今年以来,中国已出现8次沙尘天气过程,几乎每十天就来扫荡一次,数量、频率和强度都是近几年之最。从北向南一路肆虐,波及上海、浙江、江西、湖南等地,影响人口已超4亿人,惹得网友纷纷调侃,冒着黄沙上班,好不容易到了公司,身边都是“兵马俑”。
据气象专家介绍,此次沙尘暴起源于蒙古国南部。科研人员统计,这十多年来,蒙古国戈壁地带一年中发生的沙尘暴次数,较20世纪60年代增加了4倍。土地荒漠化的背后,是因经济发展而被忽视的环境问题。据世界货币基金组织统计,从1990年到2020年,蒙古国的牲畜数量增长了3倍,远远超出草地的承受能力。在蒙古国这片植被覆盖率仅占国土地面积7.9%的脆弱土地上,气候在恶化,草原在退化,荒漠化愈发严重。当游牧民族赖以生活的畜牧业难以为继,矿产挖掘便成了唯 一的“救命稻草”。在20世纪90年代,蒙古国就颁布矿业法,提出“矿业兴国”,把矿产资源的开发、出口作为国家振兴和转型发展的主要战略。在蒙古国的对外出口贸易中,矿产品出口依然居于首位。2019年,蒙古国出口中,矿物出口量占90%。挖“金币”的同时,也带来更大的风沙。同时,采矿使得水资源被过度开发,大量矿井正在污染和耗尽人畜赖以生存的水资源。据世界银行研究,由于大量采矿行为,蒙古国南戈壁省的地下水只够用到未来10年左右,正在引发干旱和威胁着其它生态环境。
干旱的发生,意味着草原生态环境的破坏,荒漠化面积越大,沙尘也会越来越多,再一次进入恶性循环中。
直到漠北的黄沙肆虐到江南,荒漠化和治沙问题得以再一次被大家重视。其实,中国荒漠化形势也十分严峻,作为国际认证的世界上荒漠化严重的国家之一,在中国960万平方公里的陆地领土之上,沙漠面积曾经一度占据国土面积的1/4以上。沙尘暴不能消灭,但土地沙化可防可治。荒漠化防治是减少沙尘暴频率和危害的有效手段,经过多年不懈的努力,我国已取得了举世瞩目的成就。
即使身处江南,也可以明显感受到北方的沙尘暴次数在近50年间明显减少。为掌握全国荒漠化和沙化现状及动态变化情况,我国每5年组织开展一次全国荒漠化和沙化土地调查工作。据第6次荒漠化和沙化监测结果显示,我国荒漠化土地面积从2014年的261.16万平方公里缩减到2019年的257.37万平方公里,五年之内中国荒漠化土地面积减少了3.79万平公里,我国荒漠化土地和沙化土地面积已经连续四个监测期保持了荒漠化和沙化土地面积“双减少”、程度“双减轻”。
几十年的治沙探索中,中国尝试了包括草方格固沙法、化学固沙、立式防风阻沙网以及高立式沙障在内的多种常规治沙方法。近十年来,结合经济型、光照资源以及长期发展等因素考虑,中国提出了新的治沙模式——“光伏+治沙”模式。沙漠拥有光照强、地广人稀等发展光伏产业的先天优势,且光伏发电站对沙漠的生态改善也有帮助:光伏电站不仅可以实现固沙的作用,还能够吸收光照降低土地温度,减少水分蒸发,为动植物提供屏障,达到“板上发电;板下修复;板间种植”的生态模式,使原本沙化土地终会披上绿衣。我国作为《联合国防治荒漠化公约》成员国,近年来一直高度重视发展光伏治沙事业。与此同时,我国在光伏产业领域的国际领军地位,也为光伏治沙产业的快速发展打下了坚实基础。“光伏+治沙”不是单独只做发电这一件事,而是用沙漠中林立的光伏发电板,遮挡强烈阳光直射、减少地表水的蒸发、降低沙漠风速;板上发电、板下种养植,为周边其他业态搭建一个舒适空间。国家林草局荒漠司副司长胡培兴曾表示,光伏治沙前景很好,每亩在沙漠不毛之地每年产值有1.06万元,产业潜力巨大。以蒙东某200MWp光伏项目为例,在年均满发小时数1500h,含税上网电价0.3035元/kWh,光伏项目单位千瓦静态投资3800元(备注:采用2021年上半年设备价格水平测算),项目占地约6000亩,土地租金200元/亩·年,治沙费666元/亩·年。
项目资本金内部收益率会随着租地、治沙等费用逐步减少,其中有租地有治沙的项目内部收益率最 低为7.77%,基本可以满足目前大部分国央企对于大基地项目的收益率要求。不过作为光伏治沙项目,还要考虑到治沙效果,结合不同治沙措施、经济作物种植、沙丘移动、发电效率等因素,在设备选型方面应该考虑高支架、追踪式支架等;由于治沙地区环境比较恶劣,光伏治沙的防腐性能要求较高,成本也会增加,还有沙漠中气候环境恶劣,高温大风等恶劣天气,设备防护等级要相应提高,增加了建设成本。
