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沿海滩涂、净化厂、水蓄能、采煤塌陷区、沙漠治理、土壤修复……光伏+正成为“标配”

2021-09-09 08:27:49 光伏們

从屋顶、建筑、铁路、水面、农业到铁塔、基站、污水厂、产业园区、学校、农业大棚、鱼塘水面、采煤塌陷区……进入“十四五”之后,光伏电站正“上山下海”全面开拓各种应用场景。

近日,江苏省在《关于支持我省光伏发电发展的若干意见(征求意见稿)》中,将光伏+模式提上了新的战略高度。文件指出,推动光伏发电与农林牧渔等产业融合发展因地制宜利用垦区农场、采煤塌陷区、沿海滩涂、养殖鱼塘、农业大棚、山地丘陵等空间资源,优化推进“光伏+”基地化开发;深挖地区分布式光伏发展潜力,加大光伏发电在高速公路沿线、铁路边坡及沿线设施、各类加油加气站、车棚、路灯杆等交通领域的应用,鼓励在大数据中心、5G基站、粮库、仓储等布设分布式光伏发电,新建工业园区、新增重大项目原则上预留发展分布式光伏系统的荷载能力和配网容量。

除了江苏省之外,全国超过15个省市地区在光伏管理政策中提出了光伏+相关的标准与要求。据光伏們不完全统计,目前已有云南、江苏、河南、甘肃、海南、四川、浙江以及杭州、浦江、桐乡等省/市/县,鼓励光伏电站与产业园区、学校、农业大棚、鱼塘水面、采煤塌陷区等相结合,不断探索更多的“光伏+”应用场景。

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部分省份管理政策光伏+内容节选

事实上,迈入平价的首年,光伏的发展仍然充满着挑战。土地资源日渐紧张,租金水涨船高,尤其是在用地资源紧张的中东部地区,光伏发展与土地匮乏的矛盾尤为突出;另一方面,各地方在生态环境保护方面的诉求也日益迫切。非技术成本昂贵,加之补贴退坡与发电不稳定性质,使光伏电站的收益率存在不确定性。

作为能源转型主力军的光伏电站天然具有与各种应用场景结合的优势,“光伏+”融合发展模式应运而生。与多年前“光伏+”仅被当作项目申报特点不同的是,如今“光伏+”正逐渐成为电站终端应用的“标配”。从农渔牧业建筑、高铁等应用场景,到与一二次能源多能互补结合,“光伏+”正在一步步实现综合成本的下降和效益的提升。

中国电力中电新能源福建开发公司建设了一座“光伏温室大棚”,实现了上面发电,中间层种菜,下面养鱼三种经济性的叠加;电站还通过利用棚外空间,植入百果园、香草园、花卉艺雕等,开放研学体验,休闲观光,真正实现一地三用的效果。

此外,养鱼时产生的排泄物、残饵等,可以通过过滤等方式转化为种植蔬菜所需的养分;而养鱼的水通过植物的净化吸收后,再重新注入鱼池从而实现了水资源的循环利用,大力提升效益。

很显然,随着技术进步与不断探索,光伏+已经不满足于加一种形式,而是衍生出加二、加三甚至加N的模式。济宁市微山煤炭塌陷区由于长期的大规模的开采形成采空区,导致顶板岩断裂,形成地表沉陷现象,慢慢积水成湖。

为此,三峡新能源因地制宜采用“渔光互补”的新型开发形式有效缓解环境保护的压力,实现经济与环境协调发展。

光伏产业、渔业养殖的建立运营和有机结合,为微山县带来的附加生态效益,其因煤而立的产业格局也一去不复返。

事实上,“光伏+”应用不仅能提升土地经济价值,还对荒山荒漠、污染土地、煤矿沉陷区等进行生态修复,给土地综合利用赋予更大的生态价值。在广东仁化,阳光新能源打造全国首个污染土壤修复与光伏利用项目,不仅促进污染土地综合利用增加收益,而且通过植物吸取修复技术,逐步修复污染土地;在山西大同,“光伏+煤矸场自燃治理综合应用技术” 逐步恢复煤矸场植被,为全国采煤沉陷区生态修复提供创新经验。

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在库布齐沙漠,国家电投集团内蒙古公司蒙西新能源公司投资建设了全国最大沙漠生态光伏发电站——达拉特光伏电站一期项目。达拉特光伏领跑一期300MWp项目,占地面积1.2万亩,2018年12月17日并网发电,荣获2018年度中国能源项目创新奖。2019年7月9日,由项目创造的世界最大沙漠光伏发电站“骏马图”成功获得吉尼斯世界纪录认证。

目前,该项目二期项目已建成,项目投产后累计治沙达1.6万亩,预计每年可发电8.5亿千瓦时,节省燃煤26.5万吨,减少二氧化碳排放66.3万吨,减少二氧化硫排放0.19万吨,减少氮氧化物0.263万吨。同时,电站以光伏+沙漠治理+生态修复的模式建设,目前一期已完成固沙工程施工及矮化红枣和中草药等经济作物种植,为地方经济长期发展和环境治理做出了积极贡献。

