初夏時(shí)節(jié)，青海省海南藏族自治州共和縣塔拉灘，遼闊的原野上是一眼望不到邊的“藍(lán)色海洋”，鱗次櫛比的光伏板在陽光下泛起層層“漣漪”，形成了一道亮麗的風(fēng)景線。
茫茫戈壁荒灘、寸草不生，這是昔日塔拉灘給人留下的印象。隨著光伏發(fā)電的興起，“借光”聚能的塔拉灘換了模樣：如今，這里已建起全球裝機(jī)容量最大的光伏發(fā)電園區(qū)——海南州生態(tài)光伏園。據(jù)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)前園區(qū)已入駐企業(yè)46家，總裝機(jī)量為15730兆瓦，年均發(fā)電量達(dá)到100億千瓦時(shí)，年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤311萬噸，減排二氧化碳780萬噸。
這片“光電樂土”蘊(yùn)藏著多少發(fā)展?jié)撃?園區(qū)是怎樣在荒漠戈壁中完成建設(shè)的?創(chuàng)造收益又如何?近日，記者帶您走進(jìn)塔拉灘一探究竟。
生態(tài)理念融入園區(qū)建設(shè)
在塔拉灘深處，曾經(jīng)只有一樣?xùn)|西無處不在，那就是漫天的黃沙。“進(jìn)了塔拉灘，汽車三點(diǎn)頭;出了塔拉灘，汽車把頭搖”，這是20多年前過往司機(jī)常掛在嘴邊的順口溜，說的是穿越沙化嚴(yán)重的塔拉灘時(shí)，車顛得利害，風(fēng)沙一吹還能把汽車打成“麻子臉”。
改變始于2011年。這一年，國家電投集團(tuán)黃河上游水電開發(fā)有限責(zé)任公司(以下簡稱“黃河水電公司”)來到塔拉灘，開始利用荒漠化土地開發(fā)建設(shè)光伏發(fā)電園區(qū)。
盡管98.5%的面積都是沙化土地，但塔拉灘地勢平坦，且光能資源豐富，年均日照時(shí)間近3000小時(shí)，適合大面積建設(shè)光伏電站。業(yè)內(nèi)專家預(yù)測，塔拉灘上蘊(yùn)藏著2萬多兆瓦的發(fā)電資源，年均發(fā)電量可達(dá)329億千瓦時(shí)。
然而，在塔拉灘開工動(dòng)土，絕非易事。
“當(dāng)我好不容易來到塔拉灘時(shí)，心里真有點(diǎn)發(fā)怵。地上全是黃沙，僅有一些零星的麻黃草，一陣大風(fēng)過來，塵土飛揚(yáng)，吹得人滿嘴都是沙土。”黃河水電公司新能源建設(shè)分公司副總經(jīng)理王倫至今清楚記得，第一次來塔拉灘踏勘時(shí)的場景。
除了黃沙蔽日，高海拔的工作環(huán)境也令項(xiàng)目人員苦不堪言。“這里平均海拔接近3000米，氧氣含量是平原地帶的64%。”王倫回憶，項(xiàng)目伊始，由于參建人員只能住在臨時(shí)搭設(shè)的帳篷內(nèi)，飲食質(zhì)量、休息條件都比較差，現(xiàn)場調(diào)試工作進(jìn)展緩慢。
雖然困難重重，但項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)并未退縮，反而創(chuàng)新提出基地式規(guī)劃、規(guī)模化開發(fā)、園區(qū)式建設(shè)的發(fā)展思路，樹立生態(tài)保護(hù)優(yōu)先的建設(shè)理念，引領(lǐng)打造世界級(jí)生態(tài)光伏園。
堅(jiān)持機(jī)械化打樁，避免對地表造成擾動(dòng);自主創(chuàng)新攻堅(jiān)，不斷突破電池及組件的轉(zhuǎn)換效率;推進(jìn)光伏電站系統(tǒng)集約化，打通光伏綠色循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈……從設(shè)計(jì)到施工，每個(gè)環(huán)節(jié)都凝聚著項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)保護(hù)高原生態(tài)環(huán)境的用心與決心。
