大漠中的綠色希望——探訪我國首條零碳沙漠公路

發(fā)布日期:2024-07-15  來源:中央紀(jì)委國家監(jiān)委網(wǎng)站

核心提示:在廣袤的塔克拉瑪干沙漠腹地,一條522公里長的塔里木沙漠公路縱貫?zāi)媳?,公路兩旁綠意盎然的生態(tài)防護(hù)林平添了幾分生機(jī)靈動(dòng),猶如
在廣袤的塔克拉瑪干沙漠腹地,一條522公里長的塔里木沙漠公路縱貫?zāi)媳保穬膳跃G意盎然的生態(tài)防護(hù)林平添了幾分生機(jī)靈動(dòng),猶如給這片大漠沙洲系上了一條綠色腰帶。2022年,中國石油塔里木油田公司對(duì)這條沙漠公路進(jìn)行改造“升級(jí)”后,沿林帶布設(shè)的水井房旁又多了散布的光伏板,在陽光下熠熠生輝,格外耀眼。

這項(xiàng)改造工程是我國距離最長的光伏灌溉治沙工程——塔里木沙漠公路零碳示范工程(以下簡稱“零碳示范工程”),也是中國石油塔里木油田公司聚焦“雙碳”目標(biāo),踐行綠色發(fā)展的生動(dòng)實(shí)踐。在前期將11口水源井接入網(wǎng)電、12口井試點(diǎn)建設(shè)光伏電站的基礎(chǔ)上,繼續(xù)對(duì)剩余86口水井房進(jìn)行光伏改造,實(shí)現(xiàn)生態(tài)防護(hù)林抽水灌溉“油改電”,開啟“陽光養(yǎng)綠”新模式。

新模式給塔克拉瑪干沙漠帶來了哪些改變?在茫茫沙海建光伏電站又是種什么體驗(yàn)?請隨記者一同走近全國首條零碳沙漠公路。

“陽光”抽水灌溉 24小時(shí)不斷電 109個(gè)家庭值守沿途水井房

塔克拉瑪干沙漠是我國最大的沙漠,東西長約1000公里,南北寬約400公里。1995年,塔里木沙漠公路建成通車后,打通了塔里木盆地南北交通阻隔,使和田地區(qū)到烏魯木齊的路程縮短了500多公里。

塔克拉瑪干沙漠也是世界第二大流動(dòng)沙漠,在定向風(fēng)的作用下會(huì)不斷遷移。塔里木沙漠公路也因此被稱為“世界最長貫穿流動(dòng)沙漠的等級(jí)公路”,但風(fēng)沙掩埋始終是懸在這條公路頭頂?shù)囊话牙麆Α?br />
既然無法阻擋風(fēng)沙侵襲,就想辦法固沙。經(jīng)過多年努力,2006年4月,2000多萬株梭梭、紅柳等耐鹽堿、耐干旱的植物在沙漠公路兩旁筑起了生態(tài)防護(hù)林。從此,這道“綠色長城”讓過路司機(jī)“再也不會(huì)被風(fēng)沙迷了雙眼”,慕名而來的游客也時(shí)常感嘆,“沙漠里能看到這么多綠色植物,簡直是奇跡”。

隨著零碳示范工程的啟用,變化還在不斷發(fā)生。

沿著塔里木沙漠公路行駛,每隔4公里就能看到一座保障灌溉用水的水井房,全程一共109座,每座都有一個(gè)家庭值守。每年8個(gè)多月的植物生長期內(nèi),他們都要守在這里,負(fù)責(zé)維護(hù)4公里范圍的防護(hù)林。

駐守工人介紹,他們每天的工作從開澆灌總閥門和管道開關(guān)開始。除此之外,還要檢修滴灌管道、定期施肥除蟲。對(duì)于他們而言,風(fēng)吹日曬和漫天沙塵已不新鮮,新鮮的是水井房旁三排光伏板帶來的實(shí)實(shí)在在的變化。

據(jù)了解,沙漠公路光伏電站總裝機(jī)規(guī)模達(dá)3800千瓦,每天發(fā)電量1.1萬度左右,年發(fā)電量約360萬度,不僅可以滿足沿途水井房每日抽水灌溉全部用電,還可為駐守工人的日常用電提供保障。

“過去靠柴油機(jī)發(fā)電時(shí),每天白天連續(xù)抽水澆灌12個(gè)小時(shí),一到晚上就沒電可用,駐守工人們不得不守著黑漆漆的沙漠。”中國石油塔里木油田公司塔中采油氣管理區(qū)一級(jí)主管李劍告訴記者,零碳示范工程啟用后,水井房16年來首次實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷供電,空調(diào)、電視、冰箱也逐漸搬進(jìn)了值守點(diǎn)。

變化不止于此——

值守環(huán)境更“靜”了。“以前柴油機(jī)發(fā)電,噪音大得很,說話都要大嗓門?,F(xiàn)在,光伏發(fā)電設(shè)備的動(dòng)靜和一臺(tái)空調(diào)差不多。”駐守工人說。

