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中國是荒漠化最嚴(yán)重的國家之一， 第六次全國荒漠化和沙化調(diào)查結(jié)果顯示，截至2019年，全國荒漠化土地面積257.37萬平方公里，占國土面積的26.81%；沙化土地面積168.78萬平方公里，占國土面積的17.58%。
黨的十八大以來，我國防沙治沙取得了顯著成效， 53%的可治理沙化土地得到治理。國家通過持續(xù)地系統(tǒng)性治理，我國荒漠化和沙化土地實(shí)現(xiàn)“雙逆轉(zhuǎn)”，面積持續(xù)“雙縮減”，程度持續(xù)“雙減輕”，沙漠、沙地植被蓋度和固碳能力持續(xù)“雙提高”，沙區(qū)生態(tài)狀況呈現(xiàn)“整體好轉(zhuǎn)、改善加速”態(tài)勢，荒漠生態(tài)系統(tǒng)呈現(xiàn)“功能增強(qiáng)、穩(wěn)中向好”態(tài)勢。重點(diǎn)治理區(qū)域?qū)崿F(xiàn)了由“沙進(jìn)人退”到“綠進(jìn)沙退”的歷史性轉(zhuǎn)變。
“沙戈荒”地區(qū)蘊(yùn)含豐富的風(fēng)能、太陽能資源，擁有大片生態(tài)紅線區(qū)以外的未利用土地，國土空間資源豐富，在為人類生存帶來挑戰(zhàn)的同時(shí)，也是潛在的“能源綠洲。近年來，為推動(dòng)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的目標(biāo)，新能源產(chǎn)業(yè)不斷蓄力，讓“不毛之地”漸漸開出了一朵朵“沙漠太陽花”。
一、我國沙漠光伏發(fā)電現(xiàn)狀
沙漠光伏發(fā)電就是在沙漠地區(qū)建設(shè)大規(guī)模的光伏電站，利用日照強(qiáng)度高、云量少等氣象條件，將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，以滿足能源需求。由于沙漠地區(qū)光照強(qiáng)，光照時(shí)間長，更加利于光伏發(fā)電；且面積大、人員少，可以有效解決光伏電站占地面積大的問題，在沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)加快規(guī)劃建設(shè)大型風(fēng)電光伏基地項(xiàng)目已成為新能源行業(yè)“大勢所趨”。發(fā)展至今，我國沙漠地區(qū)光伏發(fā)電項(xiàng)目已逐漸形成規(guī)模并取得長足進(jìn)步。
1、政策支持力度大
2023年3月，自然資源部辦公廳、國家林業(yè)和草原局辦公室、國家能源局綜合司發(fā)布關(guān)于支持光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)范用地管理有關(guān)工作的通知。鼓勵(lì)利用未利用地和存量建設(shè)用地發(fā)展光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)。在嚴(yán)格保護(hù)生態(tài)前提下，鼓勵(lì)在沙漠、戈壁、荒漠等區(qū)域選址建設(shè)大型光伏基地。
2、建設(shè)規(guī)模大
受鼓勵(lì)沙漠發(fā)展光伏政策的影響，中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展逐漸突破土地瓶頸，實(shí)現(xiàn)了光伏建設(shè)與生態(tài)開發(fā)的共同推進(jìn)，進(jìn)而為光伏企業(yè)的發(fā)展打開更大空間。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國沙漠地區(qū)現(xiàn)已建成多個(gè)光伏電站，如寧夏靈武光伏電站、新疆瑪納斯光伏電站等，且各個(gè)電站建設(shè)規(guī)模仍在不斷擴(kuò)大，數(shù)量和裝機(jī)容量都在穩(wěn)步提升。值得一提的是，全球最大“沙戈荒”風(fēng)光基地項(xiàng)目——“三峽集團(tuán)庫布其風(fēng)光基地項(xiàng)目”已于今年春季開工?？v觀來看，在騰格里、巴丹吉林、庫布其和烏蘭布和四大沙漠邊緣，以“沙戈荒”地區(qū)為重點(diǎn)的大型風(fēng)電光伏基地規(guī)模達(dá)4.5億千瓦。
3、技術(shù)改造升級(jí)快
光伏治沙技術(shù)是一種集多種技術(shù)于一體的綜合性治沙方案，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，以太陽能光伏發(fā)電技術(shù)為主，輔以植被覆蓋、沙障固定、土地復(fù)墾技術(shù)及生態(tài)旅游開發(fā)技術(shù)等措施。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，我國光伏發(fā)電技術(shù)也在不斷升級(jí)，發(fā)電效率得到提升，為沙漠光伏發(fā)電提供了更加成熟的技術(shù)保障。
