過去的人們治沙,是選擇動用大量的人力提著鐵鍬去種樹,但現(xiàn)在我們已經(jīng)有了更加高效、更加環(huán)保的治沙手段——光伏發(fā)電。
這看似毫不搭邊的兩個領(lǐng)域,是如何相輔相成,在完成“沙漠變綠洲”這種高難度任務(wù)的同時,還能實現(xiàn)發(fā)電供電的呢?充滿現(xiàn)代感的光伏板下,搖曳著種類不同的茵茵綠植,這在未來會成為沙漠獨有的美麗風(fēng)景嗎?
一、沙塵暴天氣危害巨大
據(jù)悉,近日受沙塵暴影響,新疆某地在建光伏項目疑似被大面積破壞。根據(jù)網(wǎng)友發(fā)布的視頻顯示,大面積光伏組件及支架被大風(fēng)掀翻破壞,損失慘重。
現(xiàn)場視頻中可見,大量光伏組件破損、彎折,七零八落。而這樣的天氣,在新疆地區(qū)已經(jīng)不是第一次出現(xiàn);這樣的考驗,是新疆建設(shè)光伏的必要關(guān)卡。
此前,2022年11月27日,位于新疆庫車的中石化一期300MW光伏制氫項目遭遇罕見13級沙塵暴。據(jù)悉,災(zāi)害造成光伏電站損失約200MW。此前預(yù)計該項目10月底建成并網(wǎng)發(fā)電,此次災(zāi)害造成的損失或較為慘重。
由此可見,沙塵暴天氣對于光伏電站的影響巨大。新疆等西北地區(qū),光照資源豐富,具備發(fā)展光伏的優(yōu)越條件,然而,一個不容忽視的問題是,這些地區(qū)的沙塵問題嚴(yán)重制約了太陽能發(fā)電的效率。沙塵暴不僅頻繁發(fā)生,而且對光伏電池板的影響尤為顯著,研究表明,沙塵覆蓋能導(dǎo)致發(fā)電效率下降20%至60%,嚴(yán)重影響了光伏電站的能源產(chǎn)出。
如何做好維護(hù)除塵,將沙塵天氣對光伏電站的傷害降到最低,成為了建設(shè)光伏電站需要考慮的問題。
二、“光伏治沙”怎么治?
目前,我國在太陽能領(lǐng)域已占據(jù)全球領(lǐng)先地位,還將太陽能發(fā)電與沙漠治理、產(chǎn)業(yè)開發(fā)相結(jié)合,創(chuàng)造了全新的“光伏治沙”模式。具體來說,就是利用光伏板發(fā)電的同時,也能讓光伏板下自然長出適合沙漠環(huán)境的植物,這樣就可以逐步恢復(fù)沙漠生態(tài),甚至養(yǎng)羊、耕種。在內(nèi)蒙古鄂爾多斯市達(dá)拉特旗的風(fēng)光電基地,用19.6萬塊光伏板組成的萬馬奔騰圖案,成了網(wǎng)紅景點??偟膩碚f,“光伏治沙”實現(xiàn)了發(fā)電與治沙、發(fā)展農(nóng)牧業(yè)經(jīng)濟(jì)乃至旅游經(jīng)濟(jì)的多贏效益。
沙漠常常受到風(fēng)力侵蝕,形成移動性沙丘和沙塵暴。那么,光伏發(fā)電為什么還能治沙?光伏電站建設(shè)采用的柱樁、樁基,增大了與沙子的接觸面積,增強(qiáng)了沙層的穩(wěn)定性,達(dá)到固結(jié)沙土的效果。光伏板架設(shè)起來后成了避風(fēng)港,能有效降低風(fēng)速、阻擋風(fēng)沙侵蝕,穩(wěn)定沙漠地表。光伏板還能促進(jìn)植被恢復(fù),就像一把把遮陽大傘遮擋日照,降低了地表溫度,減少了水分蒸發(fā),從而促進(jìn)了植被生長。定期清洗光伏板時噴灑的水分,促進(jìn)了植被的生長,而地表植被又有助于地表固沙保水。這樣就極大地改善了治沙區(qū)域的“小氣候”,有效減輕了沙塵暴等自然災(zāi)害。生態(tài)的改善對太陽能發(fā)電同樣有利,它大大減少了沙塵對光伏組件的損壞,確保了發(fā)電設(shè)施正常運(yùn)行。
那么,光伏發(fā)電到底是如何治沙的呢?我們就以2023年11月并網(wǎng)發(fā)電的內(nèi)蒙古蒙西基地庫布其沙漠200萬千瓦光伏治沙項目為例來說明。
