十三五期间 分布式光伏发电农业是未来发展优势

编者按：光伏农业：是将太阳能发电广泛应用到现代农业研究、种植、养殖、灌溉、病虫害防治以及农业机械动力提供等领域的一种新型农业。光伏农业的核心是晶体或薄膜太阳能设施农业一体化并网发电站。

它集合了晶体或薄膜太阳能发电、农业光电子工程、现代农业种植和养殖、加工和综合利用、人才培训、观光农业、农产品物流等高新技术。

光伏农业的发展，不仅能够有效利用太阳能资源，生产出清洁绿色能源，还能实现高效种植、养殖，综合保护种植和养殖环境，为种植、养殖及后续农产品加工供给能源，也为绿色农业生产提供一条新的路径。如光伏农业大棚不仅能种蔬菜，还能通过多晶光伏组件或薄膜组件组成的棚顶吸收太阳能来发电，在满足自身用电之余将富余电力输送到国家电网，这样既环保又节能。另外，从短期来看，光伏农业在一定程度上是解决目前光伏产业出现困境的有效措施，实现了农场变工厂、田间变车间。从长远来看，现代农业需要科技和新能源作为推进的动力，而光伏技术的应用对现代农业的支撑和对于我国的农业转型具有重要意义。

目前，我国设施农业工厂化水平与现代化装备水平处于“低投入-低产出-低效益”的落后模式。由于设施农业环境逆境抵御能力弱，低温、雪灾、连续阴天及雾霾频发等极端天气往往会造成极大的生产危害和经济损失。在过去30a里，我国盲目扩大设施农业规模，单纯提高设施栽培面积，虽能在一定程度上提高农产品产值、增加农民就业，但耕地等农业资源占用量大等因素导致生产及产业效益低的问题日益突出。要改变目前耕地资源利用效率低、环境控制水平低、生态环境影响突出等问题，就必须向“适投入-高产出-高效益”模式转化，以提高单位土地资源利用效率，节省土地资源，强化生态环境保护作用。因此，发展光伏农业，可以在一定程度上推进设施农业的转型，从而提高环境控制及装备水平，是设施农业可持续发展的优选之路。

1、光伏农业发展历史与现状

1.1、国内外光伏农业的现状

据不完全统计，我国现有农业大棚333万hm2以上，主要集中在山东、江苏、江西等农业大省，这些省份阳光较为充足，能够同时为植物和光伏设施提供光能。目前已有多省完成了光伏农业大棚的建设并开始运营，截至2014年3月，我国已有400多个具一定规模的光伏蔬菜大棚、光伏畜禽养殖大棚、“渔光互补”水产养殖、光伏畜禽养殖大棚等项目。2013年底国家审批通过的农业光伏和渔光互补项目超过2.9GW，而2014年1~7月，正在建设或已签约拟建的光伏农业项目超过2GW。近2年来，英利、保利协鑫、青岛昌盛等知名光伏企业开始投建光伏农业项目，使得光伏农业产业发展更加迅猛。纵观其他农业大国，日本农林水产领域在2013年放宽了有关农业型光伏发电的规定：若发电设备的阴影造成的农作物减收比例在20%以内，则支柱的地基部分便认可转用为暂时性农用地。澳大利亚、美国等地域宽广的农业大国则较多为光伏屋顶发电，较少与农业结合。

1.2、光伏农业发展中存在的问题

①产业发展与市场发展不平衡

“十一五”期间我国太阳能电池产量飞速增长，我国太阳能产业已经在技术研发、产业制造、产业体系管理等方面有了一定的基础。但是，我国光伏发电产业存在“两头在外”的情况，即90%以上的硅材料依赖进口，90%以上的产品销售依赖海外市场。尽管我国相关光伏企业一直不断创新以降低晶硅光伏组件的生产成本，但是中国的消费能力仍与国际市场的售价有很大差距。中国太阳能产业发展时间较短，在工艺、技术和人才等方面基础薄弱，国内设备研制和光伏市场的发展明显滞后，中国光伏产业发展和市场发展极不平衡，这使得中国光伏产业的发展受到海外市场的严重制约，并与中国能源和环境的可持续发展方向不相协调。

