从“不经意的结果”变成自觉的行动
——光伏电站加紧与生态修复“手拉手”
在大风肆虐、寸草难生的荒漠中建设光伏电站,将电能用于扬水滴灌系统供电,用于智能种植蔬菜、中药材和养殖鸡鸭牛羊,用于支撑生态循环系统的高效运转……进而将原来自然条件恶劣的空闲土地改造成绿色、经济的生态家园。
日前,第三届中国光伏产业高峰论坛“光伏+生态恢复研讨会”在四川成都举行。“光伏产业不仅要促进生态的保护,而且能够促进生态的修复”是本次论坛的主题。会议分享的案例显示,光伏对生态修复的作用正在从“不经意的结果”变成自觉的行动。
部分光伏电站显现生态修复作用
七八月植被覆盖度增加了15%,光伏板下10厘米、20厘米、40厘米的土壤含水量分别增加78%、43%和40%,风速比园区外降低了40.3%,空气相对湿度比公园外增加了2.8%。——这是“光伏+生态恢复研讨会”介绍的“最佳实践案例”之一——国家电投青海共和荒漠光伏电站生态恢复项目的建设效果。
青海省海南州共和县塔拉滩以戈壁沙丘为主,是黄河上游和三江源地区风沙危害最严重的地带之一。塔拉滩光伏产业园区处于高寒干旱沙质草原,植被脆弱,由于降水偏少和过度放牧等原因,草场退化比较严重,沙漠化趋势明显。国家电投在建设运营光伏电站的同时,把生态保护融入其中,从2015年开始进行生态研究,开展气象、土壤及植被三大要素监测。同时,开展电池组件行间无灌溉植被恢复和滴灌微喷灌等技术研究,种植优良木材和经济作物,并尝试在园区进行藏羊养殖,使土地资源得以高效利用。
据清华大学能源转型与社会发展研究中心常务副主任何继江介绍,太阳能与土地多重利用的模式,减少了蒸发,降低了风速,提高了土地表层含水量。同时带来了兼具经济机制和生态价值的种植业和养殖业。
“很多时候,沙漠化是由于太阳光照太强,温度太高,蒸发量太大导致的。10年前我们在四川甘孜建立光伏示范电站,经过三五年的运行,我们观察到,在光伏板下面的绿化植物长得更好,长得更多,每年的生长时间更长。我们上面利用光伏发电,下面增强水土保持的效果,两者之间能够产生明显的协同。”通威集团董事局主席刘汉元表示。
事实上,在一些已建成运行若干年的光伏电站,生态效应正在显现。
宁夏腾格里沙漠光伏项目年均发电量5.35亿千瓦时,组件下沿距地高度最低150厘米,采用草方格围沙方式,3年后植被覆盖率达到了90%。光伏板下面的梭梭树和骆驼刺长势喜人。
宁夏毛乌素沙漠光伏项目位于黄土高原水蚀性荒漠上,光伏板下面种植了苜蓿和枸杞。光伏板减少了辐照强度,枸杞的开花季比当地同类枸杞长了5周,产量增加了29%。
陕西省靖边县的毛乌素沙漠光伏水利项目,依照当地发展生态农业及治沙护林的需求建成的光伏扬水系统,为边缘沙漠地区种植农业经济作物以及树木的灌溉提供了充分的供水保障。滴灌试验基地3千瓦的光伏提水系统,105亩沙地西瓜、35亩4年苗的樟子松、22亩一年苗的樟子松成活率高达90%以上。
全长444千米的塔克拉玛干沙漠公路是世界上最长的沙漠公路。为了保护公路,公路两边分别种上了植被,其中一边安装了13.5千瓦的光伏水泵对植被进行提水灌溉,植被生长明显好于另一边。夏季从卫星电子地图上就能看到茂盛的植被覆盖。
各类“光伏+生态”创新项目正在崛起
“从一些项目来看,光伏发展不是破坏土地,而是可以和土地资源更好地结合起来,有助于荒漠、戈壁滩地区的生态修复,在生态修复方面发挥了重要作用。我们过去这些年是不太经意地得到了生态修复的结果,现在发现了一些好的苗头,值得去好好研究。今后,我们应该更加有意识地把光伏和生态修复结合起来。”前国务院参事、可再生能源学会前理事长石定寰与会时表示。