運(yùn)維成本更低了。李劍介紹,零碳示范工程建成投運(yùn)后,年節(jié)約柴油機(jī)維修費(fèi)用180萬元,減少柴油消耗約1000噸,扣減設(shè)備折舊費(fèi)等,年節(jié)約運(yùn)行成本近400萬元。

變化最明顯的是碳排放。李劍給記者算了筆賬,隨著柴油消耗的降低,每年可減少3410噸二氧化碳的排放。抽水澆灌實(shí)現(xiàn)了“零排放”,生態(tài)防護(hù)林每年可吸收約2萬噸二氧化碳,可以中和約9萬臺(tái)次過往車輛碳排放。換句話說,整條沙漠公路的運(yùn)行不會(huì)再向大氣輸出二氧化碳,這便是“零碳”的關(guān)鍵。

優(yōu)化技術(shù)路線 調(diào)整施工方案 140多天建成零碳示范工程

在流動(dòng)沙漠筑路不易,修建光伏電站也是如此。

作為光伏電站的重要組成部分,光伏組件在戶外的發(fā)電性能,往往受到組件本身材料老化、工作溫度、太陽輻射強(qiáng)度、組件表面反射率,以及所在地的氣候條件等因素影響。

零碳示范工程位于沙漠腹地,這里氣候干旱少雨,地基結(jié)構(gòu)松散,沙丘移動(dòng)性較大,較常規(guī)地點(diǎn)施工更具特殊性。“六七月極端最高氣溫可達(dá)45攝氏度、沙表面溫度超過70攝氏度,地面就像烤肉的鐵板一樣。到了春秋季,沙塵天氣頻發(fā),平均3至5天就要經(jīng)受一次風(fēng)沙侵襲。”李劍說,工程采用的單晶單面光伏組件及磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能單元,就是考慮其在耐久性能、抗干燥性能以及防風(fēng)沙性能方面的優(yōu)異表現(xiàn)。

白天酷熱難耐的沙漠,一到晚上就是另外一番景象:最低氣溫有時(shí)能降至零下二三十?dāng)z氏度。此時(shí)光伏電站不僅要經(jīng)受巨大的溫差考驗(yàn),還失去了工作“動(dòng)力”,這對(duì)設(shè)備穩(wěn)定且持續(xù)運(yùn)行極為不利。

為應(yīng)對(duì)這一問題,結(jié)合光伏發(fā)電特點(diǎn),建設(shè)者們?yōu)槠淞可矶ㄖ屏巳捉ㄔO(shè)方案來延長光伏電站的“續(xù)航”時(shí)間。方案一是白天晴天的情況下,光伏所發(fā)電力給負(fù)載供電;光照弱或無日照情況下,啟用應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)。方案二在此基礎(chǔ)上,加上儲(chǔ)能蓄電池,即白天光伏所發(fā)多余電量給儲(chǔ)能單元充電;光照弱的情況下,儲(chǔ)能單元放電滿足負(fù)載的用電需求;沙塵暴或陰雨天等無日照情況下,啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī),作為應(yīng)急電源給負(fù)載供電。

“經(jīng)綜合對(duì)比分析,方案三因碳排放量的優(yōu)勢成為最佳選擇。”李劍向記者解釋道,該方案的儲(chǔ)能單元蓄電量更大,可提供7小時(shí)電量,光照弱的情況下,可滿足澆灌期間最短日照時(shí)間的澆灌時(shí)長要求和值守工人晚間日常用電需求。在無日照情況下則停止?jié)补?,從而完全?shí)現(xiàn)碳的零排放。

為確保設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行,零碳示范工程采用“發(fā)電—匯流—降壓—輸電/存儲(chǔ)”工藝,將變流器及儲(chǔ)能電池合并撬裝至工業(yè)集裝房。該工藝在創(chuàng)造恒溫運(yùn)行環(huán)境、提升防塵等級(jí)的同時(shí),還能延長關(guān)鍵設(shè)備的使用壽命。

光伏電站的“使命”是為鄰近水井房提供必要電能。考慮到站點(diǎn)高度分散、規(guī)模小、數(shù)量多的特殊性,建設(shè)者們在工程設(shè)計(jì)及實(shí)施過程中廣泛應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化技術(shù),實(shí)現(xiàn)就近供電,避免了長距離輸電的損耗。

“整個(gè)施工戰(zhàn)線縱向距離達(dá)到343千米,為更加順暢、快捷開展現(xiàn)場工作,我們還對(duì)太陽能板基礎(chǔ)進(jìn)行優(yōu)化,用葉輪螺旋鋼管柱基礎(chǔ)替代原設(shè)計(jì)中的水泥基墩。如此一來,可避免水泥砂漿凝固快導(dǎo)致的來回拉運(yùn)工作量大及凝堵風(fēng)險(xiǎn),同時(shí)降低基坑挖掘工作量,縮短施工周期,較大程度降低施工費(fèi)用。”李劍說。

