《光伏板下生“宝藏”》记录磴口治沙
广袤沙漠
风沙漫天
这里为何建起一座电站?
光伏板下有何玄机
可以守土固沙变绿洲
且看国家电投北京公司磴口光伏治沙模式
《光伏板下生“宝藏”》(第一集)
已在CCTV-10系列纪录片
《创新进行时》播出!
光伏板下生“宝藏”(一)
以下是视频文字实录
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这里,是一片不毛之地。
每到11月,国家电投内蒙古磴口二期光伏发电项目电力工程师刘明杰,就会比平常更加紧张。
因为就在他脚下的沙地上,会有一个极为不确定的灾难随时可能来袭。
这里是内蒙古巴彦淖尔市磴口县,位于乌兰布和沙漠东部边缘地区,一座1700亩的光伏电站就修建在这片沙地上。
这里沙尘暴频发,而沙尘暴是光伏发电站所要面临的最具威胁的灾难。
刘明杰,从事电力工作已30多年,他非常清楚,沙尘暴对于光伏发电站来说意味着什么。
沙尘暴一旦袭来,遮天蔽日,所到之处,所有光伏板都会被这片漫天黄沙所吞噬。
而这些黄沙就是影响光伏电站发电量的一大“杀手”。
光伏发电主要是通过太阳能电池光伏板,将照射下来的太阳光光能转变成电能的过程。
而风沙席卷,一旦光伏板蒙上厚厚一层黄沙,光伏板的发电效率将受到极大影响。
这是专门清洗光伏板的清洁刷,不需要水,依靠电动进行清洁。
如今清洗光伏板大多仍是人工清洗,这是一项十分耗费成本和人力的工作。
1700亩的光伏区,20多万块光伏板,需要一块一块地清洗,这么大的光伏发电区,每清洁一次需要15个工人工作10天,至少需要花费6万元。
而只要爆发沙尘暴,光伏发电站的光伏板就需要进行清洁。
除此之外,狂风夹带着风沙,还有可能会给光伏电站带来灭顶之灾。
沙漠上松散的沙子被吹起,堆积成波浪状的沙丘。
沙子是一种细小矿物质颗粒,正如水波一样,沙子也会被吹起,像“波浪”一样翻滚。
沙丘便以这种近乎恐怖的方式在沙漠上移动了起来。
慢慢吞噬附近的基础设施,光伏发电站也不会例外。
曾经就有光伏发电站被铺天盖地侵袭而来的黄沙掩埋,甚至损坏。
一旦光伏发电站发生意外,它所带来的损失将以亿来计算。
既然风沙对电站影响如此之大,那为什么一定要在沙漠中建光伏电站呢?
在石油、煤炭等传统能源日益匮乏的今天,以风电、光伏等为代表的可再生能源,正在掀起一场新能源革命。
中国,是全球光伏行业中占比规模最大的国家,光伏发电量占世界光伏发电量30%以上。
沙漠地区地域广阔,年降水量低,光照时间长、采光量大,目前,我国沙化土地面积172万平方千米,如果太阳能都能被利用,将大大促进光伏产业的发展,甚至影响我国的能源格局。
因此,乌兰布和沙漠中的这座光伏电站,正是工程师们为合理利用沙漠中的太阳能,探索宝贵经验。更重要的是,他们希望通过在沙漠中建设光伏电站,寻找到稳固风沙的办法,实现经济收益和荒漠治理的双赢。
而沙漠中的电站,面对的头号敌人,就是风沙。
有什么办法能牵制住沙尘暴的步伐,防止沙丘吞噬光伏发电站呢?
