光伏治沙+光伏制氢——沙漠太阳花的掘金术成为西部经济崛起新动力

作者：邱月盈  团队

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导读：光伏发电世界第一 ，光伏治沙世界第一！随着“光伏+治沙”生态综合治理进入新阶段，“光伏治沙+光伏制氢”这朵“沙漠太阳花”将开遍世界，通过沙漠掘金术，将“死地”变为“活地”，打造一条“新能源丝绸之路”，实现中国光伏产业在本世纪的第三个壮举！

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2021年，中国光伏发电的装机量已超7000万千瓦，全球第一！而光伏治沙是中国光伏业的又一个第一！经过30年、几代人不懈努力，中国的光伏沙漠生态电站模式堪称“沙漠太阳花”，在“沙漠掘金”上做到全球第一，硬将依靠政府投入的沙漠治理”花钱”任务变成一个政府、企业和社会紧密合作的、可持续发展的“赚钱生意”，形成中国版的沙漠生态经济学。

国际能源署（IEA）发布报告《2021全球能源展望》指出，政策推动和技术创新驱动了可再生能源发电的普及和规模化发展，一个新的清洁能源经济已经出现！10月12日，中国政府领导人再一次向世界表达了中国在碳减排方面的大动作：中国将持续推进产业结构和能源结构调整，大力发展可再生能源，在沙漠、戈壁、荒漠地区加快规划建设大型风电光伏基地项目，第一期装机容量约1亿千瓦的项目已于近期有序开工。”这标志着中国“光伏+治沙”生态综合治理进入新阶段。

图1 农光互补模式

在新周期、新经济下，氢云链认为，“光伏+治沙”生态综合治理将进入“光伏治沙+光伏制氢”新阶段。

实践证明，“光伏+治沙”带动了生态恢复、农业和旅游业发展，而“光伏治沙+光伏制氢”将带动沙漠地区绿色能源工业发展；光伏治沙+制氢+能源化工模式，有望将西北沙漠变绿洲，推动西北低碳能源工业、能源通道基础设施建设，助力西部大开发宏伟目标早日实现。

地球上荒漠化、沙土化土地约占地球土地面积的35% ，全球15%的人口和167个国家、地区受荒漠化影响，其中包括“一带一路“沿线国家。在“双碳”目标下，中国政府承诺将大力支持发展中国家能源绿色低碳发展。可以预见，在“光伏治沙+光伏制氢”新阶段，中国的“沙漠太阳花”将开遍世界，将“死地”变为“活地”，通过沙漠掘金术，打造一条“新能源丝绸之路”！

图2 库布齐沙漠国家电投“骏马”光伏电站

一、攻克三个“拦路虎”

沙漠光伏项目最大的优势就土地价格低廉，但同时也面临着三个“拦路虎”。沙漠距离城市较远，同时还需要采取一些固沙措施，如草方格等，导致建设成本高、运维成本高和环保成本高的难题；二是西北地区经济不发达，本地难以消纳庞大的可再生能源电力；三是沙漠光伏的运维人员生活和组件清理需要耗水，而沙漠缺水，若加入光伏制氢，则更需要考虑水源问题。

在光伏治沙的实践过程中，这些问题已经逐渐被克服：（1）成本方面。光伏治沙是个生态工程，除了发电，还有农牧业产品能够提供经济收益，抵消甚至超过沙漠光伏成本。运维人员与农业人员相结合，也可以大幅降低运维成本。（2）消纳方面。 “十四五”期间国家将加强电力输送网络建设和本地消纳能力。对于中国而言，大规模能源通道的建设是重要的国家战略。“为了将西部能源向东部负荷中心输送，必然要配套建设大规模的电网，其间特高压输电技术以及特高压电网发挥了重要作用。”从促进“一带一路”亚欧陆上通道和孟中印缅经济走廊发展的角度出发，“考虑将1000万千瓦清洁电力送到南亚的印度或者孟加拉”。同时，庞大的可再生能源电力对于电网也会造成冲击，需要建立多元消纳方式。中科院院士刘吉臻认为，“集中式开发、远距离输送与分布式开发、就地消纳并举’的策略，要两个拳头共同出击。”换言之，中国版的“沙漠太阳能”可以通过“东送”为主、“外送”为辅的方式消纳。（3）水源方面。光伏治沙配套的固沙工程带有引水工程，可以解决水源问题。而光伏制氢所需水源的问题，可将电力通过电网输送至当地或水源充足地区的化工园区，在园区内进行水电解制氢。