在建設(shè)光伏電站的同時(shí)，塔拉灘還需要一條輸送綠電的特高壓通道。2018年11月，青豫直流工程正式開工，塔拉灘便是工程的起點(diǎn)，光電正是從這里“打捆”出發(fā)，途經(jīng)青海、甘肅、陜西等省份，抵達(dá)河南。
既要科學(xué)施工，更要綠色施工，“將綠色電能輸送通道建成綠色工程”是施工人員的共同心愿。
“架設(shè)電塔時(shí)，為了保護(hù)植被，我們在地面鋪了棕墊，作業(yè)也要靠人拉肩扛。”青海送變電工程公司負(fù)責(zé)青海段第二標(biāo)段施工的總工程師張彥斌指向一棵不足一人高的樹，“施工時(shí)本來要伐掉，但想到高原上長棵樹不容易，我們把它移植到了旁邊。”
施工過程中，這樣的故事還有很多。比如，在山頂修建輸電塔時(shí)，施工人員提前架設(shè)索道，幾噸重的鋼材從空中運(yùn)上山，要避免山路運(yùn)輸拖拽山上的樹木、植被。“我們在施工過程中沒有發(fā)生一起環(huán)境污染和破壞事件。”張彥斌自豪地說。
現(xiàn)如今，已建成345平方公里的光伏園區(qū)正為戈壁荒灘披上一件“防曬衣”。園區(qū)內(nèi)，平均風(fēng)速降低41.2%，20厘米深度土壤增濕32%。此外，園區(qū)工作人員也有意識(shí)地播散草籽，種植烏柳、小葉白楊、云杉等易存活還能防風(fēng)治沙的綠植，減少荒漠化土地面積達(dá)100平方公里。
“水光互補(bǔ)”創(chuàng)造良好收益
光伏發(fā)電雖好，但存在間歇性、波動(dòng)性和隨機(jī)性較大的問題。“光伏發(fā)電只在白天有效，晚上出力為零。萬一遇上陰雨天，它也無法保證達(dá)到用電高峰期的用電功率。”黃河水電公司海南分公司生產(chǎn)技術(shù)部副主任宦興勝坦言。
為此，黃河水電公司聯(lián)手相關(guān)科研院所，研發(fā)出“水光互補(bǔ)”協(xié)調(diào)運(yùn)行控制系統(tǒng)，將塔拉灘的光伏發(fā)電轉(zhuǎn)換為安全穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)電源。
距離塔拉灘36公里外，便是黃河穿越其間的龍羊峽。只見峽谷兩岸層巖嶙峋，巨大的河流落差下，蘊(yùn)藏著豐富的水能資源，黃河上游第一座大型梯級(jí)電站——龍羊峽水電站就坐落于此。
2015年，裝機(jī)容量850兆瓦的“水光互補(bǔ)”光伏電站在塔拉灘建成。一條330千伏電壓等級(jí)的輸電線連接著塔拉灘的“光”與龍羊峽的“水”，由此促成了全球規(guī)模最大的“水光互補(bǔ)”發(fā)電工程。
記者了解到，光伏發(fā)電的“軟肋”是晚上不能發(fā)電，而水電的“短腿”是存在豐枯水期變化。“水光互補(bǔ)”技術(shù)恰恰可幫助這兩種清潔能源實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)，取得“一加一大于二”的效果。
究竟什么是“水光互補(bǔ)”技術(shù)呢?
簡單講，當(dāng)太陽光照強(qiáng)烈時(shí)，用光伏發(fā)電，水電停用或少發(fā)。當(dāng)天氣變化或夜晚來臨時(shí)，用水力多發(fā)電，以減少天氣變化對光伏發(fā)電的影響，從而獲得穩(wěn)定可靠的電源。宦興勝解釋說，這種方式將原本間歇、隨機(jī)、功率不穩(wěn)定的鋸齒形光伏電源，調(diào)整為均衡、優(yōu)質(zhì)、安全的平滑穩(wěn)定電源。
水電的確可以彌補(bǔ)光伏發(fā)電的夜間缺失，但白天光伏多出力，是否又會(huì)擠占水電的效益?
