科技賦能，破解“光伏治沙”難點

——黃河“幾字彎”攻堅戰(zhàn)光伏 生態(tài)治理示范區(qū)科技高地建設(shè)紀實

“光伏 治沙”是治理荒漠化的重要舉措，“三北”工程六期規(guī)劃將“光伏 治沙”作為主要任務之一，要求將治沙與用沙相結(jié)合，以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點，積極推動光伏發(fā)電與生態(tài)修復、現(xiàn)代林草業(yè)協(xié)同發(fā)展。

近年來，經(jīng)過科研團隊不懈努力，“光伏 治沙”作為一種創(chuàng)新的治沙模式，在內(nèi)蒙古、甘肅、新疆等地廣泛推廣，將生態(tài)修復與光伏發(fā)電兩大功能相結(jié)合，實現(xiàn)增綠、增能、增收多贏。

打造兩個科技制高點

實施“光伏 治沙”工程項目兼顧清潔能源開發(fā)和生態(tài)工程建設(shè)兩大任務，兼具國土綠化和固碳增匯兩大功能，對于實現(xiàn)國家“雙碳”目標具有巨大潛力。當前，我國沙區(qū)光伏基地建設(shè)缺乏針對性的技術(shù)與模式，光伏園區(qū)生態(tài)建設(shè)受到基礎(chǔ)研究不足、水資源緊缺等因素制約，尚未形成針對不同沙區(qū)的可復制、可推廣的林 光、草 光互補的技術(shù)體系。

針對這些問題，中國林科院在“三北”工程攻堅戰(zhàn)黃河“幾字彎”中部戰(zhàn)區(qū)建立了光伏 生態(tài)治理示范區(qū)科技高地項目組。項目組在中國林科院研究員陳紹志的帶領(lǐng)下，針對“三北”工程光伏 治沙項目建設(shè)中存在的“急難雜癥”，有針對性開展科技攻關(guān)和示范，以科技支撐“三北”工程光伏 治沙項目高質(zhì)量建設(shè)。

“三北”工程攻堅戰(zhàn)光伏 生態(tài)治理示范區(qū)科技高地重點打造兩個科技制高點，即建設(shè)兩種光伏 生態(tài)治理科技創(chuàng)新模式：一是節(jié)水高效光伏生態(tài)治理模式，在評估光伏電站對局地氣候及風沙活動影響的基礎(chǔ)上，針對沙漠地區(qū)氣候條件和自然環(huán)境特點，研發(fā)兼顧光伏園區(qū)植被配置與建植技術(shù)、沙障鋪設(shè)技術(shù)、水資源高效收集與集約化利用技術(shù)等，構(gòu)建了針對沙區(qū)氣候環(huán)境的生態(tài)光伏治沙技術(shù)體系與模式，并開展技術(shù)應用與示范。二是光伏 有機循環(huán)產(chǎn)業(yè)模式，充分利用水、土、光、熱等自然資源優(yōu)勢，進一步創(chuàng)新“光伏發(fā)電 牧草種植 畜牧業(yè)養(yǎng)殖 糞污處理利用”一體化有機循環(huán)產(chǎn)業(yè)模式，將光伏新能源、防沙治沙工程、板間種植和養(yǎng)殖業(yè)有機結(jié)合，實現(xiàn)生態(tài)、經(jīng)濟共贏，高效利用沙戈荒土地資源。

創(chuàng)新提出“141”光伏生態(tài)治理模式

“光伏 生態(tài)治理示范區(qū)科技高地建設(shè)目標是以風電光伏一體化工程為依托，統(tǒng)籌治沙、固沙和用沙的辯證關(guān)系，既防沙害，又用沙利，探索走出一條光伏增能、生態(tài)增綠、群眾增收的科技之路?！标惤B志說。

烏蘭布和沙漠是我國沙漠化最嚴重的地區(qū)之一，其中426.9萬畝分布在內(nèi)蒙古自治區(qū)巴彥淖爾市磴口縣境內(nèi)，約占該縣土地總面積的77％。近年來，在國家能源政策支持下，磴口縣積極打造烏蘭布和沙漠千萬千瓦級光伏能源基地。中國林科院沙漠林業(yè)實驗中心與磴口縣深入合作，開展了大量光伏生態(tài)治理的基礎(chǔ)研究工作，并創(chuàng)新性地提出“141”光伏生態(tài)治理模式，解決了光伏板間種什么、怎么種和怎么管的技術(shù)難題，探索出一條低耗水、易推廣、可持續(xù)、有效益的治沙新途徑。

中國林科院沙漠林業(yè)實驗中心正高級工程師張景波介紹，“141”模式，即“板前1m”可有效間隔黏性滯塵，減少對植物生長的影響，“行距4m”可為光伏板清洗、苗木撫育管理等預留作業(yè)道路，“板后1m”更有利于植物接收有效降水。

為“三北”工程攻堅戰(zhàn)建設(shè)“樣板間”

與現(xiàn)有光伏生態(tài)治理模式相比，“141”模式具有多方面優(yōu)勢。一是種植布局更加科學，植物成活率高。充分考慮了光伏板對光照、降水等因素的影響，能夠為植物生長創(chuàng)造更加適宜的小環(huán)境，促進植物生長。項目區(qū)梭梭在光伏板前、板中和板后成活率均在85%以上，增加生態(tài)防護效益45%以上。二是實現(xiàn)土地資源的有效利用。在保障光伏發(fā)電收益的同時，實現(xiàn)生態(tài)與經(jīng)濟協(xié)同共贏，有效提高土地資源利用率33%—60%。三是推廣示范價值高。該模式治理成本低、易操作，在實踐中取得了良好的效果，預期生態(tài)產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營收益每年1500元/畝以上，可為同類地區(qū)的生態(tài)治理和光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供科學參考。目前，該模式在磴口縣累計推廣面積11.9萬畝，并輻射應用在鄂爾多斯市和新疆庫爾勒地區(qū)等。這對于其他沙漠地區(qū)或生態(tài)脆弱地區(qū)的光伏生態(tài)治理具有重要的示范和借鑒意義。

“目前，光伏 治沙被國家林草局列為‘三北’工程攻堅戰(zhàn)十大關(guān)鍵技術(shù)。”陳紹志說，接下來，項目組將繼續(xù)按照“低耗水、易推廣、可持續(xù)、有效益”的科研思路，以水資源承載力為準則，集成水利、農(nóng)業(yè)、材料、生態(tài)等多領(lǐng)域先進技術(shù)，打造節(jié)水高效、有機循環(huán)為主線的光伏生態(tài)治理科技高地，為“三北”工程攻堅戰(zhàn)建設(shè)可示范、可推廣、可應用的“樣板間”。（溫雅莉 宋平 趙紫劍 趙納祺）