隨著天氣轉暖,海南藏族自治州共和縣塔拉灘光伏園區內,青海共和昱淵光熱電站10萬千瓦光熱項目(以下簡稱共和二期項目)正在緊鑼密鼓建設中,項目建設者以奮斗的姿態,不斷按下“加速鍵”,刷新項目“進度條”……
共和縣塔拉灘規劃609平方公里的光伏園區,建成面積約420平方公里,成為世界最大裝機容量光伏發電園區和水光互補發電站,并獲吉尼斯世界紀錄認證。
從思想觀念的破冰,到技術結構的調整,再到發展方式的重塑,“破”“立”之間,光伏產業迸發出轉型發展的生機與活力,裝機容量不斷擴大,清潔能源發展的背后,是怎樣突破困難、運籌發展格局的呢?

50兆瓦熔鹽塔式光熱發電站。海南州委宣傳部供圖
定日鏡的追光發電奧秘
站在共和縣城,無論從哪個角度遠眺塔拉灘,都能看到中電建青海共和50兆瓦熔鹽塔式光熱發電站散發出的耀眼光亮。發電站內吸熱塔高度達240米,而它的周圍分布著30016面定日鏡,定日鏡似向日葵一樣,隨著陽光轉動,成為塔拉灘最美的風景。
青海昱淵光熱電站安全總監索仁強作為該項目建設者之一,見證了光熱項目的建設歷程。他每天在塵土飛揚的塔拉灘上穿梭,來回檢查、記錄土質、氣候變化參數,根據實情反復討論項目規劃等……共和一期項目建設的故事在他的記憶里有很多。
索仁強告訴記者,項目團隊在進駐塔拉灘初期面臨雙重挑戰:一方面,建設者僅憑有限的地質資料難以準確認知這片戈壁荒灘的特殊性;另一方面,工程勘察揭示的沙質地基條件遠超預期——地表30厘米以下即為砂礫層,其承載力不足傳統土壤,這對需要承受垂直載荷的定日鏡地樁系統構成嚴峻考驗。
歷時一年半時間,他們在2.1平方千米的土地上安裝了30016面定日鏡,每面定日鏡面積20平方米,采光總面積約60萬平方米。定日鏡類似較大的反射鏡或透鏡,具有追光功能,會隨太陽的東升西落而移動,以接收陽光。在晴天時,定日鏡依據光學原理,把大面積接收到的陽光匯聚到吸熱器集光區,以此實現太陽光能的集中,這樣集中的太陽能就能夠最大幅度地加熱管束內熔鹽工質,提高太陽能的利用效率,從而源源不斷產生綠色電能。
索仁強介紹,熔鹽塔式發電原理和常規火力發電廠發電過程有相似之處。它利用光熱,把光能吸收后用來加熱熔鹽。在這個過程中,熔鹽塔的溫度能達到大約565℃,通過這種方式將光源的能量借助熔鹽存儲起來。
熔鹽塔式光熱發電站可視為微型火電站的革新版本。其核心差異體現在能源轉化機理,傳統火電系統依賴燃煤發電機組,通過鏈式燃燒反應釋放化學能,過程不僅消耗不可再生煤炭資源,更會產生包括溫室氣體、酸性氣體及可吸入顆粒物在內的復合污染物。而熔鹽塔式光熱發電站采用基于物理反應的清潔能源技術,無需燃料供給且全程零污染排放。尤其是在保持緊湊型結構特征的同時,規避了火力發電固有的環境外部性問題,實現了能量轉化環節的全生命周期清潔化。
作為青海省清潔能源的典型代表,共和一期項目共布置的30016面定日鏡,將不穩定、不易存儲的太陽能轉化為了穩定持續、容易存儲的熱能。

