由北京君和创新公益基金会、中国科学院大学校友会联合主办,主题为“和而不同,思想无界”的CC讲坛第64期演讲2025年2月22日在中国科学院大学(北京玉泉路校区)礼堂举行。来自黄河公司高原能源产业与生态研究中心主管叶得力出席,并以《荒漠牧光 戈壁变绿洲 中国最大“乌龙事件”的自然启示录》为题发表演讲。
以下为演讲实录:
大家好我是黄河公司高原能源产业与生态研究中心科研主管叶得力。
今天,我想和大家分享一个非常有趣的故事,一个发生在中国基建领域的“乌龙”事件。这个故事不仅充满了戏剧性,更蕴含着深刻的智慧和创新精神,它就是塔拉滩“光伏羊”的故事。
故事的起点,是塔拉滩那片荒芜的土地,塔拉滩位于青海省海南藏族自治州共和县。塔拉滩的北面是青海省著名的旅游景点青海湖,东面是龙羊峡水库。
塔拉滩,蒙古语的意思是“荒滩”,十几年前,塔拉滩的沙化土地高达98.5%,这里寸草不生,黄沙漫天,气候条件极其恶劣。总结一句话就是“地上不长草,风吹石头跑,一年一场风,从春刮到冬”。
随着荒漠化程度的不断加剧,当地居民的生活环境变得越来越差,许多人不得不离开家园。土地贫瘠,水资源匮乏,造成当地牧民普遍深度贫困,这成了当地政府最头疼的问题。
然而,就在这样一片看似毫无希望的土地上,转机悄然出现。2012年,随着我国对绿色发展的重视和光伏发电的兴起,政府发现塔拉滩虽然荒芜,但这里海拔平均3000米左右,光照资源非常丰富,年均日照时长近3000小时。这里地势平坦、地广人稀,有大片空旷土地可供利用,非常适合大规模开发集中式光伏电站。于是,一个大胆的想法诞生了,在这里建立世界上最大的光伏发电厂——共和塔拉滩生态光伏园。
这个想法在当时遭到了很多人的质疑。毕竟,太阳能光伏发电最早是由美国人发明的,最先发展起来的也是发达国家。中国要建世界上最大的光伏发电厂,听起来似乎有些不切实际。但中国人从不轻易放弃,经过充分调研后,项目还是决定动工。
在建设光伏电站之前,首先要解决的是当地的风沙问题。当时光伏板造价不菲,如果被风沙损坏,损失十分严重。于是,我们决定先种草、种树,希望通过植被来防风固沙。但问题又来了,当地降水稀少,光照强烈,植物根本无法成活。经固沙人员回忆:“当时用骆驼运树苗,还没走到种植点,树根的水袋就蒸干了。有次尝试种红柳,三个月后,沙丘移动了三十米,连标记旗都找不到了。”
但是,任务已经下达,就必须完成,所以我们的建设者就顶着风沙硬是搭建了光伏阵列。希望于光伏板能阻风、遮阳,或许能让这片土地慢慢恢复,让荒漠土地长出植物,自然固沙。
搭建了光伏板之后的第一年,板下土壤湿度就提升了15%,催生星星点点的绿芽,但是风沙依旧没能很好的控制,运维人员还得经常用水冲洗面板,可是大家知道沙漠缺水干旱,为了冲洗面板,我们花费了不少人力物力。
转眼又过了一年,大自然像是听到了我们的许愿,惊喜来了,光伏板下面出现的大量的牧草,形成了一块块微型的绿洲,我还记得当地牧民说“那天我赶着羊群经过,突然看见光伏板下藏着兔子窝,当时我就知道,这片土地活过来了”。同时电站运维人员还发现了狐狸、野鸡等野生动物,光伏电站改善当地环境,遏制了土壤沙化。
那一刻,我们都高兴的不得了,我们的设想实现了,也不枉费我们这两年多的付出,走到这一步,当地的风沙算是得到了缓解,我们可以不用很频繁的用水清洗光伏板了。
