寧夏中堅:一個「沙戈荒」基地的綜合效益賬

一個「沙戈荒」基地的綜合效益賬(高質量發展看亮點·走一線)

2024年底舉行的中央經濟工作會議指出,加快「沙戈荒」新能源基地建設。風能、太陽能在我國能源轉型中扮演重要角色,作為國家千萬千瓦級「沙戈荒」風電光伏基地中首個備案、開工、投產的基地項目,寧夏騰格里沙漠新能源基地積極嘗試、創新模式,探索經濟效益與生態效益雙贏,為同類項目建設運營積累了寶貴經驗。

——編 者

鳥瞰光伏基地。國網中堅供電公司提供鳥瞰光伏基地。國網中堅供電公司提供

騰格里沙漠南緣,陽光明媚。站在寧夏回族自治區中堅市的沙丘上眺望,騰格里沙漠新能源基地一期項目近3萬畝、220餘萬塊光伏板隨著沙丘起伏延伸,金色沙漠成為靛藍海洋。

這個蔚為壯觀的光伏基地,是國家千萬千瓦級「沙戈荒」基地中首個備案、開工、投產的基地項目,也是國家第一條以開發沙漠光伏大基地、輸送新能源為主的特高壓輸電通道——「寧電入湘」工程的重點配套項目。一期100萬千瓦項目於2023年4月全容量投產發電,年發電量達18億千瓦時。

隨著項目建設穩步推進,一個綠能澎湃的新能源工程正在崛起。

光伏板下的麥草方格。秦瑞傑 攝光伏板下的麥草方格。秦瑞傑 攝

探索生態產業模式

2022年4月,距離中堅市區約25公里,騰格里沙漠東南部的沙丘上,一場討論正在進行。

「從這兒到寧夏和內蒙古的邊界,都是未來的光伏發電站。」面向連綿的沙丘,迎著漸起的風沙,時任龍源電力寧夏公司副總經理吳吉軍拿著設計圖說,「一期100萬千瓦項目即將開工,一定要注重生態效益。」

「‘綠色能源+生態治理’,這個目標很好,但怎麼實現?」中堅市西郊林場場長唐希明說,「建設首個‘沙戈荒’基地,必須考慮沙漠植被生長的實際情況。」

「項目設計之初就考慮了這一點,我們計劃運用林光互補、農光互補技術,探索光、林、草相結合的生態產業模式。」吳吉軍胸有成竹。

如今,驅車駛過一期工程的核心——中衡第一光伏電站,一排排光伏板已經排列整齊。早些年建設光伏電站,光伏板通常被直接安置在沙地上,像一簇簇蓬草。而在這裏,粗壯的水泥樁頂著碩大的光伏板,彷彿向上生長的「大樹」,形成一片壯闊的「森林」。

「以前的光伏板離地間隙一般只有四五十釐米。」唐希明介紹,「在中衡第一光伏電站,板架離地兩米,高度更合理。」

這樣的設計,充分考慮了騰格里沙漠的獨特環境。早在施工前期,研究團隊就進行了大量調研。「在沙漠里,沙子的直徑只有0.2毫米,通常在距地表50釐米以下的地方跳躍式運動。」唐希明說,3米高的水泥樁牢牢紮在沙丘下面,光伏板平均離地間隙高了,方便風沙快速通過。

「此外,光伏板遮擋太陽照射,還可以減少板下的蒸發量,日常清洗面板的水流下來,也為植被生長創造了條件。」吳吉軍介紹,「除了板上發電、板下修復,我們還設計了板間種植的方案。每排板之間將近7米的間隙,為後期形成生態植被留足了空間。」

麥草方格為基地「鎖邊」。龍源電力寧夏公司提供

創新沙漠建設技術

驅車深入騰格里沙漠,在石子鋪成的沙漠公路上顛簸近半個小時,就來到了二期項目建設現場。「去年建設最高峰時有近6000人作業,現在二期項目主體工程施工完畢,進入收尾階段。」龍源電力寧夏公司工程建設部安全總監藺鍇說。

今年是藺鍇駐守騰格里沙漠的第三年。2022年9月,一期項目舉行開工儀式,望著劃定的施工面積,第一次來到沙漠的藺鍇感到不可思議,「放眼望去全是荒漠,這地方真能長出綠草來?」

