4.5亿千瓦，堪比20个三峡！中国这一超级工程，让黄沙变真金

2026年10月30日，国家能源局召开新闻发布会。新能源和可再生能源司副司长桂小阳介绍，截至2026年9月底，三批沙戈荒风光大基地合计建成规模已超过1.57亿千瓦。

沙漠向来被当成没用的地方，为什么要在那里一块一块地铺光伏板？这些板子发出的电送到哪里去？沙子又会因此发生什么变化？

事情要从2021年说起。2021年10月，中国在联合国《生物多样性公约》第十五次缔约方大会上宣布，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。

2022年2月，国家发展改革委等部门印发布局方案，明确到2030年规划建设风光基地总装机规模约4.55亿千瓦，相当于20座三峡水电站的装机容量。

规模定得这么大，背后是减碳的压力。中国科学院电工研究所的王一波是一名从事可再生能源发电技术研发的科研人员，他讲述过零碳电力与“双碳”的关系，以及零碳电力面临的挑战。

碳达峰和碳中和要求减少人类活动产生的二氧化碳排放。可是电力部门主要靠化石燃料发电，排放的二氧化碳极其巨大。2021年，全国发电量是8.2万亿度电，其中5.3万亿度来自化石燃料发电，排放的二氧化碳高达45亿吨，占当年全国总排放量的45%以上。所以，电力部门减碳迫在眉睫。

展望未来，随着中国社会经济文化各项事业蓬勃发展，可以预期电力需求会急剧增加。同时，工业电气化、交通电气化、建筑电气化又会进一步加大电力需求。

据预测，到2060年左右，全国用电需求会达到15万亿度以上。假如这些电完全由化石燃料提供，产生的二氧化碳排放将高达130亿吨，是2021年全国碳排放总量的1.3倍还多，这将是一场巨大的气候灾难。

所以必须发展可再生能源，用没有碳排放的光伏、风电、水电等可再生能源来替代高碳排放的化石燃料。这样做，一是可以补上15万亿度电这个巨大的差额；二是可以把电力的碳排放缩减到10亿吨以下，这是中国自然环境完全可以自己消纳的量。这样就实现了碳中和的愿景。

这么大的盘子放进沙漠，是因为沙漠光照足、地方空。截至2019年，全国荒漠化土地面积257.37万平方公里，占国土面积的26.81%。传统治沙主要靠花钱、靠人力，沙地本身产生不了收益；光伏发电挣来的钱，却可以反过来养护植被。

国家林草局的科普解释说，一排排光伏板就像在地表加了一层“防风墙”，能减弱近地面风速。安装光伏组件还能降低地表水蒸发20%至30%。在内蒙古磴口县，中国林科院沙林中心提出了“141”种植模式，板间种耐旱的梭梭。

库布其就是一个典型例子。库布其基地项目于2022年8月3日获批，是国家首个获批的千万千瓦级新能源大基地项目，由三峡集团牵头，规划总投资超800亿元，总装机规模1600万千瓦。2025年9月29日，基地全面开工，计划2027年底前建成投运。

基地全部建成后，每年可向京津冀送电约400亿千瓦时，约相当于2021年北京市用电量的三成。不过，把电从沙漠送到远方，本身就是一道难题。

王一波认为，电力系统是可再生能源大规模利用的瓶颈。电力系统由电源、电网和用电负荷三部分组成。电源简单说就是火电厂、风电场、光伏电站等发电厂，一般远离中心城市，离负荷中心比较远，而用电负荷往往集中在中心城市。

电源和负荷相距较远，甚至上千公里，需要输电网把电源和用电连接起来。也就是说，在北京给手机充的一度电，可能来自上千公里之外的沙戈荒大基地，这是非常不容易的。

库布其基地还配套建设了支撑性煤电，2026年9月，4座间冷塔已全部到顶。新能源基地为什么还要配煤电，原因在风光本身。

可再生能源有三个重要的自然属性：间歇性、波动性和季节性。光伏发电白天发电、晚上不发电，周而复始，这是典型的间歇性。风力发电有风就发，没风就不发，大风多发，小风少发，这是典型的波动性。水力发电在枯水期发电很少，甚至不发电，在丰水期发电量非常丰沛，这是典型的季节性。