固沙,势在必行。
说到固沙,其实中国已有丰富经验。
中国第七大沙漠库布齐沙漠,经过30多年治沙,超过910万亩的沙漠已得到治理。
毛乌素沙地,处于内蒙古、宁夏、陕西三省交界处,总面积为4.22万平方千米,长期治理下,超过50%的沙地已经得到治理,不再是黄沙漫天的景象,成了一片生机盎然的绿地。
毛乌素沙地,早年也面临固沙的挑战,最终,人们摸索出了用草方格来固沙的方法。
草方格固沙指的是把麦草用铁锹轧进沙子里,在沙漠上形成一种网状的沙漠防护带。
距离光伏电站1.5千米的穿沙公路两边就是用的草方格进行固沙,这些草方格增加了沙漠表面的粗糙程度,狂风袭来,草方格可以帮助降低风速,达到防风固沙的目的。
那是不是在光伏电站旁边铺设草方格,就可以防止沙尘暴的侵袭了呢?
答案是否定的。
国家电投内蒙古磴口二期光伏发电项目电力工程师 刘明杰 :草方格治理是好,当时治理以后,这个草呢,一下雨,经过一年到两年之间它要腐烂,腐烂以后沙子就保持不住,又成沙堆了。
看来,草方格只能短时间里牵制住沙丘往电站方向移动,并不是治理沙漠的根本手段,想要治沙、恢复生态,还是要种植植被。
这些植物,是防止沙尘暴侵袭的第二道防线。
沙漠中降水少、常有大风,气候十分干旱,在这种环境中也催生出了一类植物,适合在沙漠环境下生长。
这种植物叫做沙生植物,它们有着共同的特点,根系生长快,能扎到沙面下很深。
只有这样,它们才能在狂风阵阵的沙漠中站稳“脚跟”,让它们尽力去汲取深埋在沙漠深处的少量水分。
国家电投内蒙古磴口二期光伏发电项目电力工程师 刘明杰:这种就是梭梭木,那边有个大的,咱看看大的去。你看这个大的,现在有个1米78,两米高,梭梭木是沙漠里头耐旱植物,而且它的根能达到2米左右深,吸水能力特别强,抗旱能力特别强,固沙性能特别好。
光伏区周围种的植物就有梭梭树,同时还有另一种沙生植物——花棒。
在光伏区周围种上这些植物,同样可以遮挡风沙,它们组成了为光伏发电站防风固沙的第二道防线。
有了这两道“防沙墙”,外部吹进光伏电站的沙尘将会大大减少。
但是,这两道防线还远远不够。
草方格和植物挡住了沙子,但是仍然挡不住漫天席卷而来的狂风。
这些风在光伏区内呼啸而过,光伏区内原本平整的沙地被吹成高高低低的沙丘。
光伏板基座底部的沙子一旦被大风卷走,原本埋在沙子里的光伏板基座就会裸露出来。失去了沙子的支撑,基座连同光伏板就会下沉,导致光伏板支架发生严重变形。
光伏设备损坏,光伏发电的安全生产将受到严重威胁。
刘明杰所在的光伏发电站就曾面临这样的危机。
国家电投内蒙古磴口二期光伏发电项目电力工程师 刘明杰:这儿沉降挺厉害这,又沉降了,有多少?你记一下。风沙也太厉害了。这水泥不是上次沉降以后补的这块,你看看这个又掏空的这个有多高,又沉降了多少?刘明杰同事:20厘米。国家电投内蒙古磴口二期光伏发电项目电力工程师 刘明杰:看看那边比这边还严重,看看那个。刘明杰同事:这个风向是后边过来的风,西风过来的,你看这个,比较严重。国家电投内蒙古磴口二期光伏发电项目电力工程师 刘明杰:穿线管,现在也变形了,上下错这么多,你量下这个,这个距离,这么拉一下,下陷了2厘米。看来,为了保持发电效率、保证安全生产,架设光伏设备的光伏区也得想办法种植植物来稳住沙子。
光伏电站外的梭梭树和花棒能不能直接种在光伏板下呢?
显然不行!
