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华能贵州茶光互补实验项目调研:茶、光伏和最优解

日期:2023-06-15    来源:中国华能  作者:柳田

国际太阳能光伏网

2023
06/15
15:57
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关键词: 中国华能 茶光互补 光伏电站

陆羽《茶经》有云:黔中茶,生思州、播州、费州、夷州……往往得之,其味极佳。所谓思、播、费、夷四州便在今天贵州遵义、铜的山地与丘陵之间,贵州人耕耘出了700万亩茶园,种植面积全国居首。

如今,古老的茶搭载着新能源产业,又展现出一番新的面貌。选位置、测角度,算产量、提品质,改工艺、创模式,农业与工业相遇,茶香与电力交织,正在创造无限可能性。

华能贵州都匀茶光互补项目 兰进敏/摄

灵感:一地两用,阳光共享

记者来到位于黔南的都匀坝固的茶光互补项目。绿意盎然的茶园中央,赫然竖立着几排光伏组件,给这片起伏的山峦增加了几分现代气息。细看上去,与常规光伏项目整齐排列的方式不同,这几组光伏板在角度、高低上不尽相同,错落分布。走到光伏板下,这里生长的茶树与烈日照射下的茶树相比,叶片颜色更深,形态也更为肥厚。

这正透露了项目的本质——实验项目。

黔贵大地素有“八山一水一分田”的说法,在贵州发展新能源,风电是高山风场,光伏是山地光伏,土地资源很大程度上制约了项目开发。然而贵州就如同一座“大茶山”,漫山遍野的茶园吸引了华能贵州分公司的注意。

光伏板架设在茶树上,可行么?不仅贵州分公司,贵州大学茶学院也有同样的疑问。贵州大力发展的“白叶1号”和“抹茶”适制品种,在生产过程中均需要遮阴,茶叶种植普遍面临的冬季冻害、春季冰雹、夏日高温暴晒等问题同样需要给茶树加上“保护伞”。

同一土地上进行光伏发电和茶叶生产,上面发电,下面种茶,一地两用,阳光共享。华能与贵州大学在茶光互补项目的合作上,几乎是一拍即合。

实际上,项目立项的时候,国内的光伏农业研究更多是从理论角度分析光伏密度、排列方式对作物的影响,实践研究相对较少,且缺乏中长期数据监测与论证。而华能和贵州大学在合作之初便明确了:要在发电效益与农业效益之间寻得“最优解”,选择不同光伏设施类型、光伏板排列方式、光伏板密度、茶树品种进行试验论证。贵州清能分公司副总经理张巍说,茶光互补项目,一方面可解决电力企业发展光伏的用地问题,节约土地成本;另一方面,通过与高校合作,论证架设光伏对茶叶种植的影响,找出最优的互补模式和种植技术,为后续推广提供理论支撑。

2021年11月,基于成熟茶园搭建光伏板的技术应用和推广项目正式启动,并在黔南的都匀坝固选定了第一块实验场地。这片茶园规模不算大,但胜在光照条件好,海拔与气候条件于全省而言具备一定代表性,让实验结果更有普遍指导意义。贵州大学茶学院院长吕立堂在对实验茶树品种的选择上,也颇为讲究。在“十里不同天”的云贵高原,不同位置、海拔、气候条件下种植的茶树品种不同,最终他选择了在贵州种植面积最广的“福鼎大白”作为首批实验对象。

与一般光伏建设基本相同,项目采用固定支架竖排板式布置,根据实验要求,架设高度分1.6米、1.8米和2米,架设角度为16度、18度和20度,通过各种排列组合,为板下茶树创造符合实验条件的生长环境。

“发出的电供给茶园附近一家养殖场使用,实现就近消纳、余电上网。”张巍告诉记者,都匀茶光互补实验项目占地4000平方米,装机容量500千瓦,包括27个发电单元,每年能提供绿色清洁电力50万千瓦时,每年可以减少碳排放50吨。“加上茶树本身固碳能力,整个项目每年减碳固碳100吨左右。”

