驅(qū)車行駛在青銀高速,道路兩旁溝壑縱橫的黃土地上點綴著星星點點的綠意,充足的陽光,干燥的氣候,不時隨風揚起的黃沙,無不提醒著記者,這里是黃土高原。
駛下高速,拐進崎嶇而顛簸的土路,向沙地深處進發(fā),目之所及,植物低矮而稀少,雖是盛夏,很多植物卻因缺水而枯黃。
又爬過一個溝壑,記者的眼前豁然開朗,一排排光伏板在陽光下熠熠閃耀。更讓記者感到驚訝的是,與周遭略顯稀疏單調(diào)的植被不同,光伏電站內(nèi)的植物茂密且生機勃勃。為什么?帶著疑問,記者走進了這片宛如沙漠綠洲般的光伏場區(qū)。
綠意萌發(fā)
“我們伊當灣光伏項目位于陜西省榆林市靖邊縣東坑鎮(zhèn)伊當灣村,總裝機容量10萬千瓦。”帶領(lǐng)記者參觀的,是陜西新能源分公司伊當灣項目部負責人魏輝,自2019年項目開工至今,他便一直駐守在這里,如今已有四個年頭。
靖邊位于陜西省北部,屬于典型的半干旱大陸性季風氣候,年日照時數(shù)可達2600~2900小時,屬于太陽能“資源很豐富”地區(qū)。但與此同時,優(yōu)良的光照條件導致當?shù)厮Y源缺乏,蒸發(fā)強烈,高溫和鹽漬化嚴重,生態(tài)環(huán)境極其脆弱。如何在充分利用“沙戈荒”地區(qū)豐富太陽能資源的同時,保護好當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境,探索出一條光伏和生態(tài)協(xié)同發(fā)展的新路徑,成為擺在伊當灣項目建設者面前的一道難題。
為了構(gòu)建適宜于干旱半干旱區(qū)光伏電站的植被生態(tài)恢復及可持續(xù)利用模式,自2020年起,伊當灣項目部依托清能院與蘭州大學進行校企合作,共同開展干旱半干旱地區(qū)光伏電站對生態(tài)環(huán)境的影響機制及生態(tài)恢復技術(shù)研究及應用。
初步研究發(fā)現(xiàn),光伏板組件通過增加地表粗糙度,降低風速,減少輸沙量,能夠有效抑制地表風蝕。此外,光伏板的遮擋可顯著降低土壤蒸散發(fā)量,有利于土壤水分儲存。光伏電站建設又增加了根際土壤中可培養(yǎng)細菌的多樣性以及土壤種子庫的總密度,為植物種群的重建和更新創(chuàng)造了必要條件。
研究結(jié)果讓伊當灣項目建設者看到了實現(xiàn)生態(tài)、經(jīng)濟、社會效益相互協(xié)調(diào),可持續(xù)發(fā)展的曙光。他們?yōu)轫椖?、也為自己立下了更高目標?ldquo;要在伊當灣項目現(xiàn)場栽種植被,讓這里變成沙漠中的綠洲!”
綠意蔓延
在沙漠里種樹,談何容易!
“一開始,我們選擇栽種四翅濱藜。”蘭州大學草地農(nóng)業(yè)科技學院教授包愛科向記者介紹道。“這種植物抗逆性強,不僅治沙效果好,而且嫩葉粗蛋白含量高,可作為優(yōu)質(zhì)飼用植物,具有很高的經(jīng)濟價值,在美國以及我國南疆等地已被廣泛種植,取得了良好的效果,所以我們一開始對它寄予厚望。”
然而,希望卻以失望告終。項目團隊精心種植的四翅濱藜,成活率竟不足10%。這無疑給隊員們澆了一盆冷水。為什么在其他地區(qū)長勢良好的四翅濱藜,在伊當灣項目現(xiàn)場卻無法成活?經(jīng)項目團隊深入調(diào)研發(fā)現(xiàn),靖邊地區(qū)冬季氣溫低、風沙大等因素,可能是導致四翅濱藜越冬困難、成活率低的主要原因。
首戰(zhàn)雖不利,卻讓項目團隊明白,在生態(tài)恢復過程中,必須結(jié)合當?shù)貙嶋H,通過大量試驗,論證提出兼顧適應性和經(jīng)濟產(chǎn)出的植被恢復方案。于是,項目團隊確立了“近自然修復+優(yōu)良牧草種植”的思路,一方面通過適度灌溉和施肥充分利用并激活土壤種子庫,另一方面重點選擇適宜當?shù)丨h(huán)境的草本和灌木,并播種抗逆性強的優(yōu)良牧草,確保在快速提高植被覆蓋度的同時,增加土地的潛在經(jīng)濟產(chǎn)出。
紫穗槐、檸條、紫花苜宿……大量經(jīng)過前期適應性試驗篩選出來的植物被栽種在了伊當灣項目現(xiàn)場。為了保證新栽苗木的成活率,種植初期必須進行一定的灌溉。然而,在四周皆是黃土的沙漠邊緣,水從哪來?挖井!面對唯一的選項,項目團隊擼起袖子,在項目現(xiàn)場開鑿了兩口水井,修建了8座蓄水池,為了節(jié)約水資源,還布設了滴滲灌水帶,并將項目團隊結(jié)合當?shù)赝寥拉h(huán)境自主研發(fā)的“土壤有益微生物菌劑”加入其中,用最少的水源消耗,最大限度保持土壤濕度和養(yǎng)分,提高苗木成活率。
