作为近年来最新探索出的荒漠化治理模式,光伏治沙将发展光伏和沙漠治理、节水农业相结合,电站外围用草方格沙障和固沙林组成防护林体系,光伏板下安装节水滴灌设施,种植绿色经济作物,实现经济效益和生态效益共赢。

“‘沙戈荒’涌动着绿色发展蓬勃生机。”中国光伏行业协会执行秘书长刘译阳在“2025宁夏沙戈荒光伏与生态协同创新发展论坛”上表示,近年来,在“双碳”目标引领下,光伏治沙作为新能源开发与生态治理的创新结合点,正在从地方探索上升为国家行动。

开启万亿级市场新赛道

根据全国太阳能资源分类标准及各省份实测数据,三北地区是我国太阳能资源最丰富的区域,日照时长大于3000小时,辐射量大于6000MJ/平方米,建设光伏电站潜力巨大。同时,三北地区土地资源丰富,八大沙漠和四大沙地面积达10.15亿亩,戈壁(含石砾地)面积为7.18亿亩,具备大规模建设光伏发电站的土地条件。

如今,以“沙戈荒”为重点的大型风电光伏基地是新能源发展的主战场、主阵地,是新能源装机增长的基本盘。截至2024年底,第一批“沙戈荒”大型风电光伏基地建成9199万千瓦,投产9079万千瓦。

“光伏治沙正式成为我国应对气候变化、推进沙漠化防治、保障能源安全‘三位一体’的关键抓手。”刘译阳表示,“作为这一模式的重要探索者,曾被视为生态短板区域的宁夏,正通过光伏技术,转变成新能源开发的富矿和生态修复的前沿阵地。”

近期,国家林草局、国家发改委、国家能源局联合印发《三北沙漠戈壁荒漠地区光伏治沙规划(2025—2030年)》,明确到2030年,新增光伏装机规模2.53亿千瓦,治理沙化土地1010万亩。

宁夏作为我国重要的清洁能源大基地,拥有腾格里沙漠、毛乌素沙地等广袤的“沙戈荒”土地,为大规模光伏开发提供了有利条件,光伏项目的应用和推广也为宁夏能源转型、实现生态保护与经济发展协同,注入了绿色新动能。一道新能源科技股份有限公司集团高级副总裁黄卫红表示,在政策引领下,要科学有序推进光伏项目,推动防沙治沙工作迈向高质量发展新阶段。

多家券商预测,到2030年,我国“沙戈荒”光伏治沙市场规模将突破万亿元,带动生态修复、装备制造、运维服务等产业链协同发展。

技术升级适应复杂地形要求

“在肯定成绩的同时,我们也必须清醒认识到,‘沙戈荒’光伏发展之路绝非坦途。从行业实践来看,光伏治沙项目正在经历经济性与可持续性的博弈,这是未来需要解决的挑战之一。”刘译阳说,“‘沙戈荒’地区地形复杂,交通不便,项目建设成本和运维成本显著高于常规光伏电站,如何通过技术创新和运营模式创新降低成本,考验着全行业的智慧。”

面对一系列挑战,“沙戈荒”光伏项目亟需先进技术与创新模式破局。业内人士认为,“沙戈荒”地区的特性对光伏设备运行提出了更高要求。未来需研发适应“沙戈荒”环境特性的光伏发电技术,提高设备的可靠性和环境的适应性。

两个月前,位于内蒙古鄂托克前旗的我国首个“沙戈荒”地区大型光伏实证示范基地正式投入使用,这填补了国内“沙戈荒”区域光伏技术实证领域的空白,将助力更多新技术加速落地。

为此,中国治沙暨沙业学会秘书长杨文斌提出,要推动发展柔性、大跨度、高规格支架技术。传统支架设计不适用于“沙戈荒”地区,风沙流扰动加剧,可能会造成桩基受损或倾覆。研发柔性高规格支架技术,并促进相关技术的升级,是支持“沙戈荒”光伏项目发展的重要方向之一。

一道新能源科技股份有限公司应用技术部总经理何春涛表示,柔性支架经过10年更新迭代,已从高价值的特殊定制产品,逐步发展成为可以与传统支架同场竞技的产品。何春涛向《中国能源报》记者展示了一组数据:对于坡度超60度的地形,柔性支架可节约土地25%以上,提升安装效率20%以上;相较传统固定支架提升发电量10%以上,支架用钢量降低30%,较传统平单轴跟踪支架桩基数量少50%。

支架“骨骼”要强健,组件“肌肉”亦需精进。江苏惠灿新能源集团有限公司商务部经理徐明表示,行业内已经推出了适应“沙戈荒”地区的镀锌铝镁钢边框。相较于普通铝边框,钢边框的总体强度可以提升30%以上,防沙石且耐腐蚀,还具备导电特性。另外,值得一提的是,兰州大学开发的“光伏治沙智慧决策系统”,通过AI实现草种选择和治沙方案“一地一策”,减少人工干预成本。

面对“沙戈荒”地区地形挑战,越来越多的光伏企业转向精细化制造,通过技术创新与系统化解决方案,在支架结构、组件性能及智慧运维等领域取得进展。

构建多元融合发展模式

沙漠戈壁荒漠地区气候干旱、水资源匮乏、植被稀疏、土壤易风蚀,生态破坏容易、修复难。光伏电站建设过程中难免会扰动脆弱的生态系统,破坏植被和土壤结皮,如不科学修复,极易造成局部风蚀或风积现象,加剧风沙危害,直接影响光电转换效率和工作时长。如何让光伏和治沙真正实现互补成为产业重要课题。

公开数据显示,我国有173万平方公里沙漠化土地,其中约53万平方公里可治愈,约占31%。如果安装光伏组件,其发挥避免阳光直射的作用,可降低地表水蒸发20%至30%,还能够降低风速,利于改善植物生存环境。

宁夏回族自治区草原工作站副站长张巧仙介绍,宁夏在光伏板下筛选种植蒙古冰草、甘草、胡枝子等10余种耐旱优质草种,建立草光互补示范基地,部分区域牧草生产力可达147公斤/亩。林光互补则探索在光伏板下种植具有经济价值的灌草,如酸枣、苦豆子,并试种黄芪、板蓝根、连翘等,提高土地利用率和经济价值。

清华大学社会科学学院能源转型与社会发展研究中心常务副主任何继江表示,光伏板能有效降低板下区域风速和蒸发量,板缘形成的“积水线”有利于植被聚集生长。在宁夏的实验成果良好,板下植被恢复态势优良。

从“沙进人退”到“绿进沙退”,从单一治沙到产业共生,这些变化印证着“人沙和谐”的可行性。业内人士一致认为,随着三北工程攻坚战役全面打响,光伏治沙将实现三大转变——能源结构从化石主导转向清洁主导、生态治理从被动防御转向主动修复、沙区经济从“靠天吃饭”转向“向光要效益”。