意外:鲜爽堪比“味精”

冬去春来,经历了一整年的实验,春茶和夏秋茶的实验数据完整出炉。第一批实验结果让吕立堂团队深感意外——原以为加上了光伏板茶叶会“量减质增”,实际上却是“质量双增”。

数据表明,光伏板搭建使得茶叶鲜重量显著增加,最高增加达56%;水浸出物含量增加的同时,茶叶中咖啡碱的含量有效降低;相对于春茶,光伏板对夏秋茶产量及品质影响更大。而且茶园遮阴后土壤有效态氮、磷、钾的含量明显增加,空气湿度和土壤水分含量都高于对照组。

其中,尤为引人注意的是茶氨酸的变化,最高的对照组可增加40%以上,茶氨酸含量接近9%。调味品味精的氨基酸含量,通常在12%~14%之间。这意味着茶叶的香味或可媲美味精。茶叶的产量提高了,鲜爽度增加、苦涩味减少,茶叶内在品质及潜在经济价值随之大幅增加。

华能贵州都匀茶光互补项目 柳田/摄

第一批实验的成功,极大激励了贵州分公司和茶学院的合作动力。

随后,双方合作启动更多试点项目,独山下司试种“白叶1号”品种、盘州实验“龙井43”等。在光伏技术的应用方面,也开始尝试采用柔性支架技术。张巍介绍说,我们优化支架结构,尽量减少面板支撑点,采用单排4个支撑点的方案,为光伏板下机械化采茶作业提供便利。

后续实验结果更加理想。架设光伏板对“白叶1号”等白化茶树的效果更为显著,产量增加达50%以上,同时茶氨酸含量增加达90%。

不仅如此,茶光互补项目的建设运营,让茶农除了获得土地租金,还可以得到采摘、维养等就业机会,开启“产业+乡村振兴”实践。

未来:光伏茶大有可为

今年4月,在华能新能源项目推进会上,贵州分公司平塘20万千瓦和荔波20万千瓦项目正式开工建设。张巍透露,这两个光伏项目建成后,将在已有的光伏项目下面种上茶树,开始“光伏+茶+套种作物”立体种植模式研究。

“先茶后光”还是“先光后茶”,两种模式各有特色。前者周期短、见效快,可快速实现发电目标;后者经济价值更大,通过适当的选种、栽培、采摘,将极大提升茶叶在市场上的竞争力。

对电力企业而言,茶光互补项目开发潜力也十分可观。以贵州适宜开发光伏的150万亩茶园为例,粗略计算,全部应用茶光互补将新增清洁能源装机超千万千瓦。贵州分公司党委书记、执行董事唐烂芳表示,贵州分公司将更加聚力新能源发展,积极推进“光伏+”产业发展,加快茶光互补科研成果应用推广,力争率先建成贵州首个生态茶叶与能源产业深度融合的光伏项目,走出一条绿色发展路、生态致富路和乡村振兴路。

目前,贵州分公司还将眼光放到了整个农业领域,致力在光伏板下选种高附加值的经济作物,打造农光一体现代生态农业光伏产业,并已率先在贵州省内实现种植魔芋、土豆、党参、重楼等经济作物与养殖蜂类融合发展。

随着“光伏+”新项目落地,吕立堂也有新的研究计划。他说,我们知道茶树喜阴,但我们还不知道茶树喜欢哪一波段的光。通过进一步的实验,我们要发现茶树最喜欢的光。未来的光伏茶园,将会让光伏板完全遮蔽茶树,同时在板子下方放置茶树最喜欢颜色的光带。这样的“定向投喂”,将进一步提高土地利用效率,提高茶叶品质。

百味贵州茶,穿越千山万水,濡一口春味悠长。讲究文化传统,亦拥抱现代工业,在新的耕耘中,且行且试,不止不辍,书写茶和光的故事,仍是“人在草木间”的茶之本味。

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