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2023 09/ 06 14:51:10
来源:中国华能

华能山东盐光互补光伏项目调研:盐+光,千年后的想象力

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  作者:彭艳娇

  盐,百味之首,定一口咸鲜,人间风味方可下舌尖、入心间。作为生命之盐,它推动进化于初始,也索引着几千年来生命向前的漫长脉络。

  山东寿光,世界海盐发源地,以其为代表的山东半岛莱州湾,因近渤海,地下卤水丰富、浓度高且埋藏浅,早在夏朝便出现“煮海为盐”,商周时期,这里更是成为全国最大的海盐制作中心。古人对于“海水结晶”这一自然奥秘的发现或许出于偶然,但高超的制盐技术却源自极具想象力的智慧探索,并在漫长的岁月里得以留存演变,撑起富国安民之本,也在此耕作出绵延广阔的万亩盐田。如今,拥有千年历史的传统盐业在与电力工业的照面中,迎来了最“新”的搭档。

  七月,正是春盐采收之际,记者来到寿光北部的菜央子盐场,眼前结晶池、卤水池两景分明:一景如雪,一景如镜。

  量身定制,从双面发电到倾角之变

  2021年,山东省启动鲁北盐碱滩涂地风光储输一体化基地建设,因地制宜,强强联手,山盐出地、华能建设,池上发电、水中制盐、水下养殖,一地三用的“盐光互补”项目——华能山盐150兆瓦光伏发电项目(下称“山盐项目”)落地菜央子盐场,占地3367亩,主要集中于盐场卤水池区域,也就有了记者来到时看到的“水上蓝镜”之景。

  卤水池,是一块块大小不一的方形水池,深度在0.5~2米不等,池内盛装着从地下抽取上来的卤水,这也是制盐的最初原料。卤水在池内经风吹日晒蒸发后,卤度不断提升,直至达到标准后进入结晶池,在此完成“幻化成盐”的关键一变。

  “盐”与“光”的相加组合,看上去虽只是上下空间的共享利用,但背后“制盐”“发电”与“卤虫养殖”的平衡之术还需从高度、间距、重量、角度、组件、材料等一一算起。

  顺着卤水池间的梗坝走到光伏板中间,远看密密麻麻的光伏板突然变得格外“高耸”且“相距甚远”,两列光伏之间的距离目测至少可并排站下20个人。人站在中间,感觉池面依然敞亮通透。

  当记者把这种感觉告诉一旁的项目土建专业负责人何斌时,得到了他的默认。“要的就是这种‘敞亮’,才能保障卤水卤度提升所需的足够的空气流动和光照。”他指着前方说,“我们这个光伏阵列间距有10米,比普通阵列要宽,高度在4.1米,就是为了最大程度减少遮挡。目前来看,基本不影响卤水卤度提升的效率,还可以在高温时期为卤虫提供最佳生长温度。”

  何斌又让记者抬头看看头顶的光伏板背面是不是跟正面一样。当记者确认后,他说,这是专门采用的双面双玻组件,也就是正反面可同时接收阳光发电——反面接收的是太阳光照射水面进而反射上来的光。

  “不是所有水面光伏都适合采用双面双玻组件,需要考虑影响光线反射的因素。像这种卤水池,水浅且水面平静,光照反射能力强。我们测算过,发电量至少可提升3%。”何斌说。

  牵一发动全身。大间距加上双面“吸光”组件,光伏板的最佳倾角一度在31和28两个数字间反复验证。

  31度,是当地现有盐光互补项目普遍采用的最佳倾角数,可让光伏板在一天之内接受到最大的太阳照射量;而28度,可让光伏板在一天9点~15点这一太阳照射最好时段内出力最多。经过反复验算,项目最终确定了28度的最佳倾角,这相较于31度,每年可多发约12万度电。

  卤水非水,耐候钢“以锈防锈”

  卤水非水,而是一种高浓度盐水。在盐场,为了更好从卤水中提取化工原料溴素,往往会在卤水中加入强酸,使其本身具有的腐蚀性进一步加剧,连同周围环境也呈现高盐雾、强腐蚀特点。这无疑对光伏组件,特别是管桩和支架的抗腐蚀能力提出了新的挑战。用新能源山东分公司总经理王维海的话说,这一步做不好,效率与效益都无从谈起。

  在业内,光伏管桩的防腐蚀技术较为成熟,通常会在管桩的混凝土中加入足量的抗盐试剂等,可有效抵御卤水腐蚀。但在支架方面,尚无新法。

  记者了解到,光伏支架材料具备的关键属性包括强度、韧性和耐腐蚀性,所使用的材料必须经久耐用,以达到光伏项目25年的设计寿命,同时需考虑维护成本,且不存在环境污染等问题。

