從屋頂、建筑、鐵路、水面、農(nóng)業(yè)到鐵塔、基站、污水廠、產(chǎn)業(yè)園區(qū)、學校、農(nóng)業(yè)大棚、魚塘水面、采煤塌陷區(qū)……進入“十四五”之后，光伏電站正“上山下海”全面開拓各種應用場景。
近日，江蘇省在《關于支持我省光伏發(fā)電發(fā)展的若干意見(征求意見稿)》中，將光伏+模式提上了新的戰(zhàn)略高度。文件指出，推動光伏發(fā)電與農(nóng)林牧漁等產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展因地制宜利用墾區(qū)農(nóng)場、采煤塌陷區(qū)、沿海灘涂、養(yǎng)殖魚塘、農(nóng)業(yè)大棚、山地丘陵等空間資源，優(yōu)化推進“光伏+”基地化開發(fā);深挖地區(qū)分布式光伏發(fā)展?jié)摿?，加大光伏發(fā)電在高速公路沿線、鐵路邊坡及沿線設施、各類加油加氣站、車棚、路燈桿等交通領域的應用，鼓勵在大數(shù)據(jù)中心、5G基站、糧庫、倉儲等布設分布式光伏發(fā)電，新建工業(yè)園區(qū)、新增重大項目原則上預留發(fā)展分布式光伏系統(tǒng)的荷載能力和配網(wǎng)容量。
除了江蘇省之外，全國超過15個省市地區(qū)在光伏管理政策中提出了光伏+相關的標準與要求。據(jù)光伏們不完全統(tǒng)計，目前已有云南、江蘇、河南、甘肅、海南、四川、浙江以及杭州、浦江、桐鄉(xiāng)等省/市/縣，鼓勵光伏電站與產(chǎn)業(yè)園區(qū)、學校、農(nóng)業(yè)大棚、魚塘水面、采煤塌陷區(qū)等相結合，不斷探索更多的“光伏+”應用場景。
部分省份管理政策光伏+內(nèi)容節(jié)選
事實上，邁入平價的首年，光伏的發(fā)展仍然充滿著挑戰(zhàn)。土地資源日漸緊張，租金水漲船高，尤其是在用地資源緊張的中東部地區(qū)，光伏發(fā)展與土地匱乏的矛盾尤為突出;另一方面，各地方在生態(tài)環(huán)境保護方面的訴求也日益迫切。非技術成本昂貴，加之補貼退坡與發(fā)電不穩(wěn)定性質，使光伏電站的收益率存在不確定性。
作為能源轉型主力軍的光伏電站天然具有與各種應用場景結合的優(yōu)勢，“光伏+”融合發(fā)展模式應運而生。與多年前“光伏+”僅被當作項目申報特點不同的是，如今“光伏+”正逐漸成為電站終端應用的“標配”。從農(nóng)漁牧業(yè)建筑、高鐵等應用場景，到與一二次能源多能互補結合，“光伏+”正在一步步實現(xiàn)綜合成本的下降和效益的提升。
中國電力中電新能源福建開發(fā)公司建設了一座“光伏溫室大棚”，實現(xiàn)了上面發(fā)電，中間層種菜，下面養(yǎng)魚三種經(jīng)濟性的疊加;電站還通過利用棚外空間，植入百果園、香草園、花卉藝雕等，開放研學體驗，休閑觀光，真正實現(xiàn)一地三用的效果。
此外，養(yǎng)魚時產(chǎn)生的排泄物、殘餌等，可以通過過濾等方式轉化為種植蔬菜所需的養(yǎng)分;而養(yǎng)魚的水通過植物的凈化吸收后，再重新注入魚池從而實現(xiàn)了水資源的循環(huán)利用，大力提升效益。
很顯然，隨著技術進步與不斷探索，光伏+已經(jīng)不滿足于加一種形式，而是衍生出加二、加三甚至加N的模式。濟寧市微山煤炭塌陷區(qū)由于長期的大規(guī)模的開采形成采空區(qū)，導致頂板巖斷裂，形成地表沉陷現(xiàn)象，慢慢積水成湖。
為此，三峽新能源因地制宜采用“漁光互補”的新型開發(fā)形式有效緩解環(huán)境保護的壓力，實現(xiàn)經(jīng)濟與環(huán)境協(xié)調發(fā)展。
