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未來的沙漠將是什麽顏色?
站在寧夏回族自治區中衛市的一座沙丘上,入冬的騰格裏沙漠南緣,陽光熾烈。放眼眺望,不是淺黃色砂礫,而是一片深藍。2.8萬畝、220余萬塊光伏板首尾相連,隨著沙丘起伏延伸,把沙漠染成靛藍的海浪。
這片裝機容量達到100萬千瓦的巨大光伏基地,是國家千萬千瓦級「沙戈荒」基地中首個備案、開工、投產的基地專案。2025年1月6日,國家發展改革委、國家能源局印發檔,再次提出「探索沙戈荒基地和水風光基地一體化協同呼叫機制」。植被稀疏、人煙稀少、沙土飛揚、氣候惡劣,被人們稱為「死亡之海」的沙漠,如今正在成為一片能源熱土。
沙漠裏如何「種太陽」,沙海如何變「藍海」,基地建設又如何與生態保護結合?騰格裏沙漠的東南緣,這個壯觀的綠色能源工程正在給出解答。
鳥瞰光伏基地。國網中衛供電公司提供
一次「種樹」實驗
「天上無飛鳥,地上不長草,百裏無人區,風吹沙子跑」,是騰格裏沙漠的真實寫照。為了改善惡劣的自然環境,建設初期,工程專案部就把「綠色能源+生態治理」定為核心目標。
「‘綠色能源+生態治理’,作為核心目標想法很好,但怎麽實作?」中衛市西郊林場場長唐希明摩挲著粗糙的手,治沙多年,他經驗豐富「首個‘沙戈荒’基地,必須要考慮沙漠植物生長的實際情況。」
驅車駛過一期工程的核心——中衡第一光伏電站,一排排光伏面板站立整齊。早年的光伏電站建設,光伏板直接安置在沙地上,像一簇簇「蓬草」。而在這裏,粗壯的水泥樁頂著碩大的墨藍色光伏板,仿佛生長的「大樹」,形成一片壯闊的「原始森林」。
光伏板下的麥草方格。秦瑞傑 攝
「光伏電站,最大設計特點就是離地間隙。」唐希明介紹,以前的光伏板離地間隙只有四五十厘米,如今,中衡第一光伏電站的板架離地兩米,是最合理的高度。「板上發電、板間種植、板下修復,為植物生長留出空間。」
這樣的設計,充分考慮到騰格裏沙漠的獨特環境。早在施工前期,研究團隊就進行了大量的調研。「在沙漠裏,沙子的直徑只有0.2毫米,在微觀層次,沙粒通常在地表50厘米以下的地方呈跳躍式運動。」唐希明說。
對比兩種建設思路,「蓬草」型的光伏板,沿著傾斜的角度,形成狹管,加快了北風風速,造成侵蝕,慢慢地,在光伏板下面掏出一個個大洞,「不僅影響發電的平穩性,對設施也有傷害,還容易讓已經定型的沙子重新流動,加大沙漠治理難度。」
樁高三米的「大樹」型,基礎牢牢紮在沙丘下面,平均離地間隙有兩米多,風可以快速透過。此外,光伏板遮陰的作用,也可以讓板下蒸發量減少,同時,清洗面板的水流下來,為植被生長創造了條件。
光伏板與沙丘相伴相隨。秦瑞傑 攝
一場「基建」創新
深入騰格裏沙漠,在石子鋪成的沙漠公路上顛簸近半個小時,就來到了二期專案部。預制板的格子間裏擠滿了三十多歲的年輕人,不少人圍著施工地圖看,討論著工程進度。龍源電力寧夏公司工程建設部安全總監藺鍇帶著紅色安全帽,面色黝黑,剛握手,電話鈴聲便又響起。
藺鍇在騰格裏沙漠裏呆了三個年頭,2022年9月,一期專案舉行開工儀式,望著劃定三萬畝的施工面積,第一次來到沙漠的藺鍇感到不可思議。「放眼過去黃黃地一片,全是荒沙地,沒有一點綠色。心裏很嘀咕,這地方,真能長出綠色的草來?」
專案建設的第一階段,是「場平」。5個標段,700輛推土機不分晝夜同時開工,10天10夜,將海浪般的沙丘推平。
