在內蒙古鄂爾多斯市鄂托克前旗境內，坐落著一片占地約10.5萬畝的光伏電站——國家能源集團國電電力蒙西藍海光伏電站。這座電站是國家第二批以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點的大型風電光伏基地項目之一，也是全國單體容量最大采煤沉陷區(qū)光伏基地。11月5日，該電站正式并網(wǎng)發(fā)電，為當?shù)啬茉垂偬砭G色保障。
為啥要在采煤沉陷區(qū)建光伏電站？位于采煤區(qū)的光伏電站如何更好適應當?shù)氐貏?？發(fā)出的電力如何實現(xiàn)充分消納？本報記者前往項目現(xiàn)場進行了采訪。
環(huán)境友好，打造“光伏+生態(tài)”雙贏模式
秋意正濃。在國家能源集團國電電力蒙西藍海光伏電站內，一排排光伏板鱗次櫛比。行車穿梭于這座電站，只見光伏板在日光照耀下熠熠生輝，一眼望不到“藍海”盡頭。
“這個電站安裝了590多萬塊光伏板，裝機容量達300萬千瓦。電站總占地超過10萬畝，面積相當于1萬個標準足球場?！眹夷茉醇瘓F國電電力綜合能源內蒙古有限公司項目部經理李晉原告訴記者，“更形象地說，這些光伏板的占地面積相當于鋪滿北京城區(qū)二環(huán)內的面積規(guī)模?！?/p>
地處蒙陜寧三省區(qū)交界處的毛烏素沙地腹部，蒙西藍海光伏電站“坐享”豐富的新能源資源。這里年均日照小時數(shù)長、風力較強，是名副其實的新能源富集區(qū)。而從全國范圍看，加快建設風電光伏大基地，正是中國實現(xiàn)能源低碳轉型的重要路徑之一。根據(jù)國家發(fā)展改革委、國家能源局發(fā)布的《以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點的大型風電光伏基地規(guī)劃布局方案》，到2030年，規(guī)劃建設以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點的大型風光基地總裝機容量達到4.55億千瓦。
在“沙戈荒”地區(qū)建光伏電站對環(huán)境是否友好？
李晉原告訴記者，“沙戈荒”上建光伏，不僅能更好地利用能源資源，還能起到良好的生態(tài)修復作用?！敖ㄔO光伏之前，藍海光伏電站所處的沙漠區(qū)植被稀疏，只有牧民帶著羊群在少量草原上放牧。在沙漠上架起光伏板，能遮擋大部分陽光，大幅減少了板下土地水分蒸發(fā)。我們清洗光伏組件的水順著面板流到地下，還能促進草地生長?！崩顣x原說。談話間，記者看見不遠處的光伏板下羊群成堆，正在愜意吃草。
“建設光伏電站的過程中我們也十分重視環(huán)境保護?！崩顣x原介紹，通常情況下，光伏項目建設往往會采用現(xiàn)澆混凝土施工，但蒙西藍海光伏電站不采用常規(guī)混凝土，而是選用鋼材料作為光伏支架基礎，光伏區(qū)樁基使用鋼材料比例達99%。相比于混凝土預制樁，其打樁直徑由400毫米降至100毫米，顯著減少了對草原生態(tài)的破壞。“我們在光伏區(qū)種植苜蓿等作物，實現(xiàn)‘光伏+生態(tài)’共贏。不僅能顯著改善環(huán)境，牧民還能通過出租土地，再增加一份收入?！崩顣x原說。
因地制宜，針對采煤沉陷區(qū)地質創(chuàng)新光伏部件技術
從種樹到“種”新能源，“沙戈荒”地區(qū)正從曾經的不毛之地轉變?yōu)榘l(fā)展新能源的沃土。不過，“沙戈荒”地區(qū)雖擁有豐沛的風光資源和大片生態(tài)紅線區(qū)外的未利用土地，由于其地理位置和生態(tài)環(huán)境獨特，要規(guī)?；_發(fā)新能源，仍存在不小挑戰(zhàn)。
“選址首先是個問題。在‘沙戈荒’建光伏基地，首先堅決不能觸碰生態(tài)紅線，在此基礎上還要盡可能利用難修復的土地，變‘廢地’為‘寶地’，這對于項目建設提出了極高要求?！眹夷茉醇瘓F國電電力發(fā)展股份有限公司工程建設部副主任闖喜宏說。
根據(jù)自然資源部、國家林業(yè)和草原局、國家能源局發(fā)布的《關于支持光伏發(fā)電產業(yè)發(fā)展規(guī)范用地管理有關工作的通知》，建設大型光伏基地，應引導項目合理布局，鼓勵利用未利用地和存量建設用地發(fā)展光伏發(fā)電產業(yè)。“在嚴格保護生態(tài)前提下，鼓勵在沙漠、戈壁、荒漠等區(qū)域選址建設大型光伏基地”“對于油田、氣田以及難以復墾或修復的采煤沉陷區(qū)，推進其中的非耕地區(qū)域規(guī)劃建設光伏基地”。
