在大風肆虐、寸草難生的荒漠中建設光伏電站,將電能用于揚水滴灌系統供電,用于智能種植蔬菜、中藥材和養殖雞鴨牛羊,用于支撐生態循環系統的高效運轉……進而將原來自然條件惡劣的空閑土地改造成綠色、經濟的生態家園。日前,第三屆中國光伏產業高峰論壇“光伏+生態恢復研討會”在四川成都舉行。“光伏產業不僅要促進生態的保護,而且能
在大風肆虐、寸草難生的荒漠中建設光伏電站,將電能用于揚水滴灌系統供電,用于智能種植蔬菜、中藥材和養殖雞鴨牛羊,用于支撐生態循環系統的高效運轉……進而將原來自然條件惡劣的空閑土地改造成綠色、經濟的生態家園。
日前,第三屆中國光伏產業高峰論壇“光伏+生態恢復研討會”在四川成都舉行。“光伏產業不僅要促進生態的保護,而且能夠促進生態的修復”是本次論壇的主題。會議分享的案例顯示,光伏對生態修復的作用正在從“不經意的結果”變成自覺的行動。
部分光伏電站顯現生態修復作用
七八月植被覆蓋度增加了15%,光伏板下10厘米、20厘米、40厘米的土壤含水量分別增加78%、43%和40%,風速比園區外降低了40.3%,空氣相對濕度比公園外增加了2.8%。——這是“光伏+生態恢復研討會”介紹的“最佳實踐案例”之一——國家電投青海共和荒漠光伏電站生態恢復項目的建設效果。
青海省海南州共和縣塔拉灘以戈壁沙丘為主,是黃河上游和三江源地區風沙危害最嚴重的地帶之一。塔拉灘光伏產業園區處于高寒干旱沙質草原,植被脆弱,由于降水偏少和過度放牧等原因,草場退化比較嚴重,沙漠化趨勢明顯。國家電投在建設運營光伏電站的同時,把生態保護融入其中,從2015年開始進行生態研究,開展氣象、土壤及植被三大要素監測。同時,開展電池組件行間無灌溉植被恢復和滴灌微噴灌等技術研究,種植優良木材和經濟作物,并嘗試在園區進行藏羊養殖,使土地資源得以高效利用。
據清華大學能源轉型與社會發展研究中心常務副主任何繼江介紹,太陽能與土地多重利用的模式,減少了蒸發,降低了風速,提高了土地表層含水量。同時帶來了兼具經濟機制和生態價值的種植業和養殖業。
“很多時候,沙漠化是由于太陽光照太強,溫度太高,蒸發量太大導致的。10年前我們在四川甘孜建立光伏示范電站,經過三五年的運行,我們觀察到,在光伏板下面的綠化植物長得更好,長得更多,每年的生長時間更長。我們上面利用光伏發電,下面增強水土保持的效果,兩者之間能夠產生明顯的協同。”通威集團董事局主席劉漢元表示。
事實上,在一些已建成運行若干年的光伏電站,生態效應正在顯現。
寧夏騰格里沙漠光伏項目年均發電量5.35億千瓦時,組件下沿距地高度最低150厘米,采用草方格圍沙方式,3年后植被覆蓋率達到了90%。光伏板下面的梭梭樹和駱駝刺長勢喜人。
寧夏毛烏素沙漠光伏項目位于黃土高原水蝕性荒漠上,光伏板下面種植了苜蓿和枸杞。光伏板減少了輻照強度,枸杞的開花季比當地同類枸杞長了5周,產量增加了29%。
陜西省靖邊縣的毛烏素沙漠光伏水利項目,依照當地發展生態農業及治沙護林的需求建成的光伏揚水系統,為邊緣沙漠地區種植農業經濟作物以及樹木的灌溉提供了充分的供水保障。滴灌試驗基地3千瓦的光伏提水系統,105畝沙地西瓜、35畝4年苗的樟子松、22畝一年苗的樟子松成活率高達90%以上。
全長444千米的塔克拉瑪干沙漠公路是世界上最長的沙漠公路。為了保護公路,公路兩邊分別種上了植被,其中一邊安裝了13.5千瓦的光伏水泵對植被進行提水灌溉,植被生長明顯好于另一邊。夏季從衛星電子地圖上就能看到茂盛的植被覆蓋。
各類“光伏+生態”創新項目正在崛起
