面对风能和太阳能发电的巨大潜力，一个严峻的现实长期存在：尽管风电和光伏装机容量不断增加，但“弃风弃光”造成的能源浪费也日益严重。其根本原因并非电力供应不足，而是发电时间和地理位置上的错配。近日，北京大学地球与空间科学学院助理教授张帆、教授刘瑜团队与阿里巴巴达摩院等机构合作，首次基于真实的风能和太阳能设施分布情况，研究了在全国范围内，风光空间协同在解决这一问题上的巨大潜力。
刘瑜教授解释说，以往人们凭经验得知风能和太阳能发电在时间上具有一定的互补性，即风力强劲时日照往往较弱，反之亦然。然而，这种互补性究竟能在多大程度上缓解电力消纳压力，一直缺乏基于实际地理分布的量化数据。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，对整个中国地图进行了细致的扫描，识别出散布在各地的风能和太阳能设施。最终，他们构建了一个前所未有的精细数据库，精确记录了全国31.99万个光伏设施和9.16万台风机的位置和轮廓。这份“家底账”首次为精确计算风光互补的真实潜力提供了量化依据。
研究结果表明，风能和太阳能互补的效果在很大程度上取决于空间协同的范围。张帆表示，如果仅在县域范围内进行风光匹配，全国只有不到四分之一的地区能够实现有效互补，其局限性非常大。然而，一旦扩大协同范围，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另一端找到与其发电节奏高度互补的区域。这意味着，要实现风能和太阳能的真正融合，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效益远超预期。研究团队对不同层级的跨省协同情景进行了测算，结果显示，即使不增加新的装机容量，仅仅通过优化空间调度，全国范围的跨省协同每年就能额外释放约1000亿千瓦时的消纳能力。“这并非凭空产生的电力，而是将原本不得不浪费的风能和太阳能，通过科学调度重新利用起来。相比之下，仅仅依靠增加储能设施，这种方式能更有效地减轻电力系统的调节压力。”刘瑜教授补充道。
刘瑜教授指出，鉴于“电力互济工程”已被纳入国家“十五五”规划的重大工程项目，这项研究为全国新能源基地的宏观规划、跨区域绿色电力交易以及输运规划提供了量化的科学参考。其核心理念清晰而有力：迈向高比例新能源电力系统的关键，不仅在于扩大装机规模和增加储能容量，更在于构建一个覆盖全国、高效协同的空间网络。通过地理空间智能的洞察，为风能和太阳能进行一次跨越大半个中国的“精准匹配”，一条通往绿色转型更优的路径正在显现。（记者晋浩天）