  在耐腐蚀方面,目前我国普遍采用的是经过防腐工艺处理的镀锌钢支架。但在王维海看来,镀锌钢支架的防腐能力,对于25年运营期的光伏项目来说十分有限,不断生成的锈层会持续影响光伏支架的稳定性,定期的除锈维护也非常“烧钱”。

  有没有一种比镀锌钢更能防腐的支架材料?这成为了项目规划设计时摆在王维海和项目团队面前最伤脑筋的问题。在专业机构的广泛调查和综合比选下,“耐候钢”一词出现在项目可研报告上。

  耐候钢,全称“耐大气腐蚀钢”,一种加入了铜、镍、磷等元素的低合金钢。在这些元素的作用下,可在其表面形成具有高阻抗和致密性的氧化保护层,从而有效阻碍腐蚀介质的进入,具有强韧、抗磨蚀、抗高温、抗疲劳等特性。

  简单来说,这是一个“以锈防锈”的过程。

  为了更直观的了解这一过程,记者跟着王维海再一次来到光伏板下。这一次,记者注意到,光伏板背面的所有支架均呈红褐色,而非传统的银白色。再仔细一看,这竟然是一层结结实实的锈层。

  正当记者感到惊讶时,王维海说:“你没看错,是生的锈。”他继续解释道:“这层锈同时也是保护层,是耐候钢表面形成氧化保护膜,可有效阻止腐蚀介质的再进入,大大减缓腐蚀速度,保护锈层下的钢材基体。随着时间越长,它的这种耐腐蚀作用会越强”。

  在成本方面,王维海和团队算过一笔账,尽管相较镀锌钢支架,耐候钢支架的总体成本略高,但其可免去传统防腐工艺中的镀锌、酸洗、磷化等环节,有效压缩项目工期,实现节能环保,25年运营期内初步估计可节省运维费近千万,这些都是肉眼可见的“省钱”。

  这是华能第一个采用耐候钢支架的光伏项目,在业内尚不多见。比起“第一”,王维海还看重未来,他认为,这一创新可为将来海上光伏组件的“防腐”提供新的思路。

  新能源+,加点想象力

  山海盐田,日月齐光,古老弥新的相遇,是自然的馈赠,转型的共识,是一场关于空间利用的想象力,也是两家企业融合产业与技术优势,看向未来的共赢之举 。

  2021年,为了更好推进山盐项目建设,华能山东分公司与山盐集团合资成立了华能山盐(寿光)新能源有限公司,华能控股66%,山盐集团控股34%。对于传统制盐及盐化工企业——山盐集团而言,每年除盐场土地租赁费用外,还可通过山盐项目实现收益和分红,打造新的利润增加点,有效弥补近年来因晒盐周期延长、资源开发保护等因素导致的成本上涨。

  在项目建设过程中,华能趁光伏打桩卤水抽干之际,通过盐田渗漏防控技术,先后对项目覆盖的402个老旧卤水池进行防渗透修复,进一步提升卤水池面的防渗透能力,保障其经久耐用。

  项目自今年5月18日全容量并网后,至7月23日已累计发电超4600万千瓦时,5月和6月的月平均利用小时超可研报告38小时。预计年上网发电量可超2亿千瓦时,减排二氧化碳近20万吨。在效益方面,预计今年项目可实现利润超1500万元。

  目前,山东分公司的新能源装机容量达403万千瓦,位居华能区域公司前三。从领衔火电发展,到如今引领新能源赛道,华能在鲁的转型之路,也是山东省能源转型发展的“缩影”。

  最新数据显示,截至2023年3月底,山东累计并网光伏容量达4550.9万千瓦,持续保持全国第一,且遥遥领先。

  山东分公司相关负责人向记者介绍,2014年以来,随着国家光伏发电由西向东推进,山东光伏发电呈现出爆发式增长,“分布式”更是在近年突飞猛进,新增装机几乎占了全国分布式的半壁江山。如今,在“整县推进”背景下,政府、企业等多方发力,山东的光伏产业再次迎来全新的发展局面。这在为能源企业带来巨大发展机遇的同时,也让省内土地资源稀缺和高成本的矛盾日益突出。对此,“新能源+”等融合发展成为大势所趋,要相信技术的进步和人们的想象力,就像千年前古人煮海制盐一样,需要在科学指引下,加点想象力。

  眼下,山东分公司的想象力已逐步落地为盐光、牧光、农光、渔光等“新能源+”项目,还将依托海上风电基地探索新能源+海洋牧场、新能源+海水制氢,进一步打造农用地与光伏的新式组合……应时、应势、应需,“新业态”下的想象,一切皆有可能。

【纠错】 【责任编辑:吕爱玲 】
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