科学家绘出全国首份新能源设施“家底图”
本报北京6月20日电（记者晋浩天）每当狂风呼啸、烈日当空时，新能源发电看似取之不尽，可一个尴尬现实却长期困扰着人们：风电光伏装机越建越多，弃风弃光的“浪费账单”也越拉越长。这背后的症结并非电不够用，而是发电的时间和空间不匹配。日前，北京大学地球与空间科学学院助理教授张帆、教授刘瑜团队联合阿里巴巴达摩院等单位首次基于真实新能源设施布局，在全国尺度上揭示了风光空间协同对破解这一难题的巨大潜力。
刘瑜介绍，过去人们凭经验知道风与光在时间上能“搭把手”——风大的时候往往光弱，反之亦然。但这种互补究竟能在多大程度上缓解消纳压力，一直缺乏基于真实地理分布的定量答案。为此，研究团队做了一项开创性工作：他们利用0.5米分辨率卫星遥感影像，结合人工智能与云计算，像用放大镜一样扫过整个中国版图，将散落在山川田野间的新能源设施一一识别出来。最终，一个前所未有的精细数据库诞生了——全国31.99万个光伏设施、9.16万台风机的位置与轮廓被精准锁定。有了这份“家底账”，风光互补的真实潜力才第一次有了能被精确计算的坐标。
研究显示，新能源互补的效果高度依赖空间范围的大小。张帆说，如果只在县域内部进行风光匹配，全国仅有不到四分之一的地区能形成有效互补，局限极大。可一旦将协同范围拉大，效果便迅速显现。当空间视野扩展至全国后，几乎任何地方都能在遥远的另一端找到与自己发电节律高度互补的区域。这意味着，要让风与光真正“珠联璧合”，往往需要跨越省界，进行远距离的“时空联姻”。
这种跨区域协同所带来的收益远超预期。研究团队对不同层级的跨省协同情景进行测算，即便在不新增装机、仅仅优化空间调度的条件下，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。“这不是凭空多发的电，而是把原本不得不丢弃的风与光，通过科学调度重新‘捡’了回来。相比单纯堆砌储能设施，这样做能够更有效地降低系统调节压力。”刘瑜说。
刘瑜表示，在“电力互济工程”已被列入国家“十五五”规划重大工程的当下，这项研究为全国新能源基地的宏观布局、跨区域绿电交易和输运规划提供了可量化的科学依据。它传递的核心思路清晰而有力：迈向高比例新能源电力系统的钥匙不仅藏在更大的装机规模和更多的储能电池里，更藏在一张覆盖全国、高效协同的空间网络之中。用地理空间智能的慧眼，为风与光做一次跨越大半个中国的“精准配对”，一条通往绿色转型的更优路径正在浮现。