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黄沙变金沙:探访中国最大光伏治沙基地
发表于:2019-10-10 13:38:14
来源:红星新闻作者:李伟铭 李晨

这里是中国第七大沙漠,曾被称为“死亡之海”。

这里有全国最大的沙漠生态光伏发电站,打破了吉尼斯世界纪录。

这里也是中国荒漠化治理的试验场、开启发展沙漠经济的先导区。

这里还是市场化治沙、新能源巨头的主战场:国家电投、中广核太阳能、中节能太阳能、三峡新能源等企业在此展开“大会战”,目前国际最先进的光伏发电技术,最前沿的产品已在这里大规模运用。

这里就是内蒙古库布齐沙漠达拉特光伏发电应用领跑基地,一期项目正在收尾,二期项目已经开始测绘丈量。从过去的“沙进人退”到今天的“人进沙退”,一度死寂的库布齐沙海,生机勃发。

正如《人民日报》头版评论所说的那样,库布齐治沙,生动诠释了“绿水青山就是金山银山”的理念,是中国方案在生态文明领域的重大创新。库布齐书写的绿色传奇,为中国生态文明建设树起一面旗,也向世界提供了防治荒漠化的中国经验。

从黄色沙丘到“蓝色海洋”

在内蒙古库布齐沙漠腹地,178万块太阳能光伏板整齐排列,密密麻麻,蔚为壮观,仿佛一片“蓝色海洋”。

一条沙漠便道,隔出了两方天地,对比鲜明:一边是茫茫戈壁,荒漠化严重,除了极少的红柳、沙棘等耐旱植物外,满眼黄色沙丘,一片死寂。另一边则是成片的蓝色光伏板,正将阳光转化为电能。光伏板下方的沙地长出了植物,生机盎然。

这是红星新闻记者9月19日在达拉特光伏发电应用领跑基地见到的画面。

作为中国第七大沙漠的库布齐沙漠,总面积1.86余万平方公里,曾经这里寸草不生,被称为“死亡之海”,60%以上都是流动沙丘。

这片沙漠也是距离北京最近的沙漠之一。在六七级大风的作用下,这里的黄沙一夜之间就能抵达北京。过去很多年,这片沙漠都是京津冀沙尘暴的罪魁祸首。

但库布齐沙漠拥有全国一类的太阳能资源,太阳辐射强度高,日照时间长,年均日照时数超过3180小时,光照资源优势明显,发展光伏发电条件得天独厚。

红星新闻记者站在基地的制高点向四下望去,曾经的荒漠戈壁已经改变模样,一望无际的蓝色光伏板下面,满眼绿意,相比曾经的漫漫黄沙已有天壤之别。

官方资料显示,基地位于库布齐沙漠中段,建设规模200万千瓦,占地面积10万亩,总投资150亿元,目前该基地也是国内沙漠地区最大集中连片光伏基地。项目全部建成后,年发电量可达40亿度,有效治沙20万亩,年减排二氧化碳320万吨,节约标准煤135万吨。

更让人惊喜的是生态的恢复,因为大型光伏发电站的建设,曾经的沙漠开始变成绿洲。事实上,在沙漠地区,光伏发电板基桩本身是很好的固沙工程;发电板大规模安装后,白天为地面植物挡住过强的阳光,减少地面水分蒸发,夜晚又会冷凝截留少量水分,为植物生长提供更加温和的环境。

基地还拥有一项“世界之最”。由国家电投建设的“骏马”光伏电站,于今年7月9日成功通过吉尼斯世界纪录认证,成为世界上最大的光伏板图形电站。

如今,这个电站已经成为一个知名景点,很多游客慕名而来。也许从地面完全看不出,但通过无人机从空中俯瞰,就能发现电站光伏板构成的图案是一匹奔腾的骏马,而“骏马”图的设计灵感来自当地牧民的赛马传统。

英国《每日邮报》曾报道过骏马光伏电站:“这个难以置信的光伏电站由196320块太阳能电池板组成,占地面积有195个足球场那么大。根据吉尼斯世界纪录,这是世界上最大的、由太阳能电池板组成的图像。这个恢宏壮观的项目将为300多万中国家庭提供电力。”

光伏治沙,让沙漠变宝地

在沙漠腹地,要找一个人都十分困难,但甘肃省安装建设集团公司的訾玉林已经在这里工作了一年多。他所在的公司是中节能达拉特光伏领跑基地项目的总承包方,负责超过2000亩光伏发电板的安装施工。如今工程已经到了收尾阶段,项目上只剩为数不多的工作人员。红星新闻在现场发现,二期工程已经开始测绘丈量工作。

“去年我们刚来的时候,晚上刮风早上工地门都被沙子堵死,起床第一件事就是扫沙子。”訾玉林告诉红星新闻,安装光伏板之后,第二年就能看到明显的治沙效果。风沙变小了,沙丘不再移动,黄色沙地已经变绿,地面长出了各种植物,有的还开出了花。