国家电投内蒙古磴口二期光伏发电项目电力工程师 刘明杰:因为它长得非常高,我们的太阳能板离地才0.5米,这个呢,能长2米多高,将近3米高。它种在光伏区里不现实,因为光伏区它影响我们光伏板的太阳能发电,它把太阳光遮住了,紫外线也遮住了。梭梭树还有红柳枝这些都是一样的,都是长得很高很高。
花棒身高接近3米,而梭梭树最高可达9米,但是,光伏发电站的光伏板最低处离地面只有不到1米,将这些植物种在光伏区会遮挡太阳能光伏板,影响光伏发电。
在光伏区种植植物有身高限制,既不能太高,还得耐干旱,究竟什么植物适合这里呢?
经过长时间的资料搜索,一种神奇的植物进入了刘明杰的视线。
苜蓿,生长2个月,根就可以深入土壤90厘米,去吸收土层更深处的水分。
同时,苜蓿高度30至100厘米左右,也不会影响光伏板。
除此之外,苜蓿还是牛羊们喜爱的美食,被誉为“牧草之王”,能帮助牛羊畜禽们长得膘肥体壮。
而对于内蒙古地区来说,苜蓿还有更为重要的作用。
内蒙古地区气候干旱、沙尘暴频发导致牧草的生长并不稳定,而苜蓿不仅不挑剔土壤能在干旱地区生长,它还能改善土壤的肥力,提高土壤土质,等到苜蓿长大后作为牧草,收割后还可以增加一份额外的收入。
如此说来,苜蓿简直就是在光伏电站种植的最佳品种。
但是,苜蓿种起来却并不那么容易。
在刘明杰之前,过去的几年里,同事们也反复地种过苜蓿,但种植的效果并不好、存活率也不高。
为什么在这里苜蓿总是种不活呢?
作为研究电力的工程师,刘明杰对治沙、和种植植物显然是外行。
他决定在附近走访调研,看看当地的牧民有没有什么办法。
张耀清是当地的牧民,对沙漠气候十分了解。
张师傅告诉刘明杰,光伏区里的苜蓿种不活,和光伏板下的沙子有关。
国家电投内蒙古磴口二期光伏发电项目电力工程师 刘明杰:种这个苜蓿草,这个沙子能行吗?
张耀清(当地牧民):苜蓿草这个沙子不行,上面有植被,是(它)适应沙漠里种植,它这种沙蒿,它就是长在沙漠里。
国家电投内蒙古磴口二期光伏发电项目电力工程师 刘明杰:那像咱们种植苜蓿,怎么才能种好。
张耀清(当地牧民):那得铺土嘛,施农家肥。土和沙子混到一块了之后,沙漠里含水分和养分多一点。再说这个土是有机物质,它长这个苜蓿草,必须的条件,这个沙子是无机土。
原来,苜蓿和其他沙生植物不一样,直接在沙上种植苜蓿存活率并不高。
这是因为沙子的主要成分为无机物,营养物质极少。除此之外,沙子之间的缝隙非常大,具有极强沥水性,根本存不住水,没有水的滋养,苜蓿很容易就缺水死亡了。
之前在光伏区种植苜蓿始终难以存活,这是一个重要原因。
光伏区的沙地上,还能种成苜蓿吗?