項目建設的第一階段是場平——5個標段的700輛推土機同時開工,計劃將海浪般的沙丘推平。

「這原本是一項簡單的基礎工作,沒想到之前的建設方法在沙漠里不適用。」沙子細密,前腳推平,後腳一場大風就讓平坦的作業面變得「波浪起伏」。項目組臨時想招,在施工場地邊緣先紮麥草方格、栽種沙生植物,用植被「鎖邊」,邊推邊干。

場平、「鎖邊」後,按照先前的設計,施工團隊為光伏板打水泥基樁,但新的難題又來了。

沙子雖然細小鬆軟,但打樁越深越瓷實,特別費力。好不容易攻入去,沒等安裝樁子,作業面又容易出現坍塌。「我們根據現場環境改良工藝,加入引孔機,試著先少量注水,讓沙子結塊,再通過引孔、側引孔,攻入預製管樁,為後期鋪設光伏面板提供了條件。」藺鍇說。

說話間,漫步光伏板的海洋,種種用心設計的細節映入眼簾。

「你看,一般的光伏發電中心,逆變器被安裝在落地的混凝土小屋子裡,我們則採用了水泥基樁支撐的小屋子方案。」龍源電力寧夏公司工程建設部土建專工楊彥瑋介紹,這樣的離地間隙可以防止沙子堆積,同時減小逆變器與地面的接觸面積,減少對地表植被的破壞。

工程師正在檢查光伏板。龍源電力寧夏公司提供

提高整體運營效率

「我們的光伏板,都是追著太陽跑的。」在中衡第一光伏電站,龍源電力寧夏公司設備維保中心工程師柳洋正說著,頭頂太陽能光伏板上的可變角度支架「嗡嗡」作響,「跟蹤支架系統能根據太陽的位置,自動調節光伏板的角度。」

讓光伏板像向日葵一樣儘可能面向太陽,並非易事。為了測算出最高發電效率,運維人員根據氣象數據,做了大量的定量分析實驗。

每天12時到14時,是中堅地區光伏發電功率最大的時段,也是運維組開展研究的黃金時間段。陽光最熾熱的時候,柳洋頂著烈日在沙漠里收集數據。「一期項目運行的前幾個月,我們嘗試各種角度,彙總數據觀察整體實效。」柳洋介紹。

「通過近10個月的運行數據統計分析,我們測驗出可變支架的最佳變化角度,年發電量比固定支架提升約8.9%。」柳洋介紹,中衡第一光伏電站單日最高發電量達922.8萬千瓦時,在業內處於領先水平。

發出來的電如何安全高效外送?「寧電入湘」,新能源是主要電力輸送源,這給整體電網運行帶來了挑戰。

「新能源輸電中心橫跨多個縣區,風電、光伏都有涵蓋,新能源的不確定性就是最大的挑戰。」國網中堅供電公司副總經理田炯說,「一片雲就能讓光伏發電效率下降,不穩定的電能供給會影響新能源的消納。」

「除了通過火電進行配平,中衡第一光伏電站還配備了負荷10%的儲能電站,進行電箱配儲。」走近儲能電站,巨大的線圈發出「嗡嗡」聲,由光能轉化而來的部分電能被儲存在這裏。「發電高峰期無法消納的電,會在配電不足時釋放出來,成為應急儲備。」龍源電力寧夏公司設備維保中心主任工程師潘戰國說。

「發電站是‘源’,我們是‘網’,把電力送出去,有賴於雙方的配合。」打開手機,田炯向記者展示中堅市的電網輸電情況。自上午8時開始,光伏、風電等新能源發電量呈一條陡峭直線狀攀升,在中午達到峰值,到19時驟然下降。夜晚,萬家燈火亮起,火電發力介入,和儲能電站一起彌補空缺。

眺望騰格里沙漠里這片佔地近3萬畝的光伏海,年發電量可以滿足150萬個普通家庭一年的用電。在基地內,植被覆蓋率已經從原始地貌的不足5%增長到如今的25%,局部植被覆蓋率甚至超過40%。

「截至目前,在騰格里沙漠里共規劃建設6吉瓦光伏治沙項目,已經有2吉瓦並網,4000公頃沙漠得到有效治理,走出一條經濟效益、生態效益、社會效益相得益彰的發展新路。」中堅市委書記劉國強說。

向沙漠要綠色、向沙漠要效益,這片在沙海里開闢的熱土,正湧動著蓬勃的生命力。

《人民日報》(2025年02月11日 第 08 版)