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沙尘暴再杀“回马枪”,光伏治沙白治了吗?

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3月20日,中央气象台继续发布沙尘暴蓝色预警:

受冷空气大风影响,预计3月20日08时至21日08时,内蒙古西部、新疆东部和南疆盆地、青海北部、甘肃、宁夏、陕西、山西、河北中南部、北京、天津、河南、湖北北部、四川盆地等地的部分地区有扬沙或浮尘天气,其中,新疆南疆盆地的部分地区有沙尘暴。


为何在我国大力治沙的情况下,还遭遇了近10年最强沙尘暴袭扰?防护林的作用是不是失效了?光伏治沙是不是白治了?


据中央气象专家回应,沙尘暴形成一般有三个条件:地表裸露,干燥少雨,加上冷空气活动影响。这次沙尘天气的成因主要有两方面:一是蒙古国与我国西北地区干燥和裸露的地表特征提供了有利的沙源条件。最近30天的监测显示上述地区气温普遍较常年偏高5℃至8℃,且近30天降水普遍偏少50%以上,多数地区在10毫米以下甚至无降水;二是近期大气环流的剧烈调整提供了沙尘天气形成的动力条件。3月14日开始,蒙古气旋发生发展并快速东移,为沙尘从源地向东南方向的输送提供了有利的动力条件,形成较为明显的沙尘天气过程。


国家气候中心气候服务首席专家周兵也回应称:“近10年来,由于人为治理和气候因素的共同作用,沙源地局部环境有所改善,使得沙尘日数和过程数明显减少。但一旦满足生成条件,它依然会出现。


近期沙尘天气虽然略显频繁,但不可否认的是,近些年来,我国的沙尘暴的天气越来越少了,这得益于我国治沙成效显著,措施有效,随着更多的治沙措施实践的探索,沙尘暴的天气将会越来越少。


位于内蒙古自治区的”中国第七大沙漠“——库布齐沙漠,曾是中国荒漠化最为严重的地区之一,一度让周边地区乃至首都北京饱受荒漠化之苦。30年间,在几代治沙人的不懈努力下,今天库布其沙漠发生了翻天覆地的改变。目前,库布齐沙漠植被覆盖率已达到了53%,曾经被称为“悬在首都上空的一盆沙”的库布齐沙漠几近覆灭。据联合国数据显示,库布其生态修复项目创造了近18亿美元的价值,为全球荒漠化治理提供了宝贵的中国经验。


▲  库布其沙漠1986年与2015年沙化土地类型对比


在今天的库布其沙漠,已经形成了“防沙治沙—生态修复—产业开发—土壤改良”的一体化生态循环产业链,建立了一套成熟可复制的治沙体系。其中,光伏治沙的成功探索,更是库布其治沙”中国经验“的一大亮点。


▲  今天的库布其沙漠


央视多次报道


光伏发电改善生态环境的发展模式和以及光伏治沙模式带来的经济效益增益受到了央视的高度认可。


眼前的这片犹如碧海蓝波的场景,并不是什么海市蜃楼,而是内蒙古达拉特旗库布齐沙漠里,用光伏发电板建起来的蓝色海洋。为了充分利用这里年均接近3000小时的日照时长,光伏板采用时下最先进的光照跟踪技术,实现年发电量达10亿度。光伏基地采用板上发电、板下修复、板间种树的新型产业循环模式,在防沙、治沙的同时,还带动了村民就业致富。30多年来,库布齐沙漠治理面积达6000多平方公里,绿化面积达3200多平方公里,因地制宜的发展思路,让这片曾经的生命死海焕发出了新的发展动能。

(↓↓↓央视专题纪录片《光伏电站“长庄稼”》)


光伏电站项目开展了生态变化观测,通过实际观测证明了光伏项目建设对植物生长和生态改善的巨大促进作用。而在库布其的荒漠化治理中,这种改善作用尤其明显。


沙漠电站搞养殖


沙漠里的电站种庄稼


光伏板可以遮阳,让沙漠里的水分减少损失,养殖的家禽


电站里采用了高效的单晶双面组件+跟踪支架


过去十年,光伏发电成本下降了90%以上


电站项目开展了生态变化观测,通过实际观测证明了光伏项目建设对植物生长和生态改善的巨大促进作用。而在库布其的荒漠化治理中,这种改善作用尤其明显。


光伏电站安装后当地蒸发量减少800mm以上


光伏板遮挡下的只有17度,没有光伏板遮挡的接近40度,光伏板下的甘草涨势旺盛


光伏电站为当地带来非常好的经济效益


光伏治沙项目的经济收益,为荒漠化治理和环境恶化地区的脱贫攻坚提供了更多支持。


未来随着光伏组件功率的提升,发电的收益也将不断提高,未来将给沙漠电站带来更多更高的环境收益和经济收益。



达拉特旗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,达到了防风固沙、防治水土流失的作用,有效遏制了库布其沙漠扩展,对发展清洁能源、推动地区经济建设有着重要意义。


库布齐大漠的光伏“骏马图”是如何建设的?




