估框架和相关信息。评估因素基于成本分析展开，包括 传输和道路通行的平均成本、人类足迹、风功率密度以及人口密度。

Ciaccia16等从社会影响和环境影响的角度研究了风电场的选址，认为有必要综合评估 风电场建设的收益和负外部性，并尽量消除或转换其负外部性。Ladenburg17认为环境成本 的上升加大了陆基风电场选址的难度，发现离岸风电由于显著降低了环境成本而越来越受 到重视，但其潜在环境成本可能高于陆基风电。 Juan M. 18等将地理信息系统（GIS）和多指标决策（MCDM）方法结合，在西班牙东 部地区进行光伏太阳能发电厂宏观选址分析。利用 GIS 提取限制因素（保护规划条例、保 护区、公路、铁路、水体，山脉等）、加权条件或因素（位置、地貌、环境和气候）；再通 过使用 MCDM，对所提到的标准或因素进行加权，以评估太阳能发电厂的潜在地点。而后 使用层次分析法（AHP）进行这些因素权重的分析和计算。