2026年，国家能源集团一座配套调峰电厂的4台机组全容量投产，可保障220亿千瓦时清洁能源稳定外送。风光发得多时它少发，风光发不出来时它顶上。

板子装上了，电却不一定用得掉。2026年1至2月，西藏、青海、甘肃、新疆的光伏利用率分别为60.8%、78.7%、82.5%、85.6%；一季度，全国风电、光伏平均利用率分别降至91.9%和91.2%。

电网到底能装多少新能源，这个问题早在十多年前就摆在了科研人员面前。

2012年，国家出台上网电价补贴政策，整个行业处于井喷前期。青海是中国太阳能、风能、水能资源最好的省份，吸引了大量投资。这时出现了一个非常重要的问题：一个省级电网到底能容纳多少可再生能源？如果装机装多了，电网消纳不了，可能导致电网垮网，甚至拖垮大电网，好事就变成了坏事。

接到任务后，王一波团队全面调研了青海大大小小的光伏电站、风电场和水电站，拿到第一手资料。在此基础上，团队提出“因地制宜、多能互补、打捆外送”的方案，同时提出在青海建设两个千万千瓦级基地：一个是海南水光储互补发电基地，一个是海西光伏、光热、天然气、储能互补发电基地。

通过多能互补，一种能源波动时，其他能源可以顶上来，电网就不会垮网，保证了电网的安全稳定。这个方案第一次让省级电网可再生能源装机比例超过60%，最终纳入青海省可再生能源发展规划，并支撑青海在之后几年每年装机量都是全国第一。

在青海的研究中，团队还发现了一个新问题：高比例可再生能源给电网带来季节性平衡难题。到了夏季，电力大量富余，如果这部分电自己用不了又送不出去，就只能浪费掉。到了冬季，负荷大量增加，发电却相对减少，还得从其他省份调电。把夏天的电搬到冬天用，理论上成立，但王一波讲述时，技术上还没有经济可行的方案，因为电量太大、时间跨度太长。

如今，应对的办法更加系统。2026年印发的新型电力系统“十五五”规划，首次按地区设置了95%、90%、85%三档新能源利用率目标。按研报预计，“十五五”期间将投运15项特高压直流工程，跨省输电能力提升35%。

目前已经批复了14个基地的实施方案，新疆天山北麓基地（疆电入渝）、宁夏腾格里沙漠基地（宁电入湘）已相继投运。国家能源局表示，力争2027年底基本建成第二、三批大基地并投产。

技术路线上，王一波团队提出了全直流方案。团队分析认为，谐振和谐波问题是交流系统天然带来的，而光伏、储能，包括风电在内的可再生能源都有直流环节，天然是直流的。用全直流连接这些电源更简单，效率更高，成本也更低；直流也没有振荡问题，谐波、无功等稳定性问题自然也就没有了。

这套方案的核心问题是缺少直流升压变换器，当时全世界都没有这种产品。经过十年自主研发，团队做出了实用化的直流升压变换器，单机功率1兆瓦，电压等级正负30千伏，并建成了全世界第一个光伏直流升压示范工程。王一波认为，下一步在海上、沙戈荒大基地等应用场景中，全直流技术会是一种效率更高、更稳定、更可靠、更经济的全新技术方案。

治沙也在同步推进。光伏治沙专项规划提出，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。

王一波认为，以可再生能源为主体的新型电力系统，是实现中国“双碳”目标的必由之路。全世界没有可以借鉴的经验，这一定是一条充满挑战的创新之路，只有靠创新才能应对这些挑战。

1.57亿千瓦离4.55亿千瓦的目标还有不小的距离，线路要架，储能要配，板下的植被也要年年有人照看。库布其的特高压线路还在架设，梭梭苗也还在一行行地种。