除了经济效益,生态效益和社会效益也同样重要。生态效益成果,通过光伏治沙,可使沙漠变成绿地,减少常规治沙的费用,节约国家财政支出;社会效益,通过光伏治沙可以发展农牧业,使当地农民有一定的农牧业收入,甚至一些地区发展沙漠旅游来增加收入。
中国是最早加入《联合国气候变化框架公约》《生物多样性公约》《联合国防治荒漠化公约》的国家之一,通过数十年的政府、企业、社会共同行动,率先在世界上实现了联合国土地退化零增长目标,并不断地创新治理模式。3月28日,自然资源部办公厅、国家林业和草原局办公室、国家能源局综合司发布关于支持光伏发电产业发展规范用地管理有关工作的通知。其中提出,鼓励利用未利用地和存量建设用地发展光伏发电产业。在严格保护生态前提下,鼓励在沙漠、戈壁、荒漠等区域选址建设大型光伏基地。早在2021年,国家就发布《“十四五”可再生能源发展规划》,要求大力推进风电和光伏发电基地化开发,在风能和太阳能资源禀赋较好、建设条件优越、具备持续规模化开发条件的地方,着力提升新能源就地消纳和外送能力,建设以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风电、光伏基地。
近日,内蒙古自治区第三批风光基地项目清单已制成下发,同样以沙戈荒与盐碱地为主,共计超10GW风光项目入选,其中风电项目超9GW,光伏项目近1.5GW。
作为中国第七大沙漠,库布齐沙漠总面积约为1.86万平方公里。三十多年前,这里生态环境极度脆弱,是京津冀地区三大风沙源之一,长年袭扰中东地区的沙尘暴也曾经在库布其肆虐,年均超过50次。
经过30多年持之以恒的规模化、产业化、科技化治沙,治理绿化库布齐6000多平方公里沙漠,沙丘高度平均下降29%,植被覆盖度由不足3%增长到65%,沙尘灾害减少到年均2-3次,生物多样性由100多种增长到500多种,形成了沙漠绿洲小气候。
“光伏+治沙”生态综合治理是库布齐治沙近十年来的创新实践模式。光伏电站投入运行后,将增加清洁能源供给,解决后续防沙治沙的用能需求。已经被整体改造的库布齐沙漠里,如今也已经是一批光伏发电企业扎堆的地方,中广核集团在这里投资建设了5座光伏发电站,总装机容量达到62万千瓦。
“双碳”背景下,库布齐正在实施五年1亿棵碳汇林种植工程,从2021年到2025年在沿黄河流域的库布其、乌兰布和、腾格里沙漠亿利治沙区域种植上百公里碳汇林。亿利在2021年已完成2000万株种植任务,2022年2000万株种植工程已经启动,将通过生态林种植和光伏板下种植确保完成。库布齐“光伏+治沙”生态综合治理模式同步向西部沙区纵深推进。
不仅是在库布齐沙漠,成片的风机、光伏板在西北的戈壁大漠中随处可见。在宁夏腾格里沙漠,220余万块光伏板在阳光下熠熠生辉,1600多万平方米的草方格连绵不绝,总装机规模1300万千瓦的新能源大基地项目一期于近日顺利并网发电。
宁夏腾格里沙漠新能源基地项目位于中卫市沙坡头区迎水桥镇,是国家“沙戈荒”基地中首 个备案、开工的光伏治沙发电项目,规划容量300万千瓦,总投资约152.5亿元,占地面积约9万亩。
项目投产后,每年发电量可达57.8亿千瓦时,每年可节约标准煤192万吨,减少二氧化碳排放466万吨、二氧化硫排放3.39万吨、氮氧化物排放5万吨。
整体来看,在腾格里、巴丹吉林、库布其和乌兰布和四大沙漠边缘,我国总体规划以“沙戈荒”地区为重点的大型风电光伏基地规模达到4.5亿千瓦,相当于20座三峡水电站的装机容量!
2007年底,内蒙古伊泰集团与中科院合作建立的我国首座光伏示范发电站正式并网发电。根据实际发电量测算,该发电站的发电效率相比传统化石能源发电提高约25%,整体发电成本降低了接近50%。
2015年,宁夏中卫金礼50兆瓦光伏项目正式并网运行,单日发电量可以达到20万千瓦时。
2017年,宁夏中卫协鑫100兆瓦光伏电站正式并网运行,预计在此后25年运营期内,总发电量将达到约35.8亿千瓦时,与传统火力发电相比,可整体节约燃煤211万吨,减少碳排放246万吨。
而位于青海戈壁滩上的塔拉滩光伏电站,占地面积达到了609平方公里,快赶上新加坡的国土面积了。
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