從近幾年運(yùn)行情況看，水電站送出線路的年利用小時(shí)數(shù)反而從原來的4621小時(shí)提高到5019小時(shí)，也就是說，水光“打捆”后，“蛋糕”做得更大了。即便真的出現(xiàn)水電出力下降，若算綜合效益，仍然劃算。“例如，龍羊峽水庫目前發(fā)電的重要性只排第四位，排在前三位的是防洪、防凌和供水。少發(fā)電就意味著多蓄水，這對于缺水的西北地區(qū)尤為重要。”黃河水電公司龍羊峽發(fā)電分公司總經(jīng)理黃青剛說。
電站運(yùn)行效率的提高，除了依托“水光互補(bǔ)”技術(shù)，還借助運(yùn)行維護(hù)。據(jù)了解，龍羊峽“水光互補(bǔ)”光伏電站的一個(gè)子陣，就有4000多塊光伏組件，如果出現(xiàn)故障，僅通過人力核查，很難在短時(shí)間內(nèi)確定故障點(diǎn)。如今電站通過“集中監(jiān)控、大數(shù)據(jù)分析、遠(yuǎn)程診斷、實(shí)時(shí)維護(hù)”的智能管理，可實(shí)現(xiàn)快速故障定位、缺陷智能處理等，年平均故障次數(shù)減少了30%。
“‘水光互補(bǔ)’技術(shù)實(shí)現(xiàn)了水力發(fā)電和光伏發(fā)電快速補(bǔ)償，解決了光伏發(fā)電的棄光難題和安全并網(wǎng)問題，填補(bǔ)了國際大規(guī)模‘水光互補(bǔ)’關(guān)鍵技術(shù)的空白，推動(dòng)了清潔能源互補(bǔ)技術(shù)的發(fā)展。”黃河水電公司董事長姚小彥說，“水光互補(bǔ)”光伏電站一年可發(fā)電14.95億千瓦時(shí)，相當(dāng)于一年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤46.46萬噸，創(chuàng)造了良好的社會(huì)生態(tài)環(huán)境收益。
實(shí)證基地提供技術(shù)支撐
近年來，中國光伏電站開發(fā)建設(shè)速度較快，但相關(guān)的技術(shù)研究仍顯不足，設(shè)備研發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)制定均滯后于光伏電站建設(shè)。
具體而言，一方面，對于快速發(fā)展的新型設(shè)備，大多采用實(shí)驗(yàn)室分析評估，缺乏戶外實(shí)證測試分析手段;另一方面，太陽能光伏電站關(guān)鍵設(shè)備在線運(yùn)行檢測、測量所需的儀器、方法、精度等與國際先進(jìn)水平差距較大。
“尤其是受設(shè)計(jì)理念及設(shè)備制造水平的限制，我們的數(shù)據(jù)對比分析、實(shí)際運(yùn)行性能的評估方法都很單一，很難對已建成的光伏電站進(jìn)行有效評估。”在接受記者采訪時(shí)，國家電投光伏產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心光儲(chǔ)數(shù)字信息中心主任崇鋒介紹道。
考慮到中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)需要，經(jīng)過反復(fù)調(diào)研論證，2016年，海南州生態(tài)光伏園建起了全球品種最全、方案最多、樣本分析最權(quán)威的光伏發(fā)電戶外檢測實(shí)證平臺(tái)——百兆瓦太陽能發(fā)電實(shí)證基地。
王倫告訴記者，實(shí)證基地讓148種光伏主流技術(shù)及產(chǎn)品同臺(tái)對比，共分為6個(gè)試驗(yàn)對比區(qū)，選用展示26種組件、21種逆變器、17種支架等，囊括了國內(nèi)外知名光伏制造商生產(chǎn)的產(chǎn)品，將諸多光伏設(shè)計(jì)理念、設(shè)計(jì)方案進(jìn)行對比分析。
“哪個(gè)逆變器功效好?什么類型的光伏板更適合?這些問題，在實(shí)證基地全都有據(jù)可循，給后續(xù)大規(guī)模光伏電站建設(shè)提供了豐富的數(shù)據(jù)實(shí)例，充分釋放出光伏發(fā)電潛能。”崇鋒對記者說，實(shí)證基地給出了上百種光伏技術(shù)和產(chǎn)品的對比數(shù)據(jù)，為我國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供技術(shù)支撐和堅(jiān)強(qiáng)保障。
