王首一

（河北工程大學(xué)，河北 邯鄲 056038）

基于新能源利用的山地立體式綜合開發(fā)模式探析

王首一

（河北工程大學(xué)，河北 邯鄲 056038）

現(xiàn)今推行開發(fā)利用如太陽(yáng)能、風(fēng)能等新能源的政策對(duì)于促進(jìn)河北省減輕環(huán)境污染、解決能源問(wèn)題有著重要意義。文章以河北省面積廣大的山地為例，對(duì)其立體綜合開發(fā)適宜的模式、方法進(jìn)行探討與實(shí)踐，以供參考。

河北??；山地區(qū)域；新能源；立體式開發(fā)

利用太陽(yáng)能、風(fēng)能等易獲得的可再生能源轉(zhuǎn)化為我們生活、生產(chǎn)中需要的能源的技術(shù)基本成熟并在逐步完善中，在當(dāng)代強(qiáng)調(diào)節(jié)能環(huán)保的新形勢(shì)下越來(lái)越受到重視。對(duì)于我國(guó)經(jīng)濟(jì)處于快速發(fā)展的現(xiàn)階段來(lái)說(shuō)，土地占用與能源需求不斷加劇，導(dǎo)致土地與能源資源的稀缺性越來(lái)越突出。河北省建設(shè)雖位于平原地區(qū)，山地丘陵仍占有省域面積的 48%，比例高，開發(fā)利用不充分且不生態(tài)，我省對(duì)于太行山脈、燕山山脈等山地利用還處于原始性破壞性開采。本課題在傳統(tǒng)的山地開發(fā)模式上，結(jié)合國(guó)家推行的新能源政策，對(duì)山地風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行立體開發(fā)，即推進(jìn)山地農(nóng)畜和農(nóng)家樂(lè)旅游業(yè)的同時(shí)增加太陽(yáng)能光伏發(fā)電與風(fēng)能發(fā)電互補(bǔ)，并將所獲電能接入國(guó)家電網(wǎng)。這樣不但緩解了土地供需、能源緊張問(wèn)題，而且化解了北方地區(qū)火電生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生的PM值超標(biāo)，進(jìn)一步優(yōu)化了我省的空氣質(zhì)量，帶動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)科學(xué)的可持續(xù)發(fā)展。

一、山地立體式綜合開發(fā)的意義

河北省山體大多為石山，植被較少，南方單純的農(nóng)業(yè)思路方向并不適合北方。在國(guó)家推行清潔能源政策的引導(dǎo)下，我們發(fā)現(xiàn)北方的山地開發(fā)更適宜太陽(yáng)能光伏發(fā)電和風(fēng)能無(wú)污染可再生能源方向。兩種發(fā)電方式各有其優(yōu)點(diǎn)，基于我省季風(fēng)氣候地區(qū)一般冬季風(fēng)大，太陽(yáng)輻射強(qiáng)度小，夏季風(fēng)小，太陽(yáng)輻射強(qiáng)度大的特點(diǎn)，適宜開發(fā)新能源，且兩種發(fā)電方式相互補(bǔ)充，能夠提高發(fā)電的穩(wěn)定性和可靠性。改善山地資源的“單一”開發(fā)利用現(xiàn)狀，從農(nóng)、畜、旅游和新能源多方面結(jié)合對(duì)山地進(jìn)行立體綜合開發(fā)，是我省解決利用與護(hù)理、當(dāng)前與長(zhǎng)遠(yuǎn)的矛盾，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益統(tǒng)一的有效途徑。

二、山地新能源利用發(fā)展現(xiàn)狀及問(wèn)題

1. 新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

①河北省具有較為豐富的太陽(yáng)能資源，年太陽(yáng)輻射總量為5000～5850MJ/m2，開發(fā)潛力很大[1]。2013年河北省最大的山地太陽(yáng)能光伏電站在邢臺(tái)皇寺鎮(zhèn)建成，總?cè)萘繛?0兆瓦，每年為國(guó)家電網(wǎng)輸送約6200萬(wàn)KW清潔能源，大大降低了二氧化硫等有害氣體與粉塵的產(chǎn)生；

②河北省的風(fēng)能資源儲(chǔ)量陸上達(dá)1700萬(wàn)KW，風(fēng)能資源豐富。例如我省的太行山區(qū)，除風(fēng)能儲(chǔ)量最小區(qū)東部山麓區(qū)域外，其他大部分中山、低山以及丘陵地區(qū)的風(fēng)能密度在50～150W/m2，有效風(fēng)速累計(jì)時(shí)數(shù)可達(dá)2000～4000h[2]，可利用風(fēng)力數(shù)量巨大，多用風(fēng)能發(fā)電。蔚縣南部山區(qū)山體中上部開發(fā)建設(shè)多家風(fēng)電場(chǎng)，風(fēng)電裝機(jī)總量約40萬(wàn)KW[3]。除此還有風(fēng)能提水等。

2. 山地新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展中存在的問(wèn)題

對(duì)實(shí)際項(xiàng)目及其后期維護(hù)情況進(jìn)行調(diào)研后我們發(fā)現(xiàn)，由于區(qū)域的地貌、氣候差異、太陽(yáng)輻射以及風(fēng)強(qiáng)度的不同，再加上季節(jié)時(shí)間變化，在實(shí)際項(xiàng)目中，多方面存在缺陷與問(wèn)題：