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在石漠化问题较为突出的的昆明东川,云南国际在那里建成了“光伏发电+集水灌溉+生态修复”的微型样板云南国际东川“生态修复+光伏”示范项目。光伏电站能够降低地表温度,通过改变地表能量平衡、水分循环和风速廓线,改善光伏阵列下方土壤水分条件和植被生长状况,有效提升光伏发电项目区域生态功能和生态健康水平。形成了可复制、可推广、可操作的“生态光伏”工程范式,实现了区域生态健康、协调发展目标。

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除此之外,光伏还与一些高耗能、高耗电企业深度融合,为其直接供电,降低用电成本与产品成本。

例如,武汉北湖污水处理厂与光伏结合变身“光伏电站”,该项目一期场地屋面光伏装机规模约1.46016兆瓦,占地约1.5万平方米;一期场地大跨越柔性支架光伏装机规模约22.26744兆瓦,占地约16.67万平方米,总建设规模约23.7276。不仅降低了污水厂用电成本,还实现了环保、绿色、健康的可持续发展,经济效益与环保效并举。

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梅溪湖水质净化厂光伏发电项目是湖南省内首个地埋式水质净化厂分布式光伏电站,由湖南湘新筱豪新能源科技有限公司投资、隆基协助参与建设。通过土地的二次开发,有效利用水质净化厂区约38000㎡的绿化用地空间,并使用“钢结构+预应力钢索”的新兴光伏支架形式,架空安装太阳能光伏组件,项目系统总安装3.66MW,实现了“自发自用,余电上网”,也发展了光伏+水务的新模式,不仅可以将清洁电能用于污水厂治理实现环保效应,多余的电能还产生了可观的经济效益,有利于可再生能源和社会经济的可持续发展。

另一方面,进入“十四五”,建构新型电力系统的要求,促使光伏的渗透率不断提高。但是,光伏发电波动性和间歇性为电网调度增加了很大挑战,光伏与多种能源的结合逐渐成为主流,拓展了又一维度的光伏利用。水光互补、风光互补、风光火互补以及光伏+氢能、光伏+电化学储能、光伏+光热等形式层出不穷,为解决风、光电站调峰调频,提高电能质量提供了新途径。

在北京昌平宝之谷国际会议中心,中国电力建设的光伏+“水蓄能”定制了一款光伏版“乾坤大挪移”。该电站不仅把光伏发电转化为热能、化学能储存,达到峰时用、谷时储的效果,还能就地供冷供热,实现节约用能成本和设备投资的目的。整套系统以国家电投和清华大学联合研发的IEMS多能流能量管理系统实施智能化管理,只需一间集控室便能监控整个园区的用能情况,完美解决用户42000㎡建筑面积用冷用热需求,且每年节约成本逾百万。

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除了上述场景之外,事实上,光伏+已经渗透到各个领域,像城市交通、园区供能、生态旅游、高原山地等等。

作为国有重要骨干能源央企,中国石化不断向风电、光伏、氢能等领域进军。尤其是在“光伏+加油站”方面,新意层出不穷。中国石化首座光伏建筑一体化加油站,广西六华加油站于此前5月份正式投用。六华加油站采用了BIPV式(光伏建筑一体化)的光伏组件。与后期加装的光伏发电设施不一样,加油站罩棚不仅能够发电,寿命也由原来5-10年延长至与光伏发电组件同寿命的25年。该“光伏+加油站”预计年发电量9.1万度,每年额外约有1万多度富余电能并入电网,可供12.5户居民一年用电。全年可减少碳排放量81.5吨,完全抵消自身每年约76吨的碳排放,真正实现加油站自身“碳中和”。

政策加持下,不少企业对“光伏+”的布局明显提速。中电国际在平顶山投建开发2GW的光伏+农业、养殖业、渔业等,而且在绿色低碳示范区方面加快光伏+氢能、储能产业园等项目的建设;中国石化建设光伏建筑一体化加油站、碳中和加油站;国家电投更是不断研究、探索、实践,打开了光伏+灯、光伏+顶、光伏+椅子、光伏+花等不少新形式。“光伏+”模式已然成为大家认知中最具性价比的存在。

“光伏+”与各种场景的结合,不仅可以实现对土地的增值,与多种能源的结合也开启了未来的发展方式。但是需要注意的是,目前大部分出发点更多的专注于光伏本身,未来如何实现对“+”部分的产业赋能,以及如何实现“光伏+”与社会变革,包括电力体制、互联网、大数据等更好的融合发展,是“光伏+”下一步需要重点解决的问题。

与此同时,在与多应用场景以及多种能源形式相结合的过程中,如何从电力系统本身去实现多种形式的融合发展也在考验着光伏行业的发展。由中国光伏行业协会、光伏們、风芒能源联合主办的第六届新能源电站设计与设备选型研讨会将于2021年9月23-25日在云南昆明举办。会议将从光伏、风电、储能及综合能源等领域,就电站设计、工程施工与设备选型三方面进行多维度的探讨,助力行业持续健康发展。




责任编辑: 李颖

标签: 光伏+ “标配”

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