“我們的項目就處于采煤沉陷區(qū)，地下有豐富的煤炭資源，隨著未來煤炭開采工作的不斷進行，有可能出現(xiàn)地面沉降等情況。因此，在項目建設階段就要充分考慮如何適應當?shù)氐刭|，創(chuàng)新設計光伏部件?！标J喜宏說。
置身于蒙西藍海光伏電站現(xiàn)場，記者看到一座座約2米高的支架撐起塊塊藍黑色的光伏板。從外形上看，這些鋼材料支架并不起眼，然而，它們卻個個“暗藏玄機”。
“我們設計了一部分柔性支架，能夠有效防止沉降。在大部分待采區(qū)，我們開展了一系列適應性設計方案研究，比如煤炭開采后地面可能會沉降多深，一旦出現(xiàn)沉降支架該如何自動糾正等。這些專門為采煤沉陷區(qū)設計的光伏支架，結合衛(wèi)星糾偏技術長期觀測，能夠在地面出現(xiàn)沉降時及時糾正，保障采煤區(qū)上光伏電站的穩(wěn)定運行?！眹夷茉醇瘓F新能源技術研究院有限公司二級研究員楊斌說。
除了因地制宜創(chuàng)新光伏支架技術，蒙西藍海光伏電站項目還在提升基地建設效率方面下了不少功夫。要知道，“風光”基地通常面積廣、施工難度不小，如何保質提效也是推進基地建設的突出課題。
在該電站一座工棚下，記者看到一組機械臂正在快速作業(yè)?！斑@是我們的光伏組件和支架一體化預裝現(xiàn)場?！睏畋蟾嬖V記者，對于常規(guī)固定支架式光伏發(fā)電系統(tǒng)，其組件和支架通常采用單獨設計、單獨供貨方式，安裝施工效率較低。“我們利用了多項創(chuàng)新技術，實現(xiàn)光伏板和支架一體化融合。不同于傳統(tǒng)光伏組件安裝需要一顆顆‘擰螺絲’，一體化組件預裝只需要把面板和支架的‘折耳’扣緊，就能快速完成組裝，實現(xiàn)光伏方陣少人化、高效化、機械化，能提高施工效率25%，這種安裝方式在國際上還是首次大規(guī)模應用?！?/p>
電力外送，西部綠色電力為東部地區(qū)用能提供保障
建設風電光伏大基地，不僅要考慮綠電“怎么發(fā)”，還要明確發(fā)出的電“怎么用”。
闖喜宏介紹，蒙西藍海光伏電站是國家“西電東送”內蒙古鄂爾多斯上海廟至山東臨沂±800千伏特高壓直流輸電工程重點配套項目?！半娬景l(fā)出的清潔能源和集團上海廟公司電站所發(fā)的火電‘打捆送出’，既保障了光伏發(fā)電充分消納，也能起到能源保供的作用?！标J喜宏說。
機組負荷，主汽壓力，主汽溫度……在距離蒙西藍海光伏電站數(shù)公里外的國家能源集團國電電力上海廟公司，記者看到一面大屏幕上實時記錄著當天的機組運行情況。該公司電力運行部副主任郭海軍介紹，公司電廠有4臺1000MW機組，采用國內技術領先的大容量、高參數(shù)、超超臨界和超凈燃煤發(fā)電技術。
“發(fā)展風光大基地、積極利用新能源是能源轉型的重要舉措，但與此同時，煤炭仍是我國的主體能源，用好火電的兜底作用對于能源穩(wěn)定很重要?！惫＼娬f，為做好蒙西藍海光伏電站和上海廟公司電廠“火光打捆”電力外送，公司屢次開展機組負荷深度調峰摸底試驗?！白龊玫拓摵烧{峰能力準備很關鍵。光照強、光伏發(fā)電量大的時候，要把火電‘調下來’，到了夜間缺光、光伏發(fā)電量小的時候，火電又要及時‘頂上去’。在利用火電調峰的同時，還不能讓機組輕易‘停機’。目前，我們已經完成了3臺機組20%負荷深度調峰摸底試驗，試驗期間鍋爐燃燒穩(wěn)定，煙塵、氮氧化物、二氧化硫排放也都低于要求值。這意味著火力發(fā)電和新能源發(fā)電能‘打好配合’，對于保障供電穩(wěn)定性意義重大。”
“不僅火電能給新能源發(fā)電做好‘兜底工作’，我們在蒙西藍海光伏電站光伏板下種植的抗沙植物檸條，還能送到火電廠進行生物質摻燒，以此降低發(fā)電使用的化石燃料比例，達到降碳減污的目的?！标J喜宏說。該光伏電站并網(wǎng)后，預計年發(fā)電量可達57億千瓦時，綠電送往山東消納，可滿足200萬戶居民一年的生活用電，為東部沿海地區(qū)經濟社會發(fā)展提供綠色能源保障。
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