②政策支持等不到位

从各国的光伏产业发展分析，众多国家太阳能电池的发展主要受益于政府对光伏产业的政策扶持和价格补贴。可是，我国政府现今对光伏设施应用的支持政策体系仍不完善，相关的市场促进政策也不能促使形成支持光伏产业持续发展的长效机制，同时，很多已经出台的相关目标规划文件已跟不上光伏产业的发展要求。虽然2012年国家工信部发布的《太阳能光伏产业“十二五”规划》文件中，已将太阳能光伏发电生态农业大棚的模式划为光伏建筑一体化示范项目，可以获得国家的财政补贴，但落到实处还需一个过程。

③光伏组件的电池不统一

光伏行业发展有3个重要的指标：一是转化率高，二是可靠性好，三是成本低。现在我们国内光伏电池主要分为晶硅电池和薄膜电池。在“十一五”末期，我国晶硅电池产量占太阳能电池总产量的95%以上。就目前的报道得知，晶硅电池的光能转化率高于薄膜电池，另外晶硅电池的可靠性已经通过至少25年的验证，而薄膜电池却没有可靠验证过其使用寿命，这样的不确定性使比薄膜电池成本高的晶硅电池仍占据国内光伏产业的主要市场。

④光伏产业会对环境造成一定的污染

太阳能晶硅电池的生产会产生大量的污染，有大量的含氟废水排放。近年来，“洛阳中硅”、“浙江海宁晶科能源多晶硅污染”等事件的发生，引发了人们对于新能源企业重污染的讨论，光伏产业企业如何从本质上解决对环境污染和破坏的重要问题现今备受广大人民关注。

⑤光伏与农业的结合仍缺乏理论研究

光伏电站为节省土地面积和架构成本，力争把光伏电池排列紧密，但不同农作物的采光生长模式不同，因此光伏电池的排列必须考虑农业大棚里不同农作物物对不同采光强度的要求，使光伏电池的排列不影响农作物采光。同时根据当地对不同农作物的需求情况，结合当地土地资源与环境特征设计不同农作物所需的不同规格的光伏电站农业大棚。另外，光伏农业一体化项目集合了设施农业、观光旅游、光伏发电功能，在总平面规划设计时，除要考虑发电工艺合理需求外，还应关注合理布置农业生产工艺流程，实现观光、旅游、示范功能，在功能区划分、道路规划、人流和物流组织等方面统筹考虑。

⑥目前的光伏农业推广模式较少，且项目建设存在问题

目前国内很多光伏企业推广的多是“光伏农业大棚”、“渔光互补”等模式。虽然有分析指出通过利用当地的自然景观、农业生态环境与农业生产模式，结合光伏发电、农业生产、生态保护和观光旅游为一体，提高土地单位产出，增加农户收益，最大限度利用资源，增加生态和社会收益。但这些仅仅是企业的大胆设想，目前国内还没有详细具体的成功案例，在光伏农业一体化项目建设实施过程中，有可能会遇到未知的问题。如“渔光互补”模式中，在水面上铺开的太阳能板不能面积过小，又因为大面积建设离不开架构，架构离不开支撑。而各个点水深与水下地质环境并不一样，这不但需要比陆地上消耗更多的材料，而且给设计施工带来很大难度。另外，所需的支撑材料需长期浸泡在水中，这对材质提出很高的要求，即耐腐蚀，防腐问题将带来很大挑战。除此之外，还要考虑到承重能力，设计支架要抗得住风浪的力量，铺设太阳能板的面还要与水面保持一定的距离，以防风浪损坏电气设备。在水面上建设光伏电站要比在陆地上建设复杂得多，不仅不易设计，而且耗时、费工、耗材，建成运行后续维护也存在很大问题，且不说鱼塘上的光伏电池板对鱼塘管理造成的不良影响，单就光伏电站而言，其利用率并未充分提高，且增加了投资成本。

责任编辑：solar_robot