尽管风能和太阳能发电潜力巨大，但风电和光伏发电量的增加也伴随着能源浪费的加剧。问题并非出在电力供应不足，而是发电时间和地点的不匹配。近日，北京大学地球与空间科学学院的助理教授张帆、教授刘瑜及其团队，与阿里巴巴达摩院等机构合作，首次基于真实的新能源设施分布情况，在全国范围内揭示了风光空间协同在解决这一挑战方面的巨大潜力。

刘瑜指出，以往的研究已经认识到风能和太阳能发电在时间上的互补性——风力强劲时阳光往往较弱，反之亦然。然而，这种互补能在多大程度上缓解电力消纳压力，一直缺乏基于真实地理分布的量化数据。为了解决这一问题，研究团队开展了一项开创性的工作：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发电设施。最终，他们构建了一个前所未有的精细化数据库，精确锁定了全国31.99万个光伏设施和9.16万台风机的具体位置和轮廓。这份详细的“家底账”首次为精确计算风光互补的真实潜力提供了依据。

研究结果表明，新能源设施的互补效果与空间范围的大小密切相关。张帆表示，如果仅在县域范围内进行风光匹配，全国范围内只有不到四分之一的地区能实现有效互补，效果非常有限。然而，一旦扩大协同范围，效果便迅速显现。当空间视野扩展到全国范围时，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有效结合，往往需要跨越省界，进行远距离的协同。

这种跨区域协同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，即使不增加新的发电装机容量，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。“这不是凭空产生的电力，而是将原本不得不弃置的风能和光能，通过科学调度重新利用起来。与单纯增加储能设施相比，这种方式能更有效地减轻系统调节压力。”刘瑜解释道。

刘瑜进一步指出，在“电力互济工程”已被纳入国家“十五五”规划重大工程的背景下，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可量化的科学支撑。其核心理念清晰且有力：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。通过运用地理空间智能技术，对风能和太阳能进行跨越大部分中国的“精准匹配”，一条通往绿色转型更优化的道路正逐渐显现。