2019年3月,清华大学社会科学学院成立能源发展与社会转型研究中心,致力于从社会科学的角度来研究和推进能源转型,探索在能源转型问题上各学科的协同研究,光伏与生态的协同研究成为研究中心重要的研究领域。该中心于2019年12月与《联合国防治沙漠化公约》组织秘书处签署了战略备忘录,主题就是可再生能源促进生态恢复和可持续升级与我国能源转型。
“必须避免、减少和扭转土地退化,以维持地球健康。在土地上每投资一美元,就可以产生多达10美元的生态系统服务。在此期间,我们应该关注的关键领域之一是土地修复与太阳能的紧密结合。”《联合国防治沙漠化公约》组织秘书处副执行秘书普拉德普·蒙加(Pradeep Monga)在会上说。土地和可再生能源的结合,在改善粮食、水、能源安全以及增强对干旱和气候变化的抵御能力,促进环境保护和提高可持续发展方面具有巨大潜力。
联合国防治沙漠化公约秘书处科技委员会项目主管贾晓霞介绍说,荒漠化不完全等同于治沙,比治沙的范围更广。在荒漠化治理的过程中,治理的费用通常比较高、耗时比较长,光伏的加入,可以使荒漠化治理在投入大于产出的阶段,有了发电的收入,对于治理投入是一个弥补。
正是由于看到了光伏在生态修复方面的潜力,目前,清华大学能源转型与社会发展研究中心与联合国防治沙漠化公约秘书处成立的可再生能源促进生态修复和可持续生计项目部加紧推进一些“生态+光伏”创新项目的建设。
云南农业大学的云南干热河谷光伏水泵生态治理项目,位于光热充足,水系发达的干热河谷区域,这里地高水低,水土资源严重不匹配,导致区域作物产量低,农民收入低。针对区域提水扬程大,提水成本高的问题设计采用高扬程的光伏水泵,以太阳能为动力源,长期运行成本较低,还避免了边远地区架设电网存在的远距离、投入大和利用效率低等问题。
江苏竑源新能源发展有限公司的江苏省兴化市竹泓镇渔光互补+生态修复项目,布局设计分为生态养殖区、尾水处理区、进排水系统、地排污系统,智能养殖系统。通过渔光互补+生态修复策略,以渔养水,以生态渔业修复湿地水域,建立养殖尾水处理循环系统,最终呈现现世清溪渔隐图;生态能源,以生态能源促进生态修复,建立湿地生态修复区域,最终展现现世碧水织光图;渔电结合,以生态能源融合生态渔业,渔光模式集约化开发土地,最终打造现世日沐淘渔图。
西安隆基清洁能源有限公司的铜川光伏领跑者+黄土高原生态修复复合项目建在黄土高原台塬地带。那里由于侵蚀剧烈导致黄土高原台塬面破碎化和分解问题,存在严峻的生态压力。项目建设了高支架固定式光伏+3000亩中药材种植,高支架跟踪式光伏+1500亩耐旱中药材种植。光伏农业大棚内计划开展现代化工厂育苗、错季蔬菜种植等工程,高规格冬暖温室大棚共计200座,其中12个大棚建设了数字化设施农业系统,实现了光伏赋能土地物联网的雏形。露天种植区规划光伏节水灌溉系统,形成田间配水支管网及末端滴灌带。
“在光伏进入平价上网阶段,我们要看光伏超越发电还能做什么。光伏荒漠化治理、生态修复是特别值得探索的领域。这个新的领域要探索的方面很多,要把‘光伏+生态’各利益相关方动员起来,在技术基础上,商务模式上、社会模式上探索出好的经验,做大做好,造福世界。”亚洲开发银行能源部门总监、清华大学能源发展与社会转型研究中心学术委员会委员翟永平表示。
原标题:观察丨光伏电站加紧与生态修复“手拉手”