「這原本是一項簡單的基礎工作,可沒想到之前的經驗在沙漠裏沒法用。」沙子細密,前腳推平,後腳一場大風就讓原本平坦的作業面變得「波浪起伏」。沒辦法,專案組臨時想招,在施工場地邊緣先紮麥草方格,栽種沙生植物,用植被「鎖邊」,邊推邊幹。
平場、鎖邊後,按照先前的設計,又為光伏板打水泥基樁。
「平原上土建的經驗,讓我們在沙漠裏栽了跟頭。」沙子雖然細小松軟,但打樁時越往裏越瓷實,特別吃勁。用大力氣打進去,沒等安裝樁子,一下子又坍塌。「沒辦法,只能現場根據環境改良工藝,加入引孔機。慢慢實驗著先少量註水,讓沙子結塊,再透過引孔、側引孔,打入預制管樁。」藺鍇說。
麥草方格為基地「鎖邊」。龍源電力寧夏公司提供
沙漠裏獨特的地理氣候條件,給這群初次參加建設的年輕人出了一個又一個難題。
松軟的沙丘上,一陣風吹來,沙峰變成了沙谷,深坑成了高大的沙丘。「人走不動,車也行不了。」龍源電力寧夏公司工程建設部器材專工劉德龍說,挖掘機、混凝土車堵在路邊,沒辦法,施工隊想起了土辦法。推平、撒上石子,趁著冬季沙漠氣溫低,晚上澆上水,等松軟的沙丘結了冰,貨車便連夜搶運。
行走光伏面板之間,一排排樁架聳立,使勁兒一推,紋絲不動。「只要打進去,反就結實不少,為後期鋪設光伏面板提供了條件。」藺鍇說,如今,在光伏板間種植了耐旱沙生灌木,「鎖邊」的技術下,有效防止了風蝕和水土流失。
作為首個「沙戈荒」大型新能源建設基地,漫步光伏板間,處處可見設計中與沙漠氣候環境相適應的細節巧思。
「你看,一般的光伏發電中心,逆變器用的是混凝土小屋子,我們卻用水泥基樁支撐。」烈陽下,光伏板發出的電量,如涓流般匯集到箱式變電站,遠遠望去,箱變平台像漂浮在海上的采油井架,低頭細看,樁子周圍還鋪了細密的石子防止風蝕。「有了這樣的離地間隙,就可以防止沙子堆積,同時縮小地面接觸面積,減少對地表植被的破壞。」龍源電力寧夏公司工程建設部土建專工楊彥瑋指著地面,基樁的角落裏,沙生植物花棒正綻出嫩芽。「有了這些植被,沙漠才能有治理的基礎。」
2023年4月26日,歷經數月奮戰後,基地2.8萬畝的一期工程全容量並網發電。蔚藍色光伏電板下,是高沙障和成片的麥草方格。建設過程中,工程累計播撒42噸蒙古冰草、沙蒿、沙米等適宜沙漠生長的草籽,檸條、沙柳、花棒、沙拐棗等耐旱沙生灌木120余萬株在其間茁壯生長,把這片流動的沙丘牢牢鎖住。
光伏板安裝。龍源電力寧夏公司提供
一年「追光」探索
靛藍色光伏海洋下,龍源電力寧夏公司器材維保中心主任工程師潘戰國站在一座沙丘上,向遠處眺望。2023年4月,他所接手執行的,是一片最高每小時可發電100萬千瓦時的沃土。
無人化,整合化,資訊化,新技術賦能光伏電站,目的就是最大化利用太陽能資源。
「一句話,追著太陽要電力。」沙漠裏,龍源電力寧夏公司器材維保中心工程師柳洋說著,頭頂的太陽能光伏板嗡嗡作響,原來這是電機發出的聲響。「你看,跟蹤支架系統根據太陽的位置,可以自動調節光伏板的角度。」
讓面板像向日葵一樣盡可能接受陽光,不是一件易事。為了測算出最高發電效率,運維人員拿著氣象數據,做了大量的定量分析實驗。
「可變平台軸比固定軸要好多少?一期專案執行的前幾個月,我們嘗試了各種角度,匯總了大量執行數據來看整體的實效。」柳洋介紹,每天的台北時間十二點到下午兩點,是中衛地區光伏發電功率最大的時期,也是運維組研究的黃金時間段。220萬塊光伏面板,331個箱式變電站,匯整合2.8萬畝的墨藍色海洋。陽光最熾熱的時候,柳洋頂著沙漠裏的烈日去搜集數據。
