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，但风电和光伏装机量的不断增长却伴随着弃风弃光的严峻现实。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，首次基于真实的新能源设施分布情况，绘制出全国范围内的风光空间协同潜力图，为解决发电时间与空间不匹配的难题提供了新视角。

过去，人们普遍认为风能和太阳能发电在时间上具有互补性，但具体互补程度以及如何缓解消纳压力，一直缺乏基于实际地理分布的量化分析。为了解决这一问题，研究团队利用分辨率为0.5米的卫星遥感影像，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精细识别。最终，他们构建了一个前所未有的数据库，精确锁定了全国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”首次为计算风光互补的真实潜力提供了精确的坐标。

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。张帆指出，仅在县域范围内进行风光匹配，全国能形成有效互补的地区不足四分之一，效果有限。然而，当协同范围扩大后，效果显著提升。当空间视野扩展至全国尺度时，几乎任何地区都能在遥远之处找到与其发电节律高度互补的区域。这意味着，要实现风能和太阳能的有效融合，往往需要跨越省界，进行远距离的协同。

这种跨区域协同带来的效益远超预期。研究团队通过对不同层级的跨省协同情景进行测算发现，即使不增加新的装机容量，仅通过优化空间调度，全国范围内的跨省协同每年就能额外释放约1000亿千瓦时的消纳能力。刘瑜解释说，这并非新增发电量，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网的调节压力，并且在一些世界杯竞猜的预测模型中，也对这种跨区域调度的潜力给予了高度关注。

刘瑜补充道，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方案的制定提供了量化的科学依据。其核心理念明确有力：构建高比例新能源电力系统，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。通过地理空间智能的洞察，为风能和太阳能进行一次跨越大半个中国的“精准配对”，一条通往绿色转型的更优路径正逐渐显现。