①山地架電難、水資源貧乏而太陽(yáng)能、風(fēng)能資源豐富，建設(shè)條件優(yōu)秀但實(shí)際項(xiàng)目操作中成本過(guò)高，與實(shí)際的經(jīng)濟(jì)效益不成比例；

②技術(shù)水平不先進(jìn)，創(chuàng)新能力弱，專精型技術(shù)人才缺乏；

③結(jié)構(gòu)不合理，缺乏具有競(jìng)爭(zhēng)能力的產(chǎn)業(yè)集群。

此外，這類高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)建設(shè)所占面積通常較大，會(huì)對(duì)山體原有景觀整體造成一定的破壞，如何保證景觀的完整性與協(xié)調(diào)統(tǒng)一也是利用新能源產(chǎn)業(yè)設(shè)計(jì)難點(diǎn)之一。

三、山地立體式綜合開發(fā)

河北省山體植被較少，多集中于中上部區(qū)域，縱向空間差異較為明顯。對(duì)河北省大面積的山地應(yīng)分層開發(fā)利用，充分考慮植被與氣候條件等自然環(huán)境的區(qū)塊差異，形成差別化的山地立體開發(fā)模式。大體上分為：中高山地開發(fā)——太陽(yáng)能和風(fēng)能互補(bǔ)發(fā)電；低山丘陵地開發(fā)——有機(jī)農(nóng)畜產(chǎn)品的輸出以及“農(nóng)家樂(lè)”旅游模式的開發(fā)。

在中高山地區(qū)域，通過(guò)對(duì)風(fēng)電功率的預(yù)測(cè)，選擇盡可能有效作用的點(diǎn)進(jìn)行建設(shè)活動(dòng)且在建設(shè)過(guò)程中注重盡少量對(duì)環(huán)境、植被造成破壞。推薦采用混合風(fēng)力-太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)。先對(duì)單個(gè)組件建立性能模擬模型，然后才對(duì)其進(jìn)行綜合評(píng)估。利用太陽(yáng)能發(fā)電陣列輸出功率在太陽(yáng)輻射不同強(qiáng)度下的變化和不同風(fēng)條件情況下風(fēng)電場(chǎng)的功率輸出影響，研究太陽(yáng)能和風(fēng)能互補(bǔ)以及在啟動(dòng)、退出和擾動(dòng)情況下，太陽(yáng)能和風(fēng)能互補(bǔ)配電的暫態(tài)穩(wěn)定。

對(duì)于低山丘陵地，主要以發(fā)展有機(jī)農(nóng)畜產(chǎn)品與“農(nóng)家樂(lè)”為主。需要注意即便屬于同一海拔高度層次同基面立體結(jié)構(gòu)也需要安排合理，形成類似于“?；~塘”的生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)。由于山地的自來(lái)水的輸送有一定難度，部分是水泵抽水，可改進(jìn)為風(fēng)能提水。對(duì)于水資源貧乏而風(fēng)能資源豐富的地區(qū)，僅依靠蓄水池和風(fēng)能提水設(shè)備，就可滿足日常生活、生產(chǎn)需要，節(jié)約了電能，減少了能源轉(zhuǎn)化傳遞中的進(jìn)一步消耗，確實(shí)是解決山區(qū)飲水、灌溉的有效途徑。

此外開發(fā)規(guī)劃前期要注意山地的產(chǎn)權(quán)地類上是否統(tǒng)一。山地有些區(qū)域在林地和園地的劃分上存在爭(zhēng)議，而不同標(biāo)準(zhǔn)劃分補(bǔ)償實(shí)行存在差異，這導(dǎo)致重復(fù)上報(bào)審批的現(xiàn)象，影響山地開發(fā)成本。

四、建議

太陽(yáng)能、風(fēng)能是存在范圍廣、易獲取、可再生的清潔能源，對(duì)于河北省來(lái)說(shuō)開發(fā)大面積的山地區(qū)域，對(duì)其風(fēng)、電、農(nóng)畜結(jié)合，立體式開發(fā)是一種促進(jìn)社會(huì)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的措施手段。我國(guó)新能源利用中存在高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)追求科技含量，不注重造價(jià)等誤區(qū)，山地開發(fā)利用風(fēng)能這種節(jié)能惠民的產(chǎn)業(yè)需要特別注意的是開發(fā)成本與收益（包括經(jīng)濟(jì)收益與生態(tài)效益），達(dá)到自然環(huán)境與山地開發(fā)、城市發(fā)展三者協(xié)調(diào)發(fā)展。

[1]李丹. 河北新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展及其金融支持問(wèn)題[J]. 合作經(jīng)濟(jì)與科技,2010(22).

[2]潘英書,王秀英,閻庚波,宋永昌,孫振清,武仲. 河北省太行山區(qū)風(fēng)能資源探討[J]. 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),1991(04).

[3]武寧. 山地型風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)影響淺析[J]. 河北林業(yè)科技, 2013(04).

G322

B

1007-6344（2015）09-0122-01

王首一（1980—），男，漢族，河北邯鄲人，河北工程大學(xué)、講師，主要研究方向：建筑設(shè)計(jì)及建筑節(jié)能方向。

2015年度河北省社會(huì)科學(xué)發(fā)展研究課題“基于新能源利用的山地立體式綜合開發(fā)應(yīng)用研究”( 課題編號(hào)：2015030378 )。