「透過共計10個月的執行數據統計分析,測驗出可變支架比固定支架年發電量可提升約8.9%,預計每年可提升約10%。」柳洋介紹,2023年4月一期工程全容量並網發電,截止2024年2月底,中衡第一光伏電站累計發電量15.56億千瓦時,單日最高發電量922.8萬千瓦時。「這10%,意味著‘滿發’狀態下,每個小時能多生產10萬度電。」
工程師正在檢查光伏板。龍源電力寧夏公司提供
一個「綠色」暢想
驅車駛入二期200萬千瓦專案工程的建設現場,仔細看,桁架之間,不再是後期栽培的麥草方格,而是一塊塊長方形的圍欄,圍欄裏,沙生植物正茂盛生長。
「二期工程建設中,我們反思,‘平場’是不是效率太低,推土機一股腦推過去,風沙漫天,是不是對沙漠原有的生態造成了破壞?」三年建設,從不識沙漠,到對種種植物如數家珍,工程建設部安全總監藺鍇積累了不少經驗。「很多沙生植物,看似只冒出一點枝條,但根是活的,紮地很深。我們專門進行圍欄保護,避免施工過程中破壞和損害。」
這片沙漠、光伏與綠色交織的基地裏,平衡能源經濟與生態效益的討論仍在進行。
什麽樣的植被適合生長?蒙古冰草、沙蒿、沙米這樣的灌木,還是檸條、沙柳、花棒這樣的大型植株?是栽種還是撒播草籽?哪種容易成活?為了搞清楚植物在光伏發電場的生長規律,基地建立起生態觀測點。「有了這個紅外球型攝影機,專家也可以透過手機App等方式,即時觀測和提取影像圖片資料,遠端檢視植被的生長狀況。」藺鍇說,隨著系統建設不斷完善,基地還將即時監測專案溫度、濕度等數據變化,為二期工程因地制宜栽種鄉土植被提供參考。
2023年營運初期,一期工程的運維部在沙漠深處搭建了蘑菇大棚和蔬菜大棚,還種植了多肉植物,想要進一步拓展生態附加值。然而到冬天,土壤低溫、肥力不足,實驗難以繼續。
「光從植被生長來看,工程建設取得了巨大成就,但整體來說,沙漠裏的生態還是非常脆弱。局部嘗試變成大規模種植產業,這樣的拓展有難度。」在對工程的指導培訓中,唐希明向潘戰國潑了一瓢冷水。「植物透過腐爛、迴圈,表面形成一層生物結皮,才能變成可迴圈的生態圈,把沙漠真正‘捆住’。而這樣的成果,至少需要五六年的精心維護,不能著急上馬。」
夏季,光伏板下沙生植物長勢旺盛。龍源電力寧夏公司提供
每年近900萬度電,與光伏板下120萬蓬小草,工程師們的探索與思考,深入到每個細節。
「比如執行中,用機器人清掃光伏板,車輪會碾壓板間的沙生植物,破壞已經紮好的麥草方格。又比如,為了提供生態空間,將樁基礎提高,這樣勢必會增加成本,怎麽在二期建設中平衡建設和管理成本?未來,還能不能讓綠色更綠?」走在松軟的砂礫間,潘戰國掰著手指頭數自己遇到的問題。生態的改善也讓他們感到欣喜,前幾天,專案部有人拍到了一只沙狐,讓這群年輕人激動不已。
「中衛市的騰格裏沙漠,年降雨量178mm,蒸發量卻有1900mm,生態極度脆弱。但這也並不意味著沒有發展的空間。光伏基地栽種了大量的沙生植被,再過兩年生長起來,是個發展沙漠觀光旅遊的好地方。」唐希明說,待到夏天,栽種的檸條會綻開亮黃色花朵,而花棒則是粉紅色的,迎著西風能香飄十裏,沁在人心裏。「到時候生態承載能力提高,就可以打造一個集光伏發電、生態修復、科普教育等多功能於一體的綜合性基地。」
未來沙漠是什麽顏色?踏上沙丘,放眼望去,天高雲淡,金色的土地上,靛藍色鋪陳到天邊。向沙漠要綠色、向沙漠要效益,這片在沙海裏開辟的熱土,湧動著蓬勃的生命力。
統籌:徐元鋒
本期策劃:秦瑞傑
文字:秦瑞傑
出品:人民日報社寧夏分社
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(來源:人民日報客戶端寧夏頻道)