經(jīng)過3年的努力,目前,光伏場區(qū)的植物成活率超80%,并已形成了較為穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng),年平均灌溉次數(shù)從2020年的7次,下降到3次,最終將會實現(xiàn)植物無需灌溉,自然生長的預期目標。
“你看,那塊板下種植的就是冰草,板間開花的是紫花苜蓿,場區(qū)檢修道路兩側(cè)主要栽種的是紫穗槐和檸條。”包愛科帶領(lǐng)記者穿行于郁郁蔥蔥的光伏板間。“可別小瞧這些植物種植的位置,這都是經(jīng)過我們反復試驗后才最終確定的。”
據(jù)包愛科介紹,最初,他們選擇將抗逆性強的豆科植物沙打旺種植在板下,發(fā)現(xiàn)發(fā)病率極高,并影響到了其他植物的正常生長。研究發(fā)現(xiàn),光伏板下邊緣易有水,而沙打旺喜陽,適宜生長在陽光充足、干燥的板間。“在光伏電站進行植被恢復必須切合電站管理的現(xiàn)實需求,比如,在光伏板陣列區(qū)就不能種植太高的植物遮擋光伏板。”經(jīng)過反復試驗,項目團隊最終確定了在板下混播耐陰、抗逆性強的禾本科牧草,板間主要種植喜陽的豆科牧草;在場區(qū)檢修道路兩側(cè),主要栽植一些抗逆性強、低矮的灌木;在場區(qū)空地上,采用草—灌結(jié)合的種植模式,最大限度提高植被覆蓋度和生物量。目前,場區(qū)內(nèi)大多數(shù)區(qū)域的植物覆蓋率達90%以上。
綠意盎然
2021年2月,伊當灣光伏項目實現(xiàn)全容量并網(wǎng)發(fā)電,截至目前,已將近5億千瓦時清潔電能輸送到千家萬戶。但是,項目團隊將沙漠變綠洲的腳步并沒有因項目投產(chǎn)而停止。截至2022年底,項目團隊共栽種植物5755株,今年又栽種900余株。在護綠的過程中,團隊成員驚喜地發(fā)現(xiàn),諸如綿蓬、拂子茅等原生植物開始出現(xiàn)在場區(qū)里。經(jīng)蘭州大學專業(yè)檢測,目前,場區(qū)根際土壤中可培養(yǎng)細菌豐富度較周邊區(qū)域大幅提升,這對釋放土壤養(yǎng)分、提升地力、推動生態(tài)系統(tǒng)實現(xiàn)正向演替大有助益。而植物覆蓋量的提升,則能顯著抑制揚塵,降低風沙對于光伏板的影響,增加光伏發(fā)電量。
如今,在場區(qū)內(nèi)部,已逐漸形成了有別于場區(qū)周邊地域大環(huán)境的獨特區(qū)域微氣候和微生態(tài),霧濱藜、沙米等先鋒植物大量繁殖,為其他植物提供了更加良好的生長環(huán)境,而原生植物的出現(xiàn)則進一步證明了場區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)正在形成良性循環(huán)。通過測算,目前,場區(qū)內(nèi)植被蓋度平均提高了79%~81%,每年每公頃可涵養(yǎng)水源量達829立方米、固碳量提高3.9噸,每平方米可滯留沙塵16.8千克。此外,在光伏板下和板間種植的牧草,能產(chǎn)生0.7萬元/公頃的額外收益。“畜牧業(yè)是靖邊地區(qū)的支柱產(chǎn)業(yè),但當?shù)啬敛莓a(chǎn)量嚴重不足,質(zhì)量也不好。場區(qū)內(nèi)種植的苜蓿等植物是優(yōu)良的牧草。未來,我們將把場區(qū)內(nèi)生長的牧草提供給當?shù)啬撩?,真正實現(xiàn)沙地生態(tài)保護與區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展‘雙贏’的目標。”展望前路,魏輝信心滿滿。
在“雙碳”目標的指引下,加快構(gòu)建清潔低碳、安全充裕、經(jīng)濟高效、供需協(xié)同、靈活智能的新型電力系統(tǒng)已成為大勢所趨。而“沙戈荒”地區(qū)因其光照充足、地域廣闊必將成為新能源發(fā)展和新型電力系統(tǒng)建設的“戰(zhàn)略要地”。伊當灣項目在建設和生態(tài)恢復過程中,初步明確了光伏電站建設對“沙戈荒”地區(qū)生態(tài)環(huán)境影響的途徑及機理,并在此基礎上研發(fā)提出了半干旱區(qū)光伏電站植被恢復的“光牧耦合”模式。“現(xiàn)在,伊當灣項目建設過程中邊施工邊進行生態(tài)恢復的理念,已在陜西公司得到貫徹。”陜西公司基建部主管路福田向記者介紹道。隨著伊當灣項目研究的逐步推進,會有更多先進技術(shù)和理念被應用于項目當中,并形成可復制可推廣的成功經(jīng)驗,為“沙戈荒”新能源項目建設和生態(tài)恢復提供“華能樣本”。
向“陽”而生,光伏板將“沙戈荒”地區(qū)充足的陽光轉(zhuǎn)化為源源不竭的清潔電能;逐“綠”而行,光伏板下構(gòu)建的“微生態(tài)”正在將無垠沙漠變?yōu)椴G洲。
原標題:華能陜西伊當灣光伏項目調(diào)研:陽光“灌溉” 沙漠變綠洲