基于新能源利用的山地立体式综合开发模式探析

王首一

（河北工程大学，河北 邯郸 056038）

基于新能源利用的山地立体式综合开发模式探析

王首一

（河北工程大学，河北 邯郸 056038）

现今推行开发利用如太阳能、风能等新能源的政策对于促进河北省减轻环境污染、解决能源问题有着重要意义。文章以河北省面积广大的山地为例，对其立体综合开发适宜的模式、方法进行探讨与实践，以供参考。

河北省；山地区域；新能源；立体式开发

利用太阳能、风能等易获得的可再生能源转化为我们生活、生产中需要的能源的技术基本成熟并在逐步完善中，在当代强调节能环保的新形势下越来越受到重视。对于我国经济处于快速发展的现阶段来说，土地占用与能源需求不断加剧，导致土地与能源资源的稀缺性越来越突出。河北省建设虽位于平原地区，山地丘陵仍占有省域面积的 48%，比例高，开发利用不充分且不生态，我省对于太行山脉、燕山山脉等山地利用还处于原始性破坏性开采。本课题在传统的山地开发模式上，结合国家推行的新能源政策，对山地风电场进行立体开发，即推进山地农畜和农家乐旅游业的同时增加太阳能光伏发电与风能发电互补，并将所获电能接入国家电网。这样不但缓解了土地供需、能源紧张问题，而且化解了北方地区火电生产时产生的PM值超标，进一步优化了我省的空气质量，带动区域经济增长，实现科学的可持续发展。

一、山地立体式综合开发的意义

河北省山体大多为石山，植被较少，南方单纯的农业思路方向并不适合北方。在国家推行清洁能源政策的引导下，我们发现北方的山地开发更适宜太阳能光伏发电和风能无污染可再生能源方向。两种发电方式各有其优点，基于我省季风气候地区一般冬季风大，太阳辐射强度小，夏季风小，太阳辐射强度大的特点，适宜开发新能源，且两种发电方式相互补充，能够提高发电的稳定性和可靠性。改善山地资源的“单一”开发利用现状，从农、畜、旅游和新能源多方面结合对山地进行立体综合开发，是我省解决利用与护理、当前与长远的矛盾，实现经济效益、社会效益和生态效益统一的有效途径。

二、山地新能源利用发展现状及问题

1. 新能源产业发展现状

①河北省具有较为丰富的太阳能资源，年太阳辐射总量为5000～5850MJ/m2，开发潜力很大[1]。2013年河北省最大的山地太阳能光伏电站在邢台皇寺镇建成，总容量为50兆瓦，每年为国家电网输送约6200万KW清洁能源，大大降低了二氧化硫等有害气体与粉尘的产生；

②河北省的风能资源储量陆上达1700万KW，风能资源丰富。例如我省的太行山区，除风能储量最小区东部山麓区域外，其他大部分中山、低山以及丘陵地区的风能密度在50～150W/m2，有效风速累计时数可达2000～4000h[2]，可利用风力数量巨大，多用风能发电。蔚县南部山区山体中上部开发建设多家风电场，风电装机总量约40万KW[3]。除此还有风能提水等。

2. 山地新能源产业发展中存在的问题

对实际项目及其后期维护情况进行调研后我们发现，由于区域的地貌、气候差异、太阳辐射以及风强度的不同，再加上季节时间变化，在实际项目中，多方面存在缺陷与问题：

①山地架电难、水资源贫乏而太阳能、风能资源丰富，建设条件优秀但实际项目操作中成本过高，与实际的经济效益不成比例；

②技术水平不先进，创新能力弱，专精型技术人才缺乏；

③结构不合理，缺乏具有竞争能力的产业集群。

此外，这类高新技术产业建设所占面积通常较大，会对山体原有景观整体造成一定的破坏，如何保证景观的完整性与协调统一也是利用新能源产业设计难点之一。

三、山地立体式综合开发

河北省山体植被较少，多集中于中上部区域，纵向空间差异较为明显。对河北省大面积的山地应分层开发利用，充分考虑植被与气候条件等自然环境的区块差异，形成差别化的山地立体开发模式。大体上分为：中高山地开发——太阳能和风能互补发电；低山丘陵地开发——有机农畜产品的输出以及“农家乐”旅游模式的开发。

在中高山地区域，通过对风电功率的预测，选择尽可能有效作用的点进行建设活动且在建设过程中注重尽少量对环境、植被造成破坏。推荐采用混合风力-太阳能发电系统。先对单个组件建立性能模拟模型，然后才对其进行综合评估。利用太阳能发电阵列输出功率在太阳辐射不同强度下的变化和不同风条件情况下风电场的功率输出影响，研究太阳能和风能互补以及在启动、退出和扰动情况下，太阳能和风能互补配电的暂态稳定。

对于低山丘陵地，主要以发展有机农畜产品与“农家乐”为主。需要注意即便属于同一海拔高度层次同基面立体结构也需要安排合理，形成类似于“桑基鱼塘”的生态循环系统。由于山地的自来水的输送有一定难度，部分是水泵抽水，可改进为风能提水。对于水资源贫乏而风能资源丰富的地区，仅依靠蓄水池和风能提水设备，就可满足日常生活、生产需要，节约了电能，减少了能源转化传递中的进一步消耗，确实是解决山区饮水、灌溉的有效途径。

此外开发规划前期要注意山地的产权地类上是否统一。山地有些区域在林地和园地的划分上存在争议，而不同标准划分补偿实行存在差异，这导致重复上报审批的现象，影响山地开发成本。

四、建议

太阳能、风能是存在范围广、易获取、可再生的清洁能源，对于河北省来说开发大面积的山地区域，对其风、电、农畜结合，立体式开发是一种促进社会发展的经济、环保的措施手段。我国新能源利用中存在高新技术产业追求科技含量，不注重造价等误区，山地开发利用风能这种节能惠民的产业需要特别注意的是开发成本与收益（包括经济收益与生态效益），达到自然环境与山地开发、城市发展三者协调发展。

[1]李丹. 河北新能源产业发展及其金融支持问题[J]. 合作经济与科技,2010(22).

[2]潘英书,王秀英,阎庚波,宋永昌,孙振清,武仲. 河北省太行山区风能资源探讨[J]. 河北农业大学学报,1991(04).

[3]武宁. 山地型风电场的建设对森林生态系统影响浅析[J]. 河北林业科技, 2013(04).

G322

B

1007-6344（2015）09-0122-01

王首一（1980—），男，汉族，河北邯郸人，河北工程大学、讲师，主要研究方向：建筑设计及建筑节能方向。

2015年度河北省社会科学发展研究课题“基于新能源利用的山地立体式综合开发应用研究”( 课题编号：2015030378 )。