光伏產(chǎn)業(yè)、漁業(yè)養(yǎng)殖的建立運營和有機結合，為微山縣帶來的附加生態(tài)效益，其因煤而立的產(chǎn)業(yè)格局也一去不復返。
事實上，“光伏+”應用不僅能提升土地經(jīng)濟價值，還對荒山荒漠、污染土地、煤礦沉陷區(qū)等進行生態(tài)修復，給土地綜合利用賦予更大的生態(tài)價值。在廣東仁化，陽光新能源打造全國首個污染土壤修復與光伏利用項目，不僅促進污染土地綜合利用增加收益，而且通過植物吸取修復技術，逐步修復污染土地;在山西大同，“光伏+煤矸場自燃治理綜合應用技術” 逐步恢復煤矸場植被，為全國采煤沉陷區(qū)生態(tài)修復提供創(chuàng)新經(jīng)驗。
在庫布齊沙漠，國家電投集團內(nèi)蒙古公司蒙西新能源公司投資建設了全國最大沙漠生態(tài)光伏發(fā)電站——達拉特光伏電站一期項目。達拉特光伏領跑一期300MWp項目，占地面積1.2萬畝，2018年12月17日并網(wǎng)發(fā)電，榮獲2018年度中國能源項目創(chuàng)新獎。2019年7月9日，由項目創(chuàng)造的世界最大沙漠光伏發(fā)電站“駿馬圖”成功獲得吉尼斯世界紀錄認證。
目前，該項目二期項目已建成，項目投產(chǎn)后累計治沙達1.6萬畝，預計每年可發(fā)電8.5億千瓦時，節(jié)省燃煤26.5萬噸，減少二氧化碳排放66.3萬噸，減少二氧化硫排放0.19萬噸，減少氮氧化物0.263萬噸。同時，電站以光伏+沙漠治理+生態(tài)修復的模式建設，目前一期已完成固沙工程施工及矮化紅棗和中草藥等經(jīng)濟作物種植，為地方經(jīng)濟長期發(fā)展和環(huán)境治理做出了積極貢獻。
在石漠化問題較為突出的的昆明東川，云南國際在那里建成了“光伏發(fā)電+集水灌溉+生態(tài)修復”的微型樣板云南國際東川“生態(tài)修復+光伏”示范項目。光伏電站能夠降低地表溫度，通過改變地表能量平衡、水分循環(huán)和風速廓線，改善光伏陣列下方土壤水分條件和植被生長狀況，有效提升光伏發(fā)電項目區(qū)域生態(tài)功能和生態(tài)健康水平。形成了可復制、可推廣、可操作的“生態(tài)光伏”工程范式，實現(xiàn)了區(qū)域生態(tài)健康、協(xié)調發(fā)展目標。
除此之外，光伏還與一些高耗能、高耗電企業(yè)深度融合，為其直接供電，降低用電成本與產(chǎn)品成本。
例如，武漢北湖污水處理廠與光伏結合變身“光伏電站”，該項目一期場地屋面光伏裝機規(guī)模約1.46016兆瓦，占地約1.5萬平方米;一期場地大跨越柔性支架光伏裝機規(guī)模約22.26744兆瓦，占地約16.67萬平方米，總建設規(guī)模約23.7276。不僅降低了污水廠用電成本，還實現(xiàn)了環(huán)保、綠色、健康的可持續(xù)發(fā)展，經(jīng)濟效益與環(huán)保效并舉。
梅溪湖水質凈化廠光伏發(fā)電項目是湖南省內(nèi)首個地埋式水質凈化廠分布式光伏電站，由湖南湘新筱豪新能源科技有限公司投資、隆基協(xié)助參與建設。通過土地的二次開發(fā)，有效利用水質凈化廠區(qū)約38000㎡的綠化用地空間，并使用“鋼結構+預應力鋼索”的新興光伏支架形式，架空安裝太陽能光伏組件，項目系統(tǒng)總安裝3.66MW，實現(xiàn)了“自發(fā)自用，余電上網(wǎng)”，也發(fā)展了光伏+水務的新模式，不僅可以將清潔電能用于污水廠治理實現(xiàn)環(huán)保效應，多余的電能還產(chǎn)生了可觀的經(jīng)濟效益，有利于可再生能源和社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。
