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刘祖明:光伏提水助力精准扶贫推动乡村振兴

2020-05-26 13:50:27 太阳能发电网   作者: 吴军杰  

“这些年的实践让我意识到,光伏提水会成为一个产业,它对缺水地区生产力条件直观且巨大的改善,甚至让人感到惊讶,这也是我见过的最好的最直接有效的扶贫手段。”

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云南师范大学太阳能研究所刘祖明教授

今年,云南遭遇近10年来最严重干旱。数据显示,截至4月15日,全省共有100条河道断流、180座水库干涸、140眼机电井出水不足,造成约150万人、50万头大牲畜饮水困难,农作物受灾面积达460万亩。

这几个月以来,云南师范大学太阳能研究所刘祖明教授非常忙碌,作为著名光伏专家和光伏提水系统倡导者,他和云南卓业能源有限公司的专家们奔走于云南干旱最严重的偏远乡村,夜以继日地赶工建设着一个个光伏提水工程。

“因为旱情形势严峻,现在很多项目都要求马上完成。”刘祖明说,尽管是“五一”长假期间,也有几个项目同时在施工。

3月7日,疫情缓解后开工的首个光伏提水工程在玉溪市元江县洼垤乡邑席下寨抗旱应急工程建成,项目光伏装机10.8千瓦,设计提水扬程209米,为当地36户135人缓解了生活用水难题;

4月3日,位于昆明市弥渡县德苴乡团山村光伏装机170.5千瓦光伏提水工程建成投运,项目设计提水扬程400米,为当地431户1608人的严重旱情提供了及时支援;

4月17日,对位于昆明市嵩明县牛栏江镇大箐村的建成已四年的光伏提水工程更换新型水泵,让老项目在严峻的抗旱新形势下发挥出了更大的作用;

4月18日,位于玉溪市元江县洼垤乡邑慈碑村委会亚祖垤中寨装机6.4千瓦的光伏扬水工程建成,项目设计提水扬程99米,惠及村民156人;

4月20日,位于昆明市禄劝县乌蒙乡基鲁村委会光明村光伏装机2.16千瓦的光伏扬水工程投入运行,项目建在海拔2240多米的高山上,设计提水扬程90米,为处于干旱中的当地百姓送去了一场“及时雨”;

4月29日,位于昆明禄劝县茂山镇甲甸村委会塘房、甲乌的另一座光伏扬水工程竣工运行,光伏系统装机7.44千瓦,设计提水扬程52米,惠及百姓129人。项目建成当天,虽然是阴天,但系统仍实现了有效提水,显示出较高的系统效率;

5月6日,位于玉溪市沅江县洼垤乡它才吉村委会邑尼都村的光伏扬水工程投入运营,项目光伏装机75.6千瓦,提水扬程440米,为当地32户139人解决了生产生活用水。该项目正是利用五一假期赶工完成,及时且极大地缓解了当地严重的旱情;

5月11日,位于昆明禄劝县皎平渡乡发展村委会菜咪多村的另一座光伏扬水工程竣工运行,光伏系统装机4.8千瓦,设计提水扬程137米,惠及百姓124人。

5月18日位于昆明市寻甸县河口镇北大营村委会的另一座光伏扬水工程竣工运行,光伏系统装机24.8千瓦,设计提水扬程138米,惠及百姓205户1150人。

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“每个项目都是最有效的扶贫手段”

身为云南人,刘祖明成为光伏提水工程领域的全球知名专家,似乎有着得天独厚的“优势”。

资料显示,作为我国贫困面最大、贫困人口最多、贫困程度最深的省份之一,云南省目前尚有92万人饮水依靠水窖保障、136万人依靠水窖辅助保障,全省三分之二的耕地靠天吃饭,缺水成为制约成为当地群众脱贫致富路上的老大难问题。

十多年来,刘祖明和他的团队在云南高原地区建成了160多座光伏提水工程,项目建设地多位于高海拔的边远山区,施工条件恶劣甚至超乎想象,提水扬程从几十米到超过1000米不等。其中一个光伏装机1.35兆瓦、提水扬程超过1000米的项目,是目前世界上总扬程最高,装机规模最大的光伏提水项目。