“從一些項目來看,光伏發展不是破壞土地,而是可以和土地資源更好地結合起來,有助于荒漠、戈壁灘地區的生態修復,在生態修復方面發揮了重要作用。我們過去這些年是不太經意地得到了生態修復的結果,現在發現了一些好的苗頭,值得去好好研究。今后,我們應該更加有意識地把光伏和生態修復結合起來。”前國務院參事、可再生能源學會前理事長石定寰與會時表示。
2019年3月,清華大學社會科學學院成立能源發展與社會轉型研究中心,致力于從社會科學的角度來研究和推進能源轉型,探索在能源轉型問題上各學科的協同研究,光伏與生態的協同研究成為研究中心重要的研究領域。該中心于2019年12月與《聯合國防治沙漠化公約》組織秘書處簽署了戰略備忘錄,主題就是可再生能源促進生態恢復和可持續升級與我國能源轉型。
“必須避免、減少和扭轉土地退化,以維持地球健康。在土地上每投資一美元,就可以產生多達10美元的生態系統服務。在此期間,我們應該關注的關鍵領域之一是土地修復與太陽能的緊密結合。”《聯合國防治沙漠化公約》組織秘書處副執行秘書普拉德普·蒙加(Pradeep Monga)在會上說。土地和可再生能源的結合,在改善糧食、水、能源安全以及增強對干旱和氣候變化的抵御能力,促進環境保護和提高可持續發展方面具有巨大潛力。
聯合國防治沙漠化公約秘書處科技委員會項目主管賈曉霞介紹說,荒漠化不完全等同于治沙,比治沙的范圍更廣。在荒漠化治理的過程中,治理的費用通常比較高、耗時比較長,光伏的加入,可以使荒漠化治理在投入大于產出的階段,有了發電的收入,對于治理投入是一個彌補。
正是由于看到了光伏在生態修復方面的潛力,目前,清華大學能源轉型與社會發展研究中心與聯合國防治沙漠化公約秘書處成立的可再生能源促進生態修復和可持續生計項目部加緊推進一些“生態+光伏”創新項目的建設。
云南農業大學的云南干熱河谷光伏水泵生態治理項目,位于光熱充足,水系發達的干熱河谷區域,這里地高水低,水土資源嚴重不匹配,導致區域作物產量低,農民收入低。針對區域提水揚程大,提水成本高的問題設計采用高揚程的光伏水泵,以太陽能為動力源,長期運行成本較低,還避免了邊遠地區架設電網存在的遠距離、投入大和利用效率低等問題。
江蘇竑源新能源發展有限公司的江蘇省興化市竹泓鎮漁光互補+生態修復項目,布局設計分為生態養殖區、尾水處理區、進排水系統、地排污系統,智能養殖系統。通過漁光互補+生態修復策略,以漁養水,以生態漁業修復濕地水域,建立養殖尾水處理循環系統,最終呈現現世清溪漁隱圖;生態能源,以生態能源促進生態修復,建立濕地生態修復區域,最終展現現世碧水織光圖;漁電結合,以生態能源融合生態漁業,漁光模式集約化開發土地,最終打造現世日沐淘漁圖。
西安隆基清潔能源有限公司的銅川光伏領跑者+黃土高原生態修復復合項目建在黃土高原臺塬地帶。那里由于侵蝕劇烈導致黃土高原臺塬面破碎化和分解問題,存在嚴峻的生態壓力。項目建設了高支架固定式光伏+3000畝中藥材種植,高支架跟蹤式光伏+1500畝耐旱中藥材種植。光伏農業大棚內計劃開展現代化工廠育苗、錯季蔬菜種植等工程,高規格冬暖溫室大棚共計200座,其中12個大棚建設了數字化設施農業系統,實現了光伏賦能土地物聯網的雛形。露天種植區規劃光伏節水灌溉系統,形成田間配水支管網及末端滴灌帶。
“在光伏進入平價上網階段,我們要看光伏超越發電還能做什么。光伏荒漠化治理、生態修復是特別值得探索的領域。這個新的領域要探索的方面很多,要把‘光伏+生態’各利益相關方動員起來,在技術基礎上,商務模式上、社會模式上探索出好的經驗,做大做好,造福世界。”亞洲開發銀行能源部門總監、清華大學能源發展與社會轉型研究中心學術委員會委員翟永平表示。
作者:趙冉 來源:中國電力報
責任編輯:jianping