另一方面，進入“十四五”，建構新型電力系統(tǒng)的要求，促使光伏的滲透率不斷提高。但是，光伏發(fā)電波動性和間歇性為電網(wǎng)調度增加了很大挑戰(zhàn)，光伏與多種能源的結合逐漸成為主流，拓展了又一維度的光伏利用。水光互補、風光互補、風光火互補以及光伏+氫能、光伏+電化學儲能、光伏+光熱等形式層出不窮，為解決風、光電站調峰調頻，提高電能質量提供了新途徑。
在北京昌平寶之谷國際會議中心，中國電力建設的光伏+“水蓄能”定制了一款光伏版“乾坤大挪移”。該電站不僅把光伏發(fā)電轉化為熱能、化學能儲存，達到峰時用、谷時儲的效果，還能就地供冷供熱，實現(xiàn)節(jié)約用能成本和設備投資的目的。整套系統(tǒng)以國家電投和清華大學聯(lián)合研發(fā)的IEMS多能流能量管理系統(tǒng)實施智能化管理，只需一間集控室便能監(jiān)控整個園區(qū)的用能情況，完美解決用戶42000㎡建筑面積用冷用熱需求，且每年節(jié)約成本逾百萬。
除了上述場景之外，事實上，光伏+已經(jīng)滲透到各個領域，像城市交通、園區(qū)供能、生態(tài)旅游、高原山地等等。
作為國有重要骨干能源央企，中國石化不斷向風電、光伏、氫能等領域進軍。尤其是在“光伏+加油站”方面，新意層出不窮。中國石化首座光伏建筑一體化加油站，廣西六華加油站于此前5月份正式投用。六華加油站采用了BIPV式(光伏建筑一體化)的光伏組件。與后期加裝的光伏發(fā)電設施不一樣，加油站罩棚不僅能夠發(fā)電，壽命也由原來5-10年延長至與光伏發(fā)電組件同壽命的25年。該“光伏+加油站”預計年發(fā)電量9.1萬度，每年額外約有1萬多度富余電能并入電網(wǎng)，可供12.5戶居民一年用電。全年可減少碳排放量81.5噸，完全抵消自身每年約76噸的碳排放，真正實現(xiàn)加油站自身“碳中和”。
政策加持下，不少企業(yè)對“光伏+”的布局明顯提速。中電國際在平頂山投建開發(fā)2GW的光伏+農(nóng)業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、漁業(yè)等，而且在綠色低碳示范區(qū)方面加快光伏+氫能、儲能產(chǎn)業(yè)園等項目的建設;中國石化建設光伏建筑一體化加油站、碳中和加油站;國家電投更是不斷研究、探索、實踐，打開了光伏+燈、光伏+頂、光伏+椅子、光伏+花等不少新形式。“光伏+”模式已然成為大家認知中最具性價比的存在。
“光伏+”與各種場景的結合，不僅可以實現(xiàn)對土地的增值，與多種能源的結合也開啟了未來的發(fā)展方式。但是需要注意的是，目前大部分出發(fā)點更多的專注于光伏本身，未來如何實現(xiàn)對“+”部分的產(chǎn)業(yè)賦能，以及如何實現(xiàn)“光伏+”與社會變革，包括電力體制、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等更好的融合發(fā)展，是“光伏+”下一步需要重點解決的問題。
與此同時，在與多應用場景以及多種能源形式相結合的過程中，如何從電力系統(tǒng)本身去實現(xiàn)多種形式的融合發(fā)展也在考驗著光伏行業(yè)的發(fā)展。由中國光伏行業(yè)協(xié)會、光伏們、風芒能源聯(lián)合主辦的第六屆新能源電站設計與設備選型研討會將于2021年9月23-25日在云南昆明舉辦。會議將從光伏、風電、儲能及綜合能源等領域，就電站設計、工程施工與設備選型三方面進行多維度的探討，助力行業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。
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