与流沙“死磕”的日子


库布齐沙漠在河套平原黄河“几”字弯里的黄河南岸,“库布其”为蒙古语,意思是弓上的弦。发展光伏沙漠电站是主要治沙模式之一,建好光伏项目,把沙漠变“蓝海”,就是他们来这的意义,中建电力的建设者们已成为弦上的箭。


“与流沙死磕”成了于皓伟的口头禅,他来自江南水乡,也是这个项目的项目经理。2020年2月进场第一件事便是要实现场平,沙子不同于挖土、夯实即可的常规土地。铲车挖机的陷车,流沙随风的迁移,平整好的场地莫名塌陷,每一样都令他头疼不已,而塌陷最为头疼。

想解决问题,就得追根溯源。项目组建了一支“沙漠蓝海攻坚队”,全员扎根在早晚几十度温差的现场,顺着塌陷的地方一处处深挖,终于发现塌陷是因为寒冬时节的积雪被流沙包裹形成了冻雪,被埋在了沙丘的深处,当气温回升冻雪融化时就造成了塌陷现象。通过对2000多亩地的地毯式搜索,大家协力挖出了区域内藏匿的所有冻雪,让冻雪提前“暖化”,场平塌陷问题终不再有。

立好流沙中的桩


前半程的努力,充其量是把沙丘弄成沙地,想在这片 “黄金软沙”中装上一块块光伏板,打好桩、打稳桩是他们亟待解决的问题。别说常规的灌注桩无法成孔,工人的正常行走都费力,一脚深一脚浅的。


反复试验,也反复失败,也得益于设计经理万小西的一次洗漱,泼出去的水浸湿沙子,沙堆在晒干之前竟不会塌陷。正是这次偶然发现,让他们优化了洇水桩机旋挖技术,用水先行固沙,在流沙中终于实现第一根灌注桩打孔立柱。


有了成功先例,作业面也随之全面铺开,但随之而来的却是件麻烦事。刚整齐立好的一根根支架竟出现高矮不一致、前后有偏移的情况。一厘米的偏移都将会严重影响光伏支架的安装质量,从而影响最终整体发电效率。


经过调查后发现,导致这种情况的罪魁祸首竟是一股“小旋风”,围绕着打好的支架,日复一日地盘旋,“顺”走支架周边的沙土,让支架底部裸露的地方越来越多。发现问题的根源,解决问题那便顺手拈来,团队就地取材,用大颗粒沙石混合铺设覆盖成功压住了支架四周容易被风带走的细沙,如此一来,小旋风带来的细沙反而会被大沙石“留住”。最终,两万三千多根光伏支架全部稳稳地立在库布齐沙漠之中。

让万物迎光生长


作为全球最大的沙漠集中式光伏发电基地,能将自然资源有效地转化成为生态经济发展优势,该项目并网发电后在节能减排效果方面相当于每年节约标煤66万吨、减少排放二氧化碳165万吨、粉尘45万吨,有效改善内蒙古自治区能源结构和生态环境质量。


 这里气候干燥,降雨量极少,饱受风沙侵蚀,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,5月份时还是一片沙,如今9月份,光伏板下已经一片繁茂。


说起光伏板等发电组件的选用上,项目选用双面双玻组件光伏板,不同于传统的光伏板只有正面能够转化太阳能发电,该光伏板正反两面都能吸收转化太阳能发电,能够提高15%的发电效率。



在光伏发电中,当太阳光和光伏板的角度越垂直,发电效率越高。该项目在光伏板的支架下安装传动组件,通过计算太阳光的角度和运动时间轨迹,设定自动程序控制传动轴,让光伏板化身“向日葵”,“追着太阳走”。早上太阳升起的时候,光伏板向着东边,黄昏日落的时候,光伏板就向着西边了。始终保持与太阳光形成尽可能的垂直角度,保证最大的发电效率。

(来源:阳光工匠光伏网)

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