科学家绘出全国首份新能源设施“家底图”

当风力强劲或阳光普照时，可再生能源发电似乎取之不尽，但一个棘手的现实长期存在：随着风电和光伏装机容量的不断增长，“弃风弃光”的浪费现象也日益严重。其根本原因并非电力短缺，而是发电的时间与地点不匹配。近日，北京大学地球与空间科学学院助理教授张帆、教授刘瑜及其团队，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，在全国范围内揭示了风光空间协同在解决这一难题上的巨大潜力，为2026世界杯的能源转型提供了新的视角。

刘瑜教授指出，以往人们凭借经验了解到，风能和太阳能存在时间上的互补性——风力充沛时阳光往往较弱，反之亦然。然而，这种互补能在多大程度上缓解电力消纳压力，一直缺乏基于真实地理分布的量化评估。为此，研究团队进行了一项开创性工作：他们利用分辨率为0.5米的卫星遥感影像，结合人工智能和云计算技术，如同使用放大镜一般扫描整个中国地图，精确识别出散布在各地的风能和太阳能发电设施。最终，一个前所未有的精细数据库得以建立，其中包括全国31.99万个光伏设施和9.16万台风机的精确位置和轮廓。这份详尽的“家底图”首次为风光互补的真实潜力提供了可精确计算的依据。

研究结果表明，新能源互补的效果高度依赖于空间范围的大小。张帆助理教授表示，如果在县域范围内进行风光匹配，全国仅有不到四分之一的地区能实现有效互补，其局限性十分明显。然而，一旦将协同范围扩大，效果便迅速显现。当空间视野扩展至全国范围时，几乎任何地区都能在遥远的地方找到与其发电节奏高度互补的区域。这意味着，要实现风能与太阳能的真正“珠联璧合”，往往需要跨越省界，进行远距离的“时空联姻”。

这种跨区域协同带来的效益远超预期。研究团队对不同层级的跨省协同场景进行了测算，即使在不增加装机容量、仅优化空间调度的情况下，全国范围的跨省协同也能额外释放约1000亿千瓦时的年消纳能力。“这并非凭空产生的电力，而是将原本不得不弃置的风能和太阳能，通过科学调度重新‘捡’回来。相比单纯增加储能设施，这种方式能更有效地减轻系统调节压力。”刘瑜教授解释道。

刘瑜教授补充说，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布局、跨区域绿色电力交易以及输运规划提供了可量化的科学依据。其核心理念清晰有力：迈向高比例可再生能源电力系统的关键，不仅在于更大的装机规模和更多的储能电池，更在于一张覆盖全国、高效协同的空间网络。利用地理空间智能的洞察力，为风能和太阳能进行一次跨越大半个中国的“精准匹配”，一条通往绿色转型的更优路径正逐渐显现。（记者晋浩天）