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推动发展光伏治沙产业化发展 助力内蒙古打好“三北”工程三大标志性战役

日期:05-07
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版面:rb07 理论       上一篇    下一篇

●杨蒙

2023年6月,习近平总书记在内蒙古巴彦淖尔主持召开加强荒漠化综合防治和推进“三北”等重点生态工程建设座谈会时强调,“加强荒漠化综合防治,深入推进‘三北’等重点生态工程建设,事关我国生态安全、事关强国建设、事关中华民族永续发展,是一项功在当代、利在千秋的崇高事业。”三个“事关”深刻阐述了“三北”工程的重大意义。这次座谈会上,习近平总书记亲自部署了“三北”工程三大标志性战役——黄河“几字弯”攻坚战,科尔沁、浑善达克两大沙地歼灭战,河西走廊—塔克拉玛干沙漠边缘阻击战,其中“两个半”战役主战场在内蒙古,60%以上的工作量在内蒙古。内蒙古沙漠面积约15万平方公里,约占全区面积的12.7%,多年来,我们已经在和沙漠沙地的斗争中,结下了累累硕果,积累了宝贵经验,创造了适应新时代经济社会发展的防沙治沙模式。特别是近年来崛起在沙漠中的光伏工程,更是举世瞩目,大放异彩。防沙治沙与风电光伏一体化发展,是自治区“六个工程”的重要内容,是低碳发展绿色发展的典型模式,不仅能从根本上改变沙区的面貌,提高沙区人民的生活水平,而且会产生1+1>2的效果,为推动自治区走好以“生态优先、绿色发展”为导向的高质量发展新路子作出重要贡献。

一、光伏产业发展与荒漠化防治相互促进

1839年,法国物理学家亚历山大·埃德蒙·贝克勒尔(Alexandre Edmond Becquerel)发现了“光生伏特效应”,1941年,美国物理学家拉塞尔·奥尔 (Russell Ohl) 在硅中发现了PN结光伏效应,促进了太阳能电池的发展。光伏产业的发展初期始于20世纪50年代,光伏产品开始应用于空间技术,如1958年美国发射的卫星中使用了太阳能电池。1974年,日本政府公布了“阳光计划”,对太阳能研究进行了大量投入。光伏产业化兴起于21世纪初,2004年,光伏发电在欧洲大规模商业化发展,以德国为首的欧洲各国推出政府补贴政策。2014年起,随着我国对光伏产业发展出台多项支持政策,中国成为光伏产业的主要发展地。现在随着光伏工艺技术的进步和成本改善,光伏发电在全球范围内进入全面平价期。综上所述,自19世纪末发现光生伏特效应以来,光伏产业经历了从基础科学研究到商业化应用的转变。特别是21世纪初,在欧洲和中国的政策推动下,光伏产业实现了快速发展。目前,全球光伏市场正处于全面平价期,标志着该产业的成熟和广泛应用。

光伏治沙的主要途径是建设沙漠生态化光伏电站,其典型路径是在光伏电站的外围、边沿地带及站内采用沙障措施、生物措施和其他措施,如农业节水、封护等。通过机械固沙、化学固沙、植物固沙以及建立阻沙栅栏、防沙林带林网等方式,建立综合防护系统。光伏组件板遮蔽阳光直射,可有效减少地表水的蒸发,还能够有效减缓风速,改善植物的生存环境,为动植物提供屏障。光伏组件板的使用有利于产生小面积径流,集中沙漠、戈壁地区稀少的降水,加深降水入渗深度。同时,沙漠光伏电站从设备选型、工程设计建设等方面,可与风沙防治优化结合。有研究表明,采用适应地形能力更强、结构稳定性更好、布置更灵活、运维工作量小的固定式支架,并将光伏支架相互错开,可以减缓风速。2016年6月16日,位于库布齐沙漠的全国首个光伏治沙项目成功并网发电,开启了我国光伏治沙产业化发展的新时代。