實(shí)證基地還設(shè)有2個(gè)主氣象站及氣象子站，為大容量光伏電站氣象設(shè)計(jì)提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和便利的實(shí)驗(yàn)條件。同時(shí)，實(shí)證基地又與西北工業(yè)大學(xué)聯(lián)合建立“西北旱區(qū)生態(tài)水利國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室青海分實(shí)驗(yàn)室”，對高原生態(tài)系統(tǒng)重建的影響機(jī)制進(jìn)行研究。
談及未來，崇鋒信心滿滿：“我們將進(jìn)一步集成創(chuàng)新資源，充分利用已有的實(shí)證基地能力條件，發(fā)揮綜合評測與實(shí)證研究的功能，將產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合，讓實(shí)證基地成為光伏產(chǎn)業(yè)的‘百科全書’。”
“光伏羊倌”見證能源惠民
曾經(jīng)，漫漫黃沙，阻隔了希望，如今，悠悠“藍(lán)海”，帶來了小康。在一個(gè)個(gè)光伏板的“庇護(hù)”下，昔日荒灘變成了草原牧場，如珍珠般散落的羊兒在園區(qū)內(nèi)游弋覓食，成為當(dāng)?shù)鬲?dú)特一景。
“原來這里土地沙化嚴(yán)重，自從光伏板一排排搭起來，風(fēng)沙不僅小了很多，草長起來也可以養(yǎng)羊了。”49歲的多茍杰，家在距離塔拉灘十多公里遠(yuǎn)的鐵蓋鄉(xiāng)，和大多數(shù)村民一樣，他平時(shí)基本靠放牧維持生計(jì)。
誠如多茍杰所言，有了光伏板的覆蓋，地表蒸發(fā)量大幅度減少，水分留住了，牧草也得以恢復(fù)生長。“數(shù)據(jù)表明，光伏板的鋪設(shè)，減少了風(fēng)對植被的影響，而且清洗光伏板的水會(huì)下滲至地表，這對草地有一定滋養(yǎng)作用。”黃河水電公司海南分公司總經(jīng)理朱明成說。
在光伏板的遮蔽下，草長起來了，但麻煩也隨之而來——草雜亂無章的生長，遮擋住了光伏板，降低了光伏板發(fā)電的轉(zhuǎn)化率，并且冬天還存在火災(zāi)隱患。
“與其花錢雇人來割草，還不如讓牧民來放羊。”朱明成告訴記者，為此，園區(qū)邀請周邊村民進(jìn)入光伏園養(yǎng)起“光伏羊”，形成良好的生態(tài)產(chǎn)業(yè)。“我們免費(fèi)修建了4座羊圈，讓‘光伏羊倌’零成本干起‘老本行’。”
2015年，鐵蓋鄉(xiāng)與黃河水電公司簽訂協(xié)議，將哈汗土亥村、上合樂寺村和下合樂寺村總共16戶養(yǎng)殖戶的羊群放進(jìn)了光伏園。
為了讓羊兒能夠暢通無阻地食草，園區(qū)工作人員開展了光伏支架型式的研究，將光伏組件的離地間隙從原來的50厘米抬升至120厘米，拓寬了羊群的“綠色通道”，實(shí)現(xiàn)了“板上發(fā)電、板下牧羊”。
“生態(tài)好了，日子也就越來越好了，我們家還買了輛小汽車呢!”說起如今放羊最大的不同，多茍杰說：“羊吃得好，成活率也更高了，現(xiàn)在我的羊群數(shù)量比之前翻了一倍，年收入增加了五六萬元。”
事實(shí)上，周邊村民除了在園區(qū)當(dāng)“光伏羊倌”，還能通過清洗光伏組件、割草、貨物搬運(yùn)等方式拓寬收入渠道。
“我們在生態(tài)光伏園干一天能掙200塊錢，工資日結(jié)，從不拖欠，一個(gè)月差不多能到手四五千元錢!”下合樂寺村村民程忠義從2014年就領(lǐng)著鄉(xiāng)親們在光伏園打工。長期與光伏電站打交道，他對各處安排布置都是一清二楚，就連匯流箱、逆變器、升壓站這些專業(yè)詞匯，說起來也是頭頭是道。
海南藏族自治州能源局局長張振飛說，塔拉灘新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中，探索出“光伏+牧場”方式，既減少了光伏企業(yè)成本，也助力農(nóng)牧民增收，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益的雙贏。“園區(qū)里現(xiàn)在有近2萬只羊，一年差不多能賣200多萬元，‘光伏羊’已經(jīng)成為我們這里的新名片。”
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