訾玉林讲述了沙漠施工条件的艰苦:

晚上风大,临时工棚经常被吹翻;出门去工地,沙子深及小腿;说话也要小心,可能一张口满嘴就是沙;夏天地表温度极高,施工难度大增;生活用水困难,打井到地下120米才能勉强出水……

但现在这一切已经发生改变。红星新闻深入光伏基地内部参观发现,光伏板下已经长出成片植物,很难想象一年前这里还是沙漠。得益于光伏板的遮阴效果,植物的生存环境得到明显改善。一些光伏板间隙种植了黄芩、黄芪等中草药,一些区域则种植了红枣等经济林木。眼下虽然苗木还不大,但生机盎然、长势喜人,感觉再过几年就能吃上沙漠红枣。

基地不光发电,还负责治沙、做生态修复,并种植了不少经济作物。它是中国探索“光伏治沙”的典型样本,改变了过去单纯政府出钱治沙的方式,走出了“市场化治沙”新模式。

官方资料显示,基地总体规划采用“光伏+治沙+农林+旅游”的模式,推进一二三产业融合发展,实现地区经济转型升级与生态文明建设共赢。目前这种融合发展已经取得初步成效:基地实施“林光互补”生态修复项目,一期项目已经完成生态绿化工程2.3万亩。其中建成外围防护林3000亩,栽植沙障17500亩,种植黄芩等中草药2500亩,种植红枣等经济林木100万株。预计每年可实现经济收益2000万元以上,治理沙漠5万亩。

在距离基地几公里外,还有另一个由亿利资源集团和正泰集团联合投资的光伏电站项目,占地面积5万亩,总装机容量310兆瓦,是国内较早的“沙光互补”示范项目之一,其治沙成果更加显著。

由于几年前装的光伏板下草长得太多、太高,这个光伏电站干脆养起了羊群,让羊来吃草。羊群穿梭在光伏板之间,已成为当地一大特色风景,这些羊也因此有了新称呼——“光伏羊”。很多光伏板为此还特意加高,以方便羊吃草。

除了养羊,光伏电站还养鸡、养鹅,“光伏+”不断玩出新花样。光伏板遮风遮荫,不仅促进植物生长,还为散养的羊、鸡、鹅提供庇护;而畜禽的粪便作为有机肥料改良土壤,也使土地逐渐得到了修复。

贫瘠的沙漠曾经是生命禁区,当生态得以快速修复,一些小动物也开始出现。訾玉林说,他在光伏板下面的草丛里,已经多次发现小型啮齿类动物的足迹和粪便。

领跑基地多方面都“领跑”

达拉特光伏发电应用领跑基地,很多方面都在“领跑”。目前国际最先进的发电技术、最前沿的光伏产品,已经在这里大规模推广应用。

红星新闻记者注意到,传统的光伏板多数采用单面光伏板,但基地的电站采用了双面光伏板,也就是正反面均可发电。据了解,双面光伏板作为2017年才开始出现的新技术,正面吸收太阳的直射光,背面能吸收地面的反射光,较单面光伏板能增加发电量10%以上。

也是在库布齐沙漠,隆基乐叶光伏曾于2017年率先开始双面光伏板的商业应用。经过测试,在2017年7、8月的测试时间内,与固定式相比,斜单轴能提高20.8%和17.7%的发电量增益;斜单轴+双面光伏板能提高41.2%和36.4%的发电量增益。即使考虑到7、8月夏季的发电量增益较高,冬季增益会较少,但双面光伏板年均增益仍在10%~15%区间。

除了双面光伏板,红星新闻还在基地见到了最新型的光伏板自动跟踪支架,可以自动跟踪太阳位置调整方向,每15分钟调节2度的倾斜角,年发电量也较固定支架提高10%-20%。

在目前光伏组件、电池片等技术已经非常成熟的条件下,光伏发电效率要提升1%都很困难。然而,光伏板自动跟踪支架却轻松提高了10%以上,堪称光伏行业大幅提升效率的“神器”。

公开资料显示,目前美国60%以上的新建地面光伏电站都使用自动跟踪支架,但中国还处在推广阶段,国内一些光伏巨头已经扩大跟踪支架的使用规模,并取得了较好效果。随着光伏电站逐步向复杂的山地、丘陵挺进,坡度起伏变化的地形,也将让自动跟踪技术的优势进一步体现。

红星新闻还注意到,偌大的基地发电场区鲜有工作人员,只有数公里之外有个小型运营基地。如何快速实现对上百万块光伏板的巡检?如何对脏了的光伏板进行定期清洗?光伏基地内的地表植被又如何养护?

