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最近,內蒙古又發出了沙塵暴黃色預警信號,今年以來,我國共出現了9次沙塵天氣過程,較常年同期(6次)偏多3次的同時,也是近10年中最多的。一個月前,我國北方地區出現大規模沙塵暴現象,甚至波及河北、北京、天津、山東、河南、蘇皖北部等地區。沙塵暴是一種強沙塵天氣,即強烈大風將地面沙粒、塵土席卷入空中,導致空氣混濁與能見度顯著下降的天氣現象。沙塵暴通過強風、沙埋、土壤風蝕和空氣污染,對人們的生產和生活造成惡劣影響。根據《聯合國防治荒漠化公約》第15次締約方大會的相關會議公布的數據,每年有200萬噸沙塵進入大氣,對生態治理、人類健康、農業種植、生存環境、經濟社會可持續發展帶來嚴峻的挑戰。
土地荒漠化問題是困擾人類發展的重要難題,近三十年以來,人類通過各類合作平臺以多種形式共同為防沙治沙做出了努力,但由于缺少有效的協同行動機制,沙塵暴、干旱、土地退化等地球生態環境問題依然形勢嚴峻,亟待創新性的解決方案。中國是最早加入《聯合國氣候變化框架公約》《生物多樣性公約》《聯合國防治荒漠化公約》的國家之一,通過數十年的政府、企業、社會共同行動,率先在世界上實現了聯合國土地退化零增長目標,并不斷地創新治理模式。 其中,“光伏治沙”模式就是我國在二十一世紀第二個十年最新探索出的成果,其最大的特點就是把發展光伏和沙漠治理、節水農業相結合。具體模式為在光伏電站的外圍用草方格沙障和固沙林組成防護林體系,在光伏板下安裝節水滴灌設施,同時種植合適的綠色經濟作物,可有效實現經濟效益和生態效益的共贏。這種荒漠光伏產業在擁有巨大發電潛力的同時還具有多種生態功能。光伏電站可以起到防風防沙的作用,大規模安裝光伏板后,白天為地面植物擋住過強的陽光,有效降低了地表水的蒸發,使蒸發量降低20%到30%,并且有效降低風速,這能很好改善植物的生存環境。實踐證明,在安裝光伏板后,大量荒漠逐步變成了草地,生態環境修復的效果非常好。與此同時,可在光伏電站的區間空地上穿插種植耐旱經濟作物和沙生植物,光伏陣列間種植的植被,起到了防風固沙、防治水土流失的作用,有效遏制了沙漠擴展,同時光伏板發電產生可觀的經濟效益,除此之外,荒漠光伏幾乎不涉及拆遷等成本,還具備土地價格優勢。不過,光伏治沙模式依然存在很多問題。一是沙漠、荒漠區生態環境較為脆弱,環境容量有限,對人類的活動敏感性強,極易引發土地沙化和水土流失, 且遭到破壞后, 自我調節恢復能力極差,必須充分進行前瞻性科學評估,謹慎選址,項目開發前需制定全面的防治預案,將可能造成負面影響的可能性降至最低。
此外,后期維護運營時需注意采取措施減少風沙侵蝕對光伏電站的損害。可以充分利用現有防風治沙、防護林建設、植樹種草技術,如實施草方格沙障等治沙措施,并在光伏電站外圍建設阻風帶,減少風沙直接沖擊光伏電站的可能。沙塵容易對光伏板支架產生風蝕,高溫易導致“熱斑效應”影響組件壽命等造成建設運維成本高、極端惡劣天氣對建設人員體力、耐力及技術能力也會產生挑戰,需要運維人員加強巡護,及時發現組件故障并進行排查,確保光伏電站安全。
光伏治沙模式對發展清潔能源、推動地區經濟建設有著重要意義。目前,我國已將沙漠治理難題發展成一個政府、企業和社會緊密合作的、可持續發展的創新項目。在光伏治沙模式推動下,產業發展相對落后的荒漠地區才能夠對東部產業進行承接、技術升級,切實有效地推動西部大開發與一帶一路新能源絲綢之路建設,與此同時還可以大力發展節水型、電氣化、高技術、集約化的沙產業,提高農業和林草業智慧化水平,促進西北荒漠區鄉村振興。光伏治沙為沙漠、戈壁等荒漠區域走出一條綠色、高效的生態與產業耦合的新途徑,是干旱沙漠、戈壁等荒漠區振興的重要舉措。