它是目前我國單體規(guī)模最大的光伏治沙項目,年均可生產(chǎn)約41億度綠電,同時修復(fù)、治理沙漠面積10萬畝。在這里,一排排光伏板阻擋了風(fēng)沙,呈現(xiàn)出綠草相伴、牛羊相依的美景,這是用鋪設(shè)沙障、板下種植、外圍防護(hù)“三大法寶”馴服了沙漠。
鋪設(shè)沙障,即在基地的光伏板下和板間空間用蘆葦、秸稈等鋪設(shè)沙障,對沙地進(jìn)行全覆蓋,以控制風(fēng)沙活動,降低風(fēng)沙危害,起到固沙作用。板下種植,即充分利用光伏板間與板下的可利用土地,種植優(yōu)質(zhì)牧草、經(jīng)濟(jì)作物等,從而達(dá)到治沙目的。外圍防護(hù),即利用楊樹與花棒、羊柴混交播種方式,在場區(qū)外圍沙漠區(qū)域規(guī)劃建設(shè)碳匯林,也就是防風(fēng)林帶,并在碳匯林區(qū)域用無人機(jī)飛播草籽提高植被覆蓋率,增強(qiáng)固沙效果,打造“光伏+優(yōu)質(zhì)牧草+碳匯林”示范區(qū)。
土地荒漠化是困擾人類發(fā)展的重要難題,也是我國西部發(fā)展最大的阻礙,但這里有著非常充足的太陽能資源,可開發(fā)潛力巨大。光伏與治沙有著先天的資源互補(bǔ)優(yōu)勢,大量的沙漠和充足的日照條件為光伏發(fā)電提供了所需的土地和光照資源,通過光伏發(fā)電帶來的收益又可有效提升土地價值,從而取得了化害為利、互利多贏的效果。
三、光伏治沙變沙海為“藍(lán)海”
目前,我國已經(jīng)建設(shè)了多個大型光伏治沙項目。
蒙西基地庫布其200萬千瓦光伏治沙項目
2023年11月29日,“十四五”時期第一批開工建設(shè)的大型風(fēng)電光伏基地項目之一——蒙西基地庫布其200萬千瓦光伏治沙項目成功并網(wǎng)。這是目前中國單體規(guī)模最大的光伏治沙項目,年均生產(chǎn)綠電約41億千瓦時,每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤約123萬噸,減少排放二氧化碳約319萬噸。該項目還同步采用了微創(chuàng)氣流植樹法、風(fēng)向數(shù)據(jù)法、無人機(jī)飛播等先進(jìn)技術(shù),修復(fù)治理沙漠面積10萬畝。隨著項目的建成,當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境得到了改善,夏天的時候,多彩的波斯菊在庫布其沙漠的公路邊競相綻放。
隨著蒙西基地庫布其200萬千瓦光伏治沙項目的建設(shè)推進(jìn),庫布其沙漠中立起一片片光伏板,出現(xiàn)了一片片綠化景觀。
達(dá)拉特旗潤達(dá)光伏電站
達(dá)拉特旗潤達(dá)光伏電站裝機(jī)容量為11.04萬千瓦,位于達(dá)拉特旗庫布齊沙漠腹地,項目投產(chǎn)后,將與達(dá)拉特光伏一期項目連成一體,成為全球最大的沙漠集中式光伏發(fā)電基地。電站率先選用雙面雙玻光伏組件作為發(fā)電組件,較普通光伏電站相比,可以至少把發(fā)電效率提高15%。
科左后旗100MW光伏治沙儲能
中國大唐科左后旗100MW光伏治沙儲能項目位于內(nèi)蒙古自治區(qū)通遼市科左后旗甘旗卡鎮(zhèn),地勢起伏。項目建設(shè)規(guī)模100MW,以光伏電站總裝機(jī)容量30%的比例配備儲能系統(tǒng),共配備儲能裝置30MW/60MWh。項目年均發(fā)電量約1.9億千瓦時,每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤5.9萬噸。隨著項目實現(xiàn)全容量并網(wǎng),其配套儲能系統(tǒng)同步完成聯(lián)調(diào)工作,標(biāo)志著蒙東電網(wǎng)首個儲能試點項目順利投產(chǎn)發(fā)電。