得益于技術(shù)路線以及施工方式的優(yōu)化探索,零碳示范工程從開工到完工僅用了140余天。

板上發(fā)電防沙 板下遮陰植綠 走出光伏治沙新路子

零碳示范工程在茫茫沙海為植被澆灌提供“綠色”電力,同時(shí)也“播種”著綠色希望。

在塔克拉瑪干沙漠建光伏電站,既要防止樁基周邊被掏空,也要防止光伏板被黃沙掩埋。這是流沙侵蝕帶來的難題。

“答題思路”在零碳示范工程設(shè)計(jì)之初就已明確——

充分利用光伏板的“先天優(yōu)勢”。李劍解釋道,“身高”2.8米左右的光伏板,防風(fēng)高度是大多數(shù)荒漠植被的5至9倍,可以干擾風(fēng)向、降低風(fēng)速。因此,不論是就地固沙還是阻截過境流沙,其發(fā)揮的作用都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于各種沙障。“本著‘占地面積最小、盡量避開高大樹木’的原則,在建設(shè)光伏板的同時(shí),我們還在光伏板周邊一定范圍內(nèi)采用具有較好防沙治沙作用的蘆葦草方格,極大減緩了沙丘的推進(jìn)速度。”

沙漠地區(qū)地廣人稀,水源井用電功率低,光伏裝機(jī)規(guī)模小,可根據(jù)沙丘地勢、林帶分布等靈活布置光伏板,只要保持37至41度的傾角,就能既利于光伏板排沙自清理,又能保證在全年上午9點(diǎn)到下午3點(diǎn)的時(shí)段,光伏板前后左右互不遮擋。

“光伏板撐起的陰涼區(qū)域能降低沙漠土壤中水分蒸發(fā),使苗木生長環(huán)境得到一定程度的改善。而植被的生長繁衍又可以減少光伏板周邊沙塵,增加太陽能電池板發(fā)電效率,形成良性循環(huán)生態(tài)模式。”李劍補(bǔ)充說道。

板上發(fā)電防沙,板下遮陰植綠,零碳示范工程實(shí)現(xiàn)了光伏發(fā)電、防沙固沙、沙漠治理的有機(jī)結(jié)合,為國家荒漠化治理和沙漠公路運(yùn)行維護(hù)提供了“塔里木方案”。近兩年來,有了零碳示范工程的“守護(hù)”,生態(tài)小環(huán)境逐步形成:公路兩旁郁郁蔥蔥的防護(hù)林平均“身高”已超過2米,還有不少野兔、沙狐、飛鳥等在此安家,大漠多了幾分生機(jī)盎然。

一邊是蓄力生長的綠色希望,一邊是不斷顯現(xiàn)的綜合效益——

塔克拉瑪干搖身一變成了“綠電熱土”。截至目前,零碳示范工程已累計(jì)發(fā)出綠電超600萬度,實(shí)現(xiàn)了治沙和環(huán)境保護(hù)的雙重功效。在同一片沙海,總裝機(jī)規(guī)模達(dá)130萬千瓦的四座光伏電站已在沙漠腹地等扎根,今年累計(jì)生產(chǎn)綠電超6億度,為電力供應(yīng)迎峰度夏、經(jīng)濟(jì)社會(huì)綠色發(fā)展提供保障。與此同時(shí),一個(gè)面積相當(dāng)于3285個(gè)足球場大小、年設(shè)計(jì)發(fā)電量達(dá)21億度的光伏發(fā)電項(xiàng)目正慢慢從規(guī)劃走向現(xiàn)實(shí)。

油氣資源“噴涌”而出。依托沙漠公路,塔里木32個(gè)現(xiàn)代化大中型油氣田如雨后春筍般迅速崛起,一躍成為我國最大超深油氣生產(chǎn)基地和西氣東輸主力氣源地。

零碳示范工程的啟用,給“死亡之海”播下綠色希望。當(dāng)下,這條從茫茫沙漠中走出的綠色低碳之路,仍不斷向沙漠深處延伸。

“油氣開發(fā)是高碳排行業(yè),踐行‘雙碳’目標(biāo)就要努力降低碳排放。目前,我們正在開展碳捕集及相關(guān)技術(shù)的攻關(guān),將二氧化碳捕獲后直接利用或封存,以減少碳排放量。”輪南采油氣管理區(qū)油氣藏地質(zhì)研究所黨支部書記、副所長張博介紹,下一步,還將統(tǒng)籌做好二氧化碳捕集驅(qū)油工作,在有效降低碳排放之余,全面統(tǒng)籌推進(jìn)新能源業(yè)務(wù)發(fā)展,讓不斷造就“奇跡”的綠洲生生不息。 

 
 
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