定日鏡如向日葵,追逐光熱
助力“光伏羊”更出彩
定日鏡是太陽能光熱發電系統中追蹤太陽并將太陽光反射到吸熱器的裝置。太陽下山后,定日鏡無法繼續追蹤反射太陽光來加熱熔鹽,但系統此前已將太陽能轉化為熱能存儲起來,可利用這些存儲的熱能持續發電,從而滿足夜晚的用電需求。
熱電站采用熔鹽作為儲能介質,太陽能被轉化為熱能存儲在熔鹽罐內。這種儲能方式的好處是根據實際用電需求的大小靈活調節發電功率,實現按需取用能量,避免能源浪費。
索仁強指著高聳的吸熱塔說,晴天的時候,熔鹽塔上會出現透明的光亮,這個光亮是太陽反射形成的焦點。而且,這個焦點的位置會隨著陽光的強弱而發生變化,當陽光變強或變弱時,焦點會根據吸熱器所需表面溫度下移或上移。熔鹽塔通常用于太陽能光熱發電系統,太陽反射的焦點處會聚集大量的太陽能熱量,可用于加熱熔鹽等介質,進而將熱能轉化為電能。
中國電建青海共和50MW發電項目作為國家首批光熱示范項目之一,每年可節省燃煤消耗約5.12萬噸,排放二氧化碳約15.4萬噸,是中國電建自行設計和運營的塔式光熱項目,環保效益顯著,對優化當地能源結構、保護生態環境,解決地方電網調峰問題具有積極意義。
索仁強說共和一期項目主要利用太陽能資源發電,是最清潔和環保的能源之一,光熱電站的成功投運減少了化石燃料向大氣中的污染物排放。電站的定日鏡有益于降低風速,降低水分蒸發,對植被起到了保護作用,通過種植堿草、固沙草等植物,使定日鏡下的風速明顯減小,水分蒸發量減少了30%以上,加之清洗定日鏡的水相當于不定期“澆水”,定日鏡場下的荒漠化土地日漸綠意盎然,水源涵養量大大增加,土地荒漠化得到有效遏制。
近期,中國電建已免費為附近牧民修建放牧區,包括羊圈、牧民休息室、廁所等,助力“光伏羊”更出彩。
索仁強說,依托一期工程的技術積淀,中國電建集團正在加速推進二期光熱發電示范項目建設。通過關鍵技術創新實現系統優化升級。在建二期工程采用模塊化塔鏡協同設計,在減少鏡場占地面積的同時,通過熔鹽梯級換熱技術實現熱能利用率。項目的推進將為構建新型電力系統提供重要的清潔能源支撐。

工作人員介紹光熱發電原理

工作人員檢查電路情況
實現生態經濟民生“三贏”
“以前,塔拉灘的風能把人吹跑,沙子打在人臉上特別疼。”海南州綠色產業發展園區管理委員會工作人員回憶道,昔日塔拉灘,土地荒漠面積達到674平方公里,惡劣的風沙天氣影響范圍廣,能波及到30公里外的共和縣城。
2012年,隨著光伏項目落地建設,這片荒灘戈壁上正不斷長出綠色產業,塔拉灘逐漸發生翻天覆地變化,再也不是曾經那片讓人望而生畏的“不毛之地”了。
破立之間,對于海南州而言是新的開始,是探索清潔能源發展轉型之路。海南州依托“水豐、光富、風好”的能源稟賦,實施“光伏+”發展新模式,構建保護生態、發展經濟、改善民生、促進民族團結“四位一體”格局,推動實現生態、生產、生活共贏的局面。
如何實現生態、經濟、民生共贏?
海南州綠色產業發展園區管理委員會負責人說,2024年,海南州清潔能源完成投資161億元,全年清潔能源發電量達463億千瓦時,通過持續做大做強,清潔能源已成為海南州的主導產業。在提升地方經濟實力的同時,全面促進農牧民增收,積極探索“板上發電、板間種草、板下養羊”模式,在光伏園區建成32個光伏生態牧場和56個集中放牧點,年養殖光伏羊2萬只以上,輻射帶動18個村集體經濟合作社持續增收。
通過光伏板陣列形成“防風屏障”,草木得到滋養,據監測,光伏園區建成3年后的子陣區內風速降低50%,土壤水分蒸發量減少30%,植被蓋度恢復到80%,5年間全州沙化土地植被恢復1.49萬公頃。荒漠化土地和沙化土地呈現出“雙下降”的趨勢。在海南州已投產的112座光伏電站,累計開發固定就業崗位1726個,其中吸納本地人員561人實現穩定就業。