華電昌吉木壘百萬千瓦“風(fēng)光電儲”
華電昌吉木壘百萬千瓦“風(fēng)光電儲”基地項目位于昌吉州木壘縣,項目總裝機(jī)105萬千瓦,其中25萬千瓦為光伏發(fā)電項目。項目投產(chǎn)后每年可新增“綠電”26億千瓦時,年節(jié)約標(biāo)煤超過85萬噸。新疆華電火洲能源有限公司9萬光伏“光伏治沙”項目,占地2366.27畝,年發(fā)電量1.03億千瓦時,年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤3.99萬噸。光伏電站建設(shè)初期,戈壁灘常常被風(fēng)沙席卷,項目建成后,沙塵明顯改善。
內(nèi)蒙古磴口50MW光伏
國家電投不斷探索“光伏+”新模式,建設(shè)了全國首個光伏治沙項目——內(nèi)蒙古磴口50MW光伏項目,發(fā)展光伏與沙漠治理、節(jié)水農(nóng)業(yè)相結(jié)合,使當(dāng)?shù)厣衬脖桓采w率由原來的5%提高到77%,讓沙漠變寶地,實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、生態(tài)雙贏。在磴口50MW光伏治沙項目現(xiàn)場,一排排組件在萬里晴空下排列整齊,一塵不染;而每排組件的空隙土地上,開著紫色花朵的苜蓿、生長繁茂的牧草,如今的這里幾乎看不到“沙漠”的影子。
寧夏騰格里沙漠新能源基地
寧夏騰格里沙漠新能源基地項目是國家千萬千瓦級“沙戈荒”基地中首個備案、開工、投產(chǎn)的基地項目,其中,一期項目由國家能源集團(tuán)龍源電力負(fù)責(zé)實施。項目每年可提供清潔電能18億千瓦時,可滿足150萬個家庭一年的用電量。通過2.6萬畝草方格鋪設(shè)及草籽播種的方式防風(fēng)固沙,開展多元治沙模式和治沙經(jīng)濟(jì),筑牢生態(tài)屏障,為提高國家能源安全保障能力、推動能源清潔低碳轉(zhuǎn)型、如期實現(xiàn)“碳達(dá)峰碳中和”目標(biāo)任務(wù)貢獻(xiàn)力量。
新疆且末10萬千瓦光伏電站
項目位于新疆塔克拉瑪干沙漠腹地,這是我國在號稱“死亡之海”的中國第一大沙漠、世界第二大流動沙漠中心建成的首個大型集中式光伏電站項目,屬光伏治沙生態(tài)項目。項目占地3916畝,裝機(jī)容量10萬千瓦,共有32個光伏方陣,配有儲能裝置。年發(fā)電量約2.1億千瓦時,每年節(jié)約標(biāo)煤約6.03萬噸,年減排二氧化碳約13.21萬噸,具有良好的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和生態(tài)效益,也為我國在流動沙漠中心建設(shè)光伏清潔能源提供有益參考,積累了寶貴經(jīng)驗。
定邊100兆瓦農(nóng)光互補(bǔ)光伏
陜西定邊100兆瓦農(nóng)光互補(bǔ)光伏發(fā)電項目位于毛烏素沙漠的東南部,曾經(jīng)人跡罕至的“不毛之地”,如今已變身“風(fēng)光電儲”能源基地。該項目采用板上發(fā)電,板下種植甘草、花棒、沙米等耐寒耐旱植物的“農(nóng)光互補(bǔ)”模式,不僅能有效固沙,還可以創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價值,形成了從治沙到生態(tài)發(fā)展、節(jié)能光伏變成產(chǎn)業(yè)鏈的可持續(xù)發(fā)展的治沙模式,不僅實現(xiàn)沙漠土地治理改良,也帶動周邊農(nóng)牧民脫貧致富。
原標(biāo)題:光伏治沙:如何破解土地荒漠化,讓沙漠綻放綠色奇跡?