工程师们想种植苜蓿,固住光伏板下的沙子。
但是,由于长时间风沙的侵袭,光伏区的光伏板下都是这种没有任何营养的沙子,存不住水,也根本没有适合苜蓿生长的土壤,光伏区内还能种苜蓿来固沙吗?《创新进行时》下集继续揭秘。
北京公司内蒙古新能源薛华武:
建一座电站、改善一片环境、带动一方经济、造福一方百姓,是国家电投给磴口人民的承诺, 也是新能源企业坚定不移贯彻新发展理念,走低碳绿色发展之路的具体实践。我们将在光伏治沙,保护环境上持续发力,努力打造“光伏+”升级版,实现生态与发展双赢。
北京公司原磴口维检站站长马树峰:
为真正落实治沙的绿色理念,提高植被覆盖率,我们想了很多办法。在光伏板下面铺设粘土、牛粪,在光伏板之间种植苜蓿、沙蒿,在厂区外种植防护林,彻底将流沙固定……终于将植被覆盖率由8%提高到70%以上。向光要电,向沙要绿,让沙漠释放更多的红利,是磴口光伏电站全体员工的共同奋斗目标。
北京公司磴口光伏电站安迪森:
光伏治沙模式是国家电投光伏人智慧与汗水的结晶,经过7年的不懈努力,1700多亩的沙区得到治理,树活了,沙绿了,人富了,磴口县的沙疙瘩变成了金疙瘩。我们在光伏区种植苜蓿和谷草338亩,在“小菜园”种菜16亩,光伏场区郁郁葱葱,瓜果飘香,呈现一派生机勃勃的景象。
北京公司磴口光伏电站崔鸣:
这沙窝窝在我们眼中就是金沙银沙。我们可以在沙漠里做光伏+渔业养殖、光伏+蚯蚓养殖,光伏+水稻种植、光伏+药材培育,还可以搞生态旅游……将光伏+产业链不断延伸,将沙漠的经济效益充分释放。
北京公司磴口光伏电站刘明杰:
光伏治沙产业的持续发展没有科技的加持是万万不行的。作为国家电投光伏人,我们要立足岗位,努力在工作实践中创新创造,用技术创新开创光伏治沙的转型之路。
北京公司磴口光伏电站崔璨 :
作为磴口场站的一名员工,传承发扬磴口的实干精神,就是要认真巡检每一块光伏板,精心浇灌每一株苜蓿草,用心用情守护好这片沙漠绿洲!
北京公司磴口光伏电站毕云仕:
国家电投光伏人战风沙,斗荒漠,始终在治理风沙、改善荒漠的道路上不断探索前行,为绿色清洁的新能源电力产业做出贡献。我为我所从事的光伏治沙事业而感到骄傲!
北京公司乌中旗维检站康健伟:
光伏治沙,种植梭梭树,国家电投赋予了乌兰布和沙漠新的生命。一望无际的沙漠之中,多了一抹绿色,也成为了茫茫沙漠中一道靓丽的风景线。
北京公司乌中旗维检站高阳:
“给我一片沙漠,还您一片绿洲”,不是一句空话,是国家电投北京公司 “打造清洁绿电能源,服务人类美好生活”的庄严承诺,也是北京公司基层单位助力集团公司“2023碳达峰”的良好实践。
2012年,北京公司结合磴口县太阳能富集的优势,创新性地提出了“光伏治沙,恢复生态”的理念。2014年10月18日,内蒙古磴口光伏电站项目启动建设,仅用73天便建成5万千瓦光伏电站。该项目是国内首个结合农业治沙的光伏项目,占地约1700亩,年发电量约8782万千瓦时。生态效益显著,每年可节约标准煤约3万吨,减排二氧化碳约7万吨。
2017年10月,北京公司作为纯绿色产业的代表,被国家发改委选中参加在肯尼亚举办的联合国环境大会,并就光伏治沙在大会上做出发言。2018年10月16日,联合国助理秘书长萨赫勒地区特使易卜拉欣·赛奥先生访问北京公司,称“磴口光伏治沙是一个奇迹”。2019年7月15日,马国林会见上海合作组织清洁能源电力系统技术培训班学员(俄罗斯、巴基斯坦、塔吉克斯坦、蒙古),进行了光伏治沙等新能源技术应用交流。
磴口光伏电站项目是光伏治沙的成功实践,过去这里的绿化率不到5%,如今已经达到77%。它在起到固沙绿化、阻止沙漠化蔓延和改善生态环境作用的同时,又可以提高太阳能光电变换效率,很好的兼顾了生态效益、社会效益和经济效益,实现了多方共赢,同时也起到了很好的示范带动作用。
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素材来源:北京公司编 辑:闻晓蕊