这些项目不但为缺水地区百姓的生活生产用水改善提供了最直接有效的帮助,为总计高达4万多人的脱贫致富做出了非常直观的贡献,同时也让刘祖明积累了非常丰富的光伏提水系统设计与工程建设经验。

“这些年的实践让我意识到,光伏提水会成为一个产业,它对缺水地区生产力条件直观且巨大的改善,甚至让人感到惊讶,这也是我见过的最好的最直接有效的扶贫手段。”刘祖明告诉太阳能发电记者说。

2013年建成的位于寻甸县山区某村的一个光伏提水工程,给刘祖明留下了深刻的印象,因为该村村支书后来告诉他,自从有了光伏提水工程,全村每年因此增收超过1000万元。

寻甸是云南省三大烤烟种植基地之一,这个山区村子位于该县严重缺水地区,此前只有一个使用电网电力的扬水项目,但功率较小,连老百姓的生活饮用水也不能完全满足,就更不用说农业生产用水了。

有个例子可以很形象地说明当地缺水的严重程度。

多年来,这个村子里的老百姓家里盖房子,建设用水都只能依靠雨水解决,如果某村民打算建新房子,则需要提前至少一年时间挖出多个水窖蓄积雨水,还得看天公是否作美,什么时候水蓄积足够了,什么时候开工建房。

正是由于缺水,这个村的主要经济作物烟叶种植的收益,一直处于寻甸县的下游水平。因为缺水,村里种植烟叶的时间要比其他地方普遍晚一个月左右,因此烟叶的出产也比其他地方晚,这导致烟叶错过最佳售卖时间,不得不压价出售。

在刘祖明第二年回访这个村的光伏提水项目时,村支书告诉他,项目带来的收益仅仅一年就已经很明显。有了光伏扬水工程,生产用水跟上了,烟叶不但能够及时种植并赶在烟厂收购旺季出产,同时产量也大大增加,往年的损失与现在的增产相加,直接为村里增收超过千万元。

这让刘祖明很吃惊,以为村支书是为了表达感激而夸大其词,为此特意去问过当地政府相关政府部门负责人,结果那位负责人告诉他,增收超过千万,还是村支书的保守说法,实际增收可能更多。

“项目综合效益远超预期”

2017年建成的两个项目,让刘祖明对于光伏扬水项目对缺水地区生产力条件带来的直接有效改善,有了更直观的认识。

这两个项目位于昆明附近大约60公里的一个村里,这个有近2000人的村子,拥有5000多亩土壤条件很不错的土地,但由于缺水,每年只有雨季能够种植一季玉米,其他作物基本上都种不了,虽然距离昆明城区很近,却长期处于贫困边缘。

该光伏提水项目水泵总装机37*2千瓦,提水扬程180米左右,设计晴天日提水330万方,项目建成后,实际年提水量超过设计。

有了充分的用水,生产条件得以大大改善,不仅及时解决了生产生活用水难题,还进一步提高了群众发展生产的积极性。由于村子距离昆明城区很近,于是村里的老百姓选择了种植经济效益明显且可多季种植的各种蔬菜,由于效益明显,不但以前在外谋生的青壮年纷纷返乡,连此前租给外地人的土地也予以收回自用。

短短一年下来,村里老百姓的收益就有了一个堪称天翻地覆的改变,全村年收入超过百万元,种三七的收入甚至超过亿元,可谓一步脱贫致富。

一位开车来接刘祖明去回访项目运行情况的村民感慨道:“以前根本不敢想象,我们居然能够家家户户都种蔬菜,村里各家的收益相比往年都翻了好几倍,现在根本没人再愿意外出打工。”

2010年建成的第一个光伏提水项目,带来的社会影响,至今还让刘祖明较为感概。

项目位于文山县山区一个200多人的村子,设计装机7.5千瓦,后来配置了10千瓦的组件,提水扬程地下40米、地上60米,是从一个地下溶洞提水。

项目建成运营后刘祖明还没啥感觉,项目做完了也就完了。但在第二年,当地发生严重干旱,连县城的人也跑到项目所在村里来提取生活用水,这才让刘祖明对光伏扬水项目的社会意义有了新的认识。