可是故事总不会一帆风顺,接下来的一段时间我们发现光伏阵列中的草长势异常旺盛,甚至有遮挡光伏板的态势。经过观察和研究,我们发现原来是光伏板起到了阻风、增湿作用,明显减少了土壤水分蒸发,加上冲洗光伏板的水起作用,使得草的长势非常好,远远超出预期。
草的生长虽然解决了风沙问题,但也带来了新的困扰。草长得太高,遮挡了光伏板,影响了发电效率,而且大面积的草场在干燥的冬季存在火灾隐患。
为此我们开始想办法除草,首先是通过除草剂,可是这会破坏生态环境,我们不能以牺牲环境的方式去解决问题;其次我们也试过架高光伏板,可是代价高昂,还比不上草生长的高度,尤其是芨芨可以长到2米;人工除草耗费人力物力,而且无法从根本上解决问题。
就在运维人员一筹莫展之际,藏族老牧民的一句话点醒众人“草原需要剪刀,羊群就是最聪明的园丁”有人提出了一个看似荒诞却非常巧妙的主意,在光伏电站里养羊,让羊把草吃掉。这个办法一提出,大家都拍手称好。600只羊被引入电站,由工作人员轮流放牧,效果十分显著。于是,中国电力史上最浪漫的跨界合作诞生了——600只“光伏羊”正式上岗,实践证明,效果非常好,羊群成功解决了草过高的问题。
但随着时间的推移,工作人员发现,放羊这项工作与他们的本职工作冲突。于是,园区领导又想出了一个办法,邀请周边牧民到电站来牧羊。牧民们本来就需要找地方放牧,电站的草长势又好,何乐而不为呢?
于是,园区免费修建了羊圈,牧民们带着羊群来到了电站,成为了“光伏羊倌”,在电站里零成本地继续他们的牧羊工作。羊群帮我们解决了牧草疯涨的问题,同时也使羊肥了起来,牧民的收入也开始多了起来,最终荒漠化问题也得到了解决。牧民们在放羊之余还可以帮忙清洗光伏板,拓宽了收入渠道,实现了脱贫致富。就这样,原本计划建设的光伏电站,阴差阳错地成了一个大型牧场,实现了经济、环境效益双赢。截至2023年,塔拉滩每年存栏的“光伏羊”有两万余只。让青海的羊成为了“一羊两用”的明星。
这个乌龙事件最终带来了意想不到的成果。至此,我想再次正式地介绍一下共和塔拉滩生态光伏园:
它是世界首个千万千瓦级太阳能生态发电园,也是目前全球一次性投入最大、单体容量最大、集中发电规模最大的光伏电站群,目前占地面积已达到609.6平方公里,面积接近新加坡的国土面积。
2022年6月26日,海南州生态光伏园区获得了吉尼斯世界纪录认证,成为世界最大装机容量的光伏发电园区。
其实像是塔拉滩这样的地区,在中国甚至全世界都还有很多,他们都有着独特的自然环境。所以,我们就在想如果我们把这些看似都是偶然的成果总结成经验,推广到更多地区,不光是可以实现新能源的发展,还可以改变生态,甚至可以让一些地区变得更适合人类生活生产。
所以,在这片荒漠变绿洲的地方,我们公司又开展了多项探索研究。
我们积极响应能源与生态和谐发展的理念,成立了高原能源产业与生态研究中心,联合科研院所、高校开展了光伏园区生态环境效应研究,我们建设了光伏园区野外生态观测基地,应用科学的方法去观测光伏建设后对生态的影响。
通过研究,我们发现,光伏子阵内近地表风速降低30%以上,土壤表层湿度增加了12.4%,植被覆盖度增加30%以上,地上生物量平均增加了65%。彻底遏制了土地荒漠化问题。
这个研究也让很多荒漠化地区建立光伏电厂的时候,不再需要先治理风沙,再铺设电板,不仅节约了人力物力,也缩短了工程周期,而且效果还更好。