二、产业化治沙是“向沙漠要钱”！

在常规的光伏电站项目中，地方收益以地租与税收为主，对于地方产业的拉动效应十分有限。

沙漠产业化最关键的作用，是在改善地区环境后，能够真正带动地方产业建设，“向沙漠要钱”！

1984年，钱学森提出”沙产业“概念，在此后30多年，“沙产业”难以推进原因是没有形成可持续的产业化模式。在2009年宁夏中卫开展首个光伏沙漠电站项目以后，中国沙漠光伏生态电站模式才逐渐完成沙产业、产业化治沙过程。

“农光互补治沙”效果初显后，中国光伏人硬将依靠政府投入的沙漠治理”花钱”任务变成一个政府、企业和社会紧密合作的、可持续发展的“赚钱生意”，形成沙漠生态经济：将光伏发电、沙漠治理、生态修复、生态旅游、经济发展融为一体；探索出“板上发电、板下种植、板间养殖、治沙改土、带动乡村振兴”绿色循环模式。

库布其治沙带头人、亿利集团董事长王文彪说曾表示：“市场化、产业化治沙是库布其治沙的关键。没有市场化，就不可持续。没有产业，不可能把沙漠治理持续下去，库布其三十年的实践足以说明这个问题。”

产业化治沙有了大规模、可复制的发展思路后，大量能源电力企业在腾格里沙漠、乌兰布和沙漠、库布其沙漠等地区开展光伏治沙项目，并形成了多个典型模式，如库布其沙漠光伏治沙模式、腾格里沙漠光伏治沙模式、青海共和沙地光伏治沙模式、乌兰布和沙漠光伏治沙模式等，并形成了“西菜东送”、“西药东送”等新市场模式。

图3 国内典型光伏治沙模式

图4 央视报导库布齐沙漠光伏治沙

三、”沙漠光伏+光伏制氢“带动工业发展

“光伏+治沙”带动生态恢复、农业和旅游业发展，而“光伏治沙+光伏制氢”带动沙漠地区绿色能源工业发展！虽然”当下的“光伏+治沙+农业+旅游”模式完成了治沙与脱贫的任务，但农业、旅游业体量偏小，对地方产业带动能力弱，难以支撑西部大开发的产业可持续发展需求。

氢云链认为，光伏治沙只是开始，光伏制氢才是西北建立绿色的、有差异化优势的工业基础的关键。“光伏+治沙”生态综合治理进入新阶段核心内容是：沙漠绿色能源工业+能源互联网基础设施+新能源丝绸之路的建设。

我国沙漠多分布在西北地区，该地区石油、天然气、煤炭资源储量丰富，是国内重要的能源基地。石油化工、煤化工工艺流程中均需要消耗大量的氢气，目前氢气主要由化石能源制氢的方式提供。用低成本光伏电力制氢替代灰氢有着广阔的前景。

图5 一体化炼油厂常见流程图 氢云链整理制图

假如光伏制氢结合煤化工、石油化工，或者光伏制氢加二氧化碳合成甲醇、氨等氢化工工艺路径能够得到大规模推广，那么未来中国的化工工业分布可能出现颠覆性变化：西北的沙漠周边、荒地将有大量化工厂区拔地而起，沙漠、荒地上铺满光伏或风力发电设备，电网将电力输送至本地化工厂区制氢，制得的氢气结合附近的油气、煤炭资源发展石油化工、煤化工，或是吸收大型化工企业产生的二氧化碳制备甲醇，再进一步延长化工产业链，推动西北地区碳中和的发展。

光伏治沙+制氢+能源化工，有望将西北沙漠地区变为绿洲，推动西北低碳能源化工产业和绿色能源工业发展，打通新能源丝绸之路，助力实现西部大开发的宏伟目标。

光伏治沙+光伏制氢，一方面解决了土地沙化、环境恶劣的问题，将“死地”变为“活地”，真正发挥西北地区土地广阔优势，另一方面解决了西北地区能源工业清洁化、能源低碳化和能源安全供应体系的建设问题，有效的推动了西北能源化工转型升级，有了重化工产业基础，产业发展相对落后的西北地区才能够对东部产业进行承接、技术升级，切实有效地推动“西部大开发”与“一带一路”新能源丝绸之路建设！

中国光伏产业是中国产业赶超最为成功的案例之一。2021年，中国光伏发电世界第一 ，中国光伏治沙世界第一！随着“光伏+治沙”生态综合治理进入新阶段，“光伏治沙+光伏制氢”这朵“沙漠太阳花”将开遍世界，通过沙漠掘金术，将“死地”变为“活地”，打造一条“新能源丝绸之路”，实现中国光伏产业在本世纪的第三个壮举！