这个现象也引起了当地州委主要领导的高度关注,也正是因此,云南省科技厅后来一下子给刘祖明安排了八个光伏扬水示范工程,甚至还要求项目所在地主要领导亲自跟进项目建设。

当然,如同寻甸那个烟叶种植村的项目一样,所有光伏提水项目,对经济效益的考虑仍然是立项的重要因素。

据刘祖明介绍,他这些年下来做的项目,经济效益都非常明显,甚至远超预期。

他例举了一个无电又缺水村子的项目。

此前,当地电网公司评估,如果该村要实现通电,仅仅是解决抽水系统用电,就需要投资四五十万元,这还不算后续电费,以及干旱时政府组织消防车送水的巨大经济成本和管理成本。

而当时的光伏组件价格还需要十多元一瓦,即使这样,刘祖明承建的光伏扬水工程造价也只要三四十万元,且后期运行还不用再支付电费。

这个很简单的账谁都会算,所以地方政府和农业、科技部门的领导一看,“这种项目太值得做了啊。”于是,云南科技厅随后出台了一个计划,用四年时间每年投资500万,专项推动缺水村的光伏提水项目建设。

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“每个项目都让我很有成就感”

光伏提水项目对于缺水地区老百姓生活乃至生产力条件的巨大改善,不仅让受益老百姓高兴,也让项目所在地政府减轻了扶贫压力和每年为缺水村送水的工作量,相比项目的经济效益,明显的社会效益让刘祖明更有成就感。

“老百姓感激我们,是因为一个项目对他们的生活和农业生产都带来了非常直观的改变,特别是那些连生活用水都很困难的乡村,以前青壮年基本都要出去谋生,村里只剩下妇孺老幼,农业生产恶性循环,社会问题突出。”

2018年刘祖明承接的两个项目,位于昆明市某郊区县的四个村子,基本没有饮用水源,特别是到了旱季,几乎完全没水,甚至造成老百姓上访事件。

据刘祖明介绍,在云南,饮用水没有解决的村落还不少,有些位于高海拔地区的村,生活用水需要从很远的山下挑回来,或者用马或骡驼回来,来回一趟甚至需要一整天的时间。

“解决了水的问题,也就解决了生产的问题,以前很多青壮年不得不离乡背井出去打工,现在有了生产条件,务农的收益甚至还高于在外打工,自然就没有了离乡的想法。如此一来,小孩的教育、老人的照顾,这些问题都得到了解决,这对于社会稳定的贡献,其实更大于经济收益带来的价值。”

随着项目越做越多,刘祖明也越来越意识到,无论是解决生活用水,还是农业生产用水,光伏扬水工程的社会价值都要远远大于经济价值。

特别是云南这样的高海拔地区,不仅全省山区面积占了94%,覆盖的人口基数很大,冬春季还经常干旱,现有水利设施大约只有全国平均水平的50%左右,而且老化严重,远远无法满足生活生产的基本需求,乡村经济发展和社会稳定严重受制于缺水缺电问题。

如果要让这些山区老百姓真正脱贫致富,就必须大量建设水利设施,改善生产生活用水用电条件,但采用电网工程去补足这一缺陷,不仅投资巨大,工程量也相当大,且还面临今后需要支付昂贵的电费提水等难题。

在刘祖明看来,面对这样的地理和社会条件,采用光伏提水系统简直再合适不过了,光伏系统具有因地制宜规模灵活的优势,以如今的系统价格,投资和运行成本甚至可能只有电网工程的几十分之一,经济效益明显,具还具有十分显著的社会效益,非常值得大范围推广。

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刘祖明简介

工学博士、教授、博士生导师,主要研究方向为半导体材料与器件及核技术与应用,对晶体硅异质结太阳电池、薄膜太阳电池有深入研究,曾主持完成多项国家级、省部级重点科技项目及重大国际合作项目的研究工作,其力主推广的光伏水泵应用多次刷新中国及世界光伏水泵系统的规模及扬程记录,在核心技术方面取得了一序列突破,技术水平处于国际领先水平,为光伏水泵产业化做出了重要贡献。




责任编辑: 李颖

标签: 刘祖明 光伏提水 光伏扶贫

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