1月5日,山西晋北采煤沉陷区新能源基地项目在山西省大同市正式开工,这是山西省2024年开工建设的首个重大项目,也是我国推进“双碳”目标布局的12个大型风电光伏基地之一。该项目总投资约550亿元,规划建设风电光伏新能源项目600万千瓦,预计2025年建成后每年可向京津冀输送清洁电力270亿千瓦时。
不只是山西省,我国多地对光伏改造采煤沉陷区都有尝试。例如,安徽省也在积极探索采煤沉陷区的光伏转型之路。2023年12月27日,我国单体规模最大的采煤沉陷区水面光伏电站安徽阜阳南部风光电基地水面光伏电站实现全容量并网。该电站总装机容量65万千瓦,全生命周期年平均发电量约7亿千瓦时。
事实上,采煤沉陷区治理是多个煤炭产地面临的共同难题。由于采煤沉陷区多会形成水域,建设水面光伏电站是当前采煤沉陷区的转型路径之一。中国矿业大学碳中和研究院副教授渠俊峰认为,水面光伏+治理采煤沉陷区治理还面临三大难题。
首先是稳定性问题。渠俊峰表示,水面光伏板的支撑环境与陆地不同,需要将光伏板在水域中稳稳地支撑,这对光伏组件的稳定性提出了更高要求。同时,水域环境的不同也对光伏电站的发电稳定性造成一定影响。采煤沉陷区本身是不均匀沉降区,水域中水的深度、介质等都会对水面光伏发电产生影响。渠俊峰表示,采煤沉陷区中水域水深不同,有深有浅,在水面布局光伏发电需要发电环境更稳定。
其次,光伏组件需要具备抗变形能力,因为采煤沉陷积水区位于采空区,地表会出现残留变形,地表二次沉降对采煤沉陷区光伏设施的安全运行会产生一定影响。渠俊峰表示,采煤沉陷区地表经过5年的沉降,在形成相对稳定的表面后,残留变形会导致地表再次下降,产生地表形变。形变从几公分到十几公分都有可能。对此,渠俊峰建议,通过增加光伏电站的部件,提高抗变形技术,使水面光伏电站达到相应的安全允许值。他表示,在提高抗变形技术后,在采煤沉陷区建设光伏发电站等设施问题不大,此技术能解决光伏发电的地基稳定性问题。
最后,相关支持方案仍需细分与完善。渠俊峰认为,针对采煤沉陷区的修复,当前我国相关部门出台了诸多方案,但均未实现对国家煤炭产业基地进行“一矿一议”。各地采煤沉陷区相关综合规划和发展应该更细化,根据当地的基本情况,“一矿一议”制定个性化方案。
同时,渠俊峰还表示,将采煤沉陷区变成湿地后,将是一个巨大的碳汇,通过对沉陷湿地的碳汇量测算和管理,碳汇在全国碳排放权交易市场交易,从而拓展该地的碳排放空间,也能增加一定收益。
原标题:水面光伏+采煤沉陷区治理的三重难题