我们在塔拉滩还探索的水光互补项目。我给大家先介绍一下,什么是水光互补?光伏发电虽然具有节约资源、保护环境等优点,但也存在间歇性、波动性和随机性较大的问题,比如阴雨天气和夜晚都无法发电。但是,我们的用电不会因为天气变化降低需求。所以,我们需要找一些更稳定的发电方式,提供稳定的电。于是,我们将目光投向了距离塔拉滩生态光伏园40多公里的龙羊峡水电站。将塔拉滩的光与龙羊峡的水结合起来,形成水光互补协调运行控制系统,实现了将间歇性的光电与水电调整成均衡稳定的电源。
在塔拉滩地区,因为风沙大,龙羊峡地势相对较低,沙漠大有侵蚀龙羊峡的趋势,这样的话,不仅对让我们失去一个自然景区,更是一种生态破坏。
可就是因为我们在塔拉滩地区铺设了光伏,形成了防风固沙的效果,从而减缓甚至遏制了风沙侵蚀龙羊峡,这也算事一个意外的收获。
水光互补技术是我国在新能源领域的新探索和创新,为我国能源问题的转型提供了新的思路,2022年龙羊峡水光互补发电站获得了吉尼斯世界纪录认证,成为世界最大装机容量的水光互补发电站。
由于光伏快速发展,光伏兴起之初,光伏设备厂家众多,设计思路不统一,光伏电站设备选型非常困难。我们电厂因为环境复杂,反倒成了一个天然优质的实验基地,于是,我们在塔拉滩建设了当时全球最大的光伏发电实证基地。
实证基地当初建设时汇集了世界最先进的光伏技术与产品,有148种光伏主流技术及产品在这里同台竞技,通过不同条件下的实地实验,为后期光伏电站建设提供最优方案,实证基地弥补了实验室检测的局限,能够揭示真实环境下光伏产品的性能变化,为行业制定标准提供了科学依据,为光伏产业的发展贡献力量。
当目前为止,我们已经把总结的经验推广到很多的国家和地区,包括:沙特红海1.4GW光伏项目、“青豫直流”配套电源项目、国家光伏储能实证实验平台大庆基地在我们的帮助下,也取得了很多的成果,同时他们也在总结一些新的方法,再丰富到中国光伏的生态发展的方案当中,我相信我们还可以跟大自然学习的更多。
中国基建的,这个乌龙事件,看似偶然,实则是中国智慧的体现。面对荒漠化的困境,我们没有放弃,而是积极寻找解决方案,在建设光伏电站的过程中,面对一个又一个新问题,我们不断探索创新,最终找到了一举多得的好办法。 从光伏电站到大型牧场,到水光互补世界纪录,再到全球最大的光伏发电实证基地,这背后是建设者们的智慧、勇气和坚持,是中国基建实力的体现,也是中国绿色发展理念的生动实践。
于是我就在思考,站在609平方公里的生态蓝海上,我们读懂了三个生态密码:
一是顺势而为:光伏板不仅是发电设施,也是防风增湿的生态恢复措施。因势而建,减少开挖,是对自然的保护。
二是循环共生:荒漠化造就了大规模光伏开发,大规划光伏开发改善了生态环境,实现“发电量+绿洲”双增长。
三是跨界融合:牧民变技工,电站变牧场,重构产业生态链。
这个故事告诉我们,创新往往源于对问题的深入思考和大胆尝试,而中国智慧总能在看似不可能的情况下创造出奇迹。未来,随着碳达峰碳中和倡议推进的,绿色发展将成为主旋律,我们相信,中国还会创造出更多的奇迹,为世界贡献更多的智慧和力量。
塔拉滩的蜕变不是征服自然的凯歌,而是聆听大地脉动的谦卑实践。当我们放下“人定胜天”的执念,学会做生态系统的“首席协调官”,那些看似乌龙的邂逅,终将绽放出最惊艳的文明之花。正如牧民的新谚语所说:“给阳光一个支点,它能撬动整个荒原;给自然一份尊重,它会还你整个春天。
最后,也欢迎大家来共和塔拉滩生态光伏园感受人与自然和谐共生!谢谢大家!