《生物多样性公约》第十五次缔约方大会透露出强烈信号,中国将持续推进产业结构和能源结构调整,大力发展可再生能源,在沙漠、戈壁、荒漠地区加快规划建设大型风电光伏基地项目,第一期装机容量约1亿千瓦的项目已于近期有序开工。
在碳达峰、碳中和目标的驱动下,我国正加速构建以新能源为主体的新型电力系统,光伏发电在各类生态场景下的应用探索逐渐增多,将光伏产业与荒漠化治理有机结合逐渐成为新的投资热点。
根据研究,沙漠每年接收的太阳能约为2000-3000千瓦时/平方米。如果这些太阳能全部转化为电能,足以让1千瓦的电器使用3000个小时,按照我国家庭年均用电量6000瓦计算,只需2平方米沙漠就能满足一个家庭一年的用电量。仅我国的塔克拉玛干沙漠总面积约为33万平方公里,大部分区域人迹罕至,可开发潜力巨大。
光伏治沙是二十一世纪第二个十年最新探索出的成果,其最大的特点就是把发展光伏和沙漠治理、节水农业相结合。电站的外围用草方格沙障和固沙林组成防护林体系,光伏板下安装节水滴灌设施,种植绿色经济作物,实现经济效益和生态效益的共赢。
在拥有巨大发电潜力的同时,荒漠光伏产业还具有多种生态功能。光伏电站可以防风防沙,实践经验表明,安装光伏板后,大量荒漠逐步变成了草地,生态环境修复的效果非常好。发电板大规模安装后,白天为地面植物挡住过强的阳光,而利用光伏组件板遮蔽阳光直射有效降低了地表水的蒸发,光伏板的遮荫效果能使蒸发量降低20%到30%,并且有效降低风速。这能很好改善植物的生存环境。除此之外,荒漠光伏几乎不涉及拆迁等成本,还具备土地价格优势。
西部不少荒漠地区拥有丰富的地下水,荒漠的治理需要进行植被的灌溉,在许多荒漠地区能源匮乏,这与燃油动力机械与输变电设备的建设运营成本过大不无关系。缺水导致植物成活率不高等困局在光伏电站周边迎刃而解,太阳能水泵与精细滴灌等技术的结合,为改善荒漠提供可持续的发展动力。
光伏电站的区间空地上,穿插种植着沙枣树等耐旱经济作物和沙柳等沙生植物,集光伏发电和生态治沙于一体;采用板上发电,板下修复,板间种树的新型产业循环模式,光伏阵列间种植的“沙枣”等植被,起到了防风固沙、防治水土流失的作用,有效遏制了沙漠扩展,对发展清洁能源、推动地区经济建设有着重要意义。
当前,荒漠光伏产业已成为继造林治沙、沙障压沙之后的第三条防沙治沙新途径。以前的治沙只有投入没有产出,现在产业融合发展思路之中,引入光伏企业治沙,在保护光伏场区的同时,还能选用适合沙漠生长的经济植物,利用沙漠发展有机农牧业,利用沙漠旅游带推动沙漠风情旅游,将沙害变为沙利,提升沙漠荒地利用价值。
虽然我国荒漠光伏未来发展前景广阔,但我国沙漠化地区恶劣的自然环境对光伏设备提出了挑战,尤其是沙尘暴对电站运维及项目综合发电效益的影响不容忽视。如果清扫不及时,灰尘带来的发电损失可能会高达30%-40%,将成为技术攻关的重点方向。
荒漠化地区分很多类型,一些是暴晒但没有风沙,一些是暴晒且风沙严重,情况各有不同。设备企业应该拿出针对性的方案,在设备选型方面做好充足准备。此外,荒漠光伏普遍远离用电区域、城市以及电网线路,需要重视消纳问题。
目前,我国已将沙漠治理难题发展成一个政府、企业和社会紧密合作的、可持续发展的创新项目:将光伏发电、沙漠治理、生态修复、生态旅游、经济发展融为一体,探索出“板上发电、板下种植、板间养殖、治沙改土、带动乡村振兴”绿色循环模式,真正发挥了荒漠地区土地广阔优势,解决能源工业清洁化、能源低碳化和能源安全供应体系的建设问题,有效推动能源化工转型升级。在光伏治沙模式推动下,产业发展相对落后的荒漠地区才能够对东部产业进行承接、技术升级,切实有效地推动西部大开发与一带一路新能源丝绸之路建设。