“都远程智能化管理了,我们这儿已经不需要太多人工。”据运营基地的工作人员介绍,基地采用大数据、互联网、人工智能、无人机巡检等方式运营维护,导致所需要的工作人员大幅减少。

沙漠光伏电站往往面临项目空间距离远、地处偏僻、运维管理成本高的难题。但现在的远程智能运维管控,让光伏电站拥有了“千里眼”和“顺风耳”,也让曾经的困难不复存在。

除了无人机巡检外,达拉特光伏发电应用领跑基地还将实施机器人智能清洁。

在库布齐沙漠,亿利集团的光伏发电项目已经实施智能无人机巡检、智能清洁机器人清洁。以100兆瓦光伏电站为例,此前人工巡检一次,6名全职员工需要3个月时间,现在采用无人机巡检,仅需要一周时间即可完成。而当无人机检测到光伏板存在污垢后,通过向智能清洁机器人发出清洗指令,即可实现光伏板的自动清洁。

地表植被的管理和养护,也不需要多少人力了。红量新闻记者发现,基地外围的固沙工程借鉴了“麦草方格”技术,这种源于中国、蜚声世界的固沙方法,成本低廉且实用,每个方格彼此相连,像网状铺在沙丘表面,从而成功“缚住”流沙。而基地内种植的各类地表植被,除了采用有极强适应性的本土种类之外,还采用了先进的滴灌技术,将珍贵的水资源送到植物根部,做到一滴也不浪费。

大量先进前沿技术的运用,让基地真正实现了“领跑”,也为中国荒漠化治理提供了许多宝贵经验。随着光伏装机规模的不断扩大,光伏组件功率不断提升,库布齐沙漠的光伏治沙模式还将带来更高的经济收益和生态改善效果。

“死亡之海”变“希望之海”

最贫瘠恶劣的地方,往往开出最惊艳的花,这也是沙漠光伏带给世人的美好愿景。不过,沙漠里的光伏发电还存在一些问题。

9月27日,出席2019第二届中国光伏产业高峰论坛的阳光电源集团副总裁程程告诉红星新闻,沙漠光伏在荒漠治理中确实能起到很好的作用,但面临的最大的问题就是防沙。沙漠里的沙子,因为风力侵蚀都很细,很不好处理;同时沙丘会移动,也会对电站造成影响,甚至将发电板埋没,当然现在固沙之后这种情况已经有所好转。

据程程介绍,阳光电源在库布齐沙漠里的光伏电站,就遇到过发电量突然降低的问题,查了各项数据都没找到原因。后来派人到现场查看,才发现光伏板上全是沙子,导致组件表面接受到的光照辐射降低,从而导致发电量下降。

此外,另一位出席高峰论坛的光伏专家也表示,沙漠里难免有沙尘暴,对光伏板的破坏性不言而喻。同时沙漠光伏发电常出现“热斑”现象,不但无法正常工作,还影响组件寿命甚至烧毁组件。该专家透露,去年有个光伏电站有无人机采用热成像仪检测,发现了8000多个热斑。

然而与沙漠光伏取得的成就相比,这些困难和问题都可以克服。荒漠化被称为“地球的癌症”,是全球生态领域一大难点。但由于中国治沙工作力度不断加大,很多沙漠和荒漠已经得到了治理和绿化,中国已在全球率先实现由“沙进人退”到“人进沙退”的历史性转变。

因为人类的智慧和不懈努力,曾经的不毛之地库布齐沙漠,植被覆盖度已经从2002年的16.2%,提升到2017年的53%,快要变成绿洲。作为世界上唯一被整体治理的沙漠,库布齐沙漠也成为了联合国的“全球治沙样本”,为世界提供了荒漠化治理的中国经验。

事实上,在“一带一路”战略驱动下,中国的生态光伏治沙也开始走出国门,在海外迎来了新一轮发展机遇。毕竟很多“一带一路”国家和地区,也都面临荒漠化的严重问题。

“金沙、蓝海、绿洲”,这是矗立在达拉特光伏基地的几个大字。库布齐的光伏治沙展现了光伏项目对生态改善的巨大促进作用,实现了光伏发电、生态修复、扶贫利民的共赢,成功践行了“绿水青山就是金山银山”的理念。

眼下的达拉特光伏基地还在快速扩张,基地项目一期2.5万亩已经建成并实现全容量并网发电;二期项目即将于今年10月开工。

在即将开工的二期项目所在地,红星新闻看到了真正的沙漠,荒凉、死寂、环境恶劣,看不到生命迹象。沙丘连绵不绝,举目望去,天地间尽是黄沙。虽然当天并没有起风,但仍能想象出沙尘暴来临时的末日景象。

然而这片沙漠也将在一年后不复存在,它将在人类面前彻底丧失原本的“尊严”,化身为基地的一部分。

一个达拉特光伏发电应用领跑基地,将有效治沙20万亩,而库布齐沙漠还有多个这样的大型光伏发电项目。随着越来越多的光伏电站挺进沙漠,终有一天,库布齐沙漠将会消失;终有一天,风吹草低见牛羊的盛景将重现。


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