二、光伏产业发展提高沙漠治理可持续性

光伏电站具有良好的防风固沙功能。有研究表明,光伏电站外围和行道间风速会随着高度的增加而增大,其风速变化趋势呈“J”形,当高度达到40~100 cm时,风速波动变化尤为显著。同时,光伏阵列内部风速均低于外部旷野风速,对过境气流风速的减弱系数为17.14%—32.12%。从风速流场变化过程来看,光伏阵列在下沿出风口高度20~80 cm处产生气流涡旋,增强了对板下沙粒的搬运能力,随着气流深入光伏电站腹地,能量呈梯级衰减,在行道间产生堆积现象,输沙率随高度的升高呈递减趋势,服从对数函数分布。

沙漠光伏可以降低地表温度。原理是光伏板将当地的太阳辐射转变为电能,从而调节地表热力平衡。腾格里沙漠中1平方米光伏板转换的太阳辐射相当于260.75平方米荒漠植被转换的太阳能。沙漠光伏对春季10米高度造成的热力平衡效应,使其电场内气温明显低于光伏电场外的气温。光伏电站对风沙的阻滞作用使得风速降低,稳固了植物的生长环境,热力平衡效应与光伏板的遮阴作用减少了水分蒸发和灌溉需求,进一步为植被存活提供了良好的条件。

光伏治沙项目建设过程中对交通、材料、设备、电气、运输等方面的需求将带动该地区的原材料制造、化工、建材、电力配套等工业的发展。光伏治沙项目在建设、运营期间,能够直接为当地政府贡献大量税收。随着工业的发展和交通条件的延伸改善,发展光伏治沙将带动相关地区的城镇化建设以及商业、金融、旅游业的发展,促进第三产业的快速发展。光伏治沙项目实施将对建筑、建材、机械设备、多晶硅电池等产生大量需求,这将间接带动地区大量就业。综合来看,光伏治沙项目的实施和产业链的不断完善,将促进当地经济发展,激发科技创新活力,提高政府财政收入,缓解地区就业压力,对推动地方经济社会健康发展产生积极作用。

三、光伏治沙助力内蒙古打好三大标志性战役

内蒙古开展光伏治沙资源优势明显,全区陆上太阳能资源量约94.6亿千瓦,约占全国的21%,居全国第二,主要集中在沙漠、沙地和戈壁。近年来,自治区大力发展光伏发电绿色清洁能源,全面推进新能源开发与生态环境保护融合发展。光伏治沙装机规模快速增长,已建成库布其、乌兰布和沙漠及浑善达克、科尔沁沙地新能源规模约520万千瓦,探索出库布其生态治沙增汇与光伏治沙减排相结合的碳中和模式,被联合国确立为“全球沙漠生态经济示范区”。磴口县创新“板上发电、板下种植、治沙改土、带动乡村振兴”四位一体循环产业发展模式,绿色能源正成为高质量发展的强劲引擎。通过光伏板遮蔽阳光,减少地表水蒸发,帮助地表植被恢复,实现荒漠化和土地沙化“双缩减”,全区累计完成光伏治沙面积约18万亩,有效减少煤炭等各类化石能源消耗超过260万吨标煤。

习近平总书记赋予内蒙古的北方重要生态安全屏障、国家重要能源和战略资源基地的战略定位,特别是习近平总书记2023年6月考察内蒙古时的重要指示和重要讲话,为自治区全力打好“三北”攻坚战,科学防沙治沙,大力发展新能源擘画了新蓝图。国家“十四五”和“十五五”期间,重点以库布其、乌兰布和、腾格里、巴丹吉林四大沙漠边缘及周边地区布局建设大型风电光伏基地,配套建设电力外送通道,为自治区在沙漠、荒漠地区发展光伏拓展了新空间。自治区围绕全方位建设“模范自治区”,积极推广库布其沙漠治理经验,为新能源开发与生态保护融合发展注入了新动力。全区上下正在着力优化经济布局,深入调整产业结构,扎实推进乡村振兴,转变能源开发利用方式,为创新机制调动农牧民、企业等各方参与光伏治沙提供了新契机。

(作者单位:中共呼和浩特市委党校经济教研室)