4、發(fā)展空間大
據(jù)相關(guān)部門測算，如果我國荒漠化面積的1%用于新能源發(fā)電，其裝機(jī)容量將超過目前我國發(fā)電總裝機(jī)容量。此外， “光伏+治沙”的經(jīng)濟(jì)效益不容忽視，每畝沙漠每年產(chǎn)值可達(dá)1.06萬元，產(chǎn)業(yè)潛力巨大。
二、項(xiàng)目建設(shè)主要難點(diǎn)
1、經(jīng)濟(jì)效益
隨著沙漠資源的不斷開發(fā)與利用，沙漠發(fā)電受到前所未有的重視，沙漠光伏發(fā)電設(shè)備的使用情況受到極大關(guān)注?！吧掣昊摹眻鼍跋?，如何提高發(fā)電效率顯得尤為重要。
影響因素
1)沙塵堆積
戈壁、荒漠、草原地區(qū)建設(shè)的光伏電站通常選址偏遠(yuǎn)，且易出現(xiàn)風(fēng)沙天氣、降水量也較小，設(shè)備上的沙塵堆積嚴(yán)重，管理人員無法經(jīng)常去到項(xiàng)目區(qū)域?qū)﹄娏υO(shè)備的組件進(jìn)行徹底清洗。因此，沙漠地區(qū)的組件非常容易被沙塵遮擋，從而降低了光伏電站的發(fā)電量與發(fā)電效率。
2)高溫
光伏組件的電壓和電流輸出隨溫度變化而變化，沙漠中日照時(shí)間長溫度高，對(duì)光伏設(shè)備會(huì)產(chǎn)生一定影響，從而降低組件的實(shí)際發(fā)電效率。因此，在組件選型吋，應(yīng)充分考慮溫度變化引起的電壓和電流變化，選擇適用于沙漠的耐高溫組件。
3)功率損耗
根據(jù)沙漠光伏發(fā)電電站的現(xiàn)有設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)相關(guān)分析計(jì)算，電纜直流部分的功率損耗約占系統(tǒng)功率損耗的 3%，對(duì)沙漠光伏電站的發(fā)電效率產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因此，在沙漠光伏電站的開發(fā)建設(shè)過程中可以采用升壓的方法，將高壓電纜用作交流線纜，減少改部件的功率損耗。
改進(jìn)措施
1)定期清洗維護(hù)光伏組件
光伏電站的實(shí)際運(yùn)行后，需要專業(yè)人員對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)效率作出分析，并定期清潔光伏組件，確保光伏發(fā)電設(shè)備的工作效率。據(jù)悉，清潔的太陽能組件，可以使光伏電站的發(fā)電量增益約 100 萬度，發(fā)電效率整體提升 3%。
2)做好設(shè)備選型工作
在選擇逆變器時(shí)，要優(yōu)先選擇質(zhì)量高、故障率低且輸出穩(wěn)定的產(chǎn)品。預(yù)算充足的情況下，優(yōu)先選擇非晶合金變壓器。因?yàn)榉蔷ё儔浩鞯目蛰d損耗和空載電流非常小，一般為傳統(tǒng)變壓器的三分之一，使用非晶合金變壓器可以將沙漠光伏電站的發(fā)電效率提高1%以上。
2、環(huán)境效益
結(jié)合經(jīng)濟(jì)性、光照資源等因素綜合考慮，“光伏治沙”既可以實(shí)現(xiàn)固沙的作用，還能夠吸收光照降低土地溫度，減少水分蒸發(fā)。同時(shí)，光伏組件對(duì)植物、動(dòng)物同樣具有保護(hù)作用，讓原本裸露沙化的土地再次披上“綠衣”。
然而，“沙戈荒”地區(qū)建設(shè)的光伏發(fā)電項(xiàng)目通常占地面積較大，且沙漠地區(qū)氣候干旱、區(qū)域內(nèi)降水量少，地貌類型特殊，土壤質(zhì)地較粗、結(jié)構(gòu)松散，生態(tài)脆弱、地表擾動(dòng)后恢復(fù)難度大、速度慢，對(duì)于項(xiàng)目開發(fā)建設(shè)過程中引發(fā)的水土流失及生態(tài)環(huán)境影響必須格外重視。
防治經(jīng)驗(yàn)：
1)項(xiàng)目區(qū)在不具備灌溉條件時(shí)，不宜種植高大喬木，避免遮擋電池板以及吸引鳥類，水保措施應(yīng)以工程措施為主，植物種類應(yīng)選取耐旱耐貧瘠的草灌植物；具備灌溉條件時(shí)，在升壓站內(nèi)可種植適當(dāng)數(shù)量的耐旱喬木。
2)升壓站內(nèi)雨水排水應(yīng)采用沿站內(nèi)道路散排方式，因地制宜對(duì)場地平整坡度做出規(guī)劃，使雨水順道路排出站外。
3)沙漠區(qū)宜采用平鋪式柴草沙障，沙障方格內(nèi)撒播草種，如刺蓬等，以減緩沙丘移動(dòng)。
4)項(xiàng)目區(qū)周邊空地及主道路兩旁適當(dāng)種植綠化樹木。
5)加強(qiáng)苗期澆水、管護(hù)，以提高植被的成活率。
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