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“漁光互補(bǔ)”模式及適宜養(yǎng)殖品種選擇

2022-05-18 07:25:40中國水產(chǎn)科學(xué)研究院珠江水產(chǎn)研究所王廣軍高巖張凱田晶晶
海洋與漁業(yè) 2022年2期
關(guān)鍵詞:漁光水面水產(chǎn)

■ 文|中國水產(chǎn)科學(xué)研究院珠江水產(chǎn)研究所 王廣軍 高巖 張凱 田晶晶

近年來,我國光伏產(chǎn)業(yè)得到了快速發(fā)展,光伏發(fā)電的裝機(jī)容量突飛猛進(jìn)。但由于地面光伏電站占用的土地面積較大,隨著光伏發(fā)電裝機(jī)容量持續(xù)攀升,地面光伏電站的發(fā)展將會越來越受到土地資源的限制。而我國的內(nèi)陸水域面積較為寬廣,其中湖泊面積約910萬公頃、水庫面積約為250萬公頃、內(nèi)陸池塘面積200萬公頃,若考慮滿鋪情況,可建設(shè)光伏約15000GW,僅考慮利用水域面積20%建設(shè)光伏電站,裝機(jī)容量可達(dá)3000GW。因此,利用內(nèi)陸水域如湖泊、水庫、池塘等區(qū)域建設(shè)水上光伏電站,既不占用土地面積,同時(shí)又增加了光伏發(fā)電裝機(jī)容量,是一種高效的光伏發(fā)電新形式。

目前水面光伏電站建設(shè)方案分為漁光互補(bǔ)式與漂浮式兩種,其中漁光互補(bǔ)式光伏又稱為固定式光伏,具有施工簡便、適用性廣泛、成本較低、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性高、施工速度快等優(yōu)勢;可應(yīng)用于魚塘、湖泊及水庫的周邊淺水區(qū)域,有助于提高土地資源的整體經(jīng)濟(jì)效益,具有良好的應(yīng)用前景。

“漁光互補(bǔ)”的概念及特點(diǎn)

1.“漁光互補(bǔ)”的概念

“漁光互補(bǔ)”是指水產(chǎn)養(yǎng)殖與光伏發(fā)電相結(jié)合,在養(yǎng)殖水域上方架設(shè)光伏板發(fā)電,在光伏板下方水域開展水產(chǎn)養(yǎng)殖活動的漁業(yè)模式,是一種新型的光伏發(fā)電項(xiàng)目。這種電站利用魚塘的水面面積和附近土地,節(jié)省了建設(shè)傳統(tǒng)發(fā)電廠所需要的大量土地資源。同時(shí),“漁光互補(bǔ)”項(xiàng)目在獲得發(fā)電效益的基礎(chǔ)上,不影響(或者影響不大)下層水面漁業(yè)養(yǎng)殖,無疑是提高了單位土地的經(jīng)濟(jì)效益。這種“一地兩用,漁光互補(bǔ)”的經(jīng)營模式,能夠達(dá)到社會、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)三維目標(biāo)的共贏。

2.“漁光互補(bǔ)”的特點(diǎn)

從能源利用角度來說,“漁光互補(bǔ)”模式采用綠色清潔能源——太陽能,太陽能是一種極為典型的現(xiàn)代可再生能源,兼具清潔、生態(tài)的功效,且太陽能儲量豐富?!皾O光互補(bǔ)”光伏電站直接將太陽能轉(zhuǎn)換成電能,減少了對石油、煤炭等礦產(chǎn)資源依賴,符合國家生態(tài)文明建設(shè)的要求,符合可持續(xù)的發(fā)展戰(zhàn)略。

從實(shí)際應(yīng)用角度來說,首先,通過“漁光互補(bǔ)”模式,在池塘、湖泊、水庫面上構(gòu)建太陽能發(fā)電器,使池塘養(yǎng)魚和太陽能發(fā)電在空間上結(jié)合起來,充分利用了空間資源。其次,在生產(chǎn)過程中,光伏組件的安裝,可一定程度上降低水面溫度,可減弱水溫的升高,特別是在華南地區(qū)可防止水溫偏高對水產(chǎn)養(yǎng)殖造成的損失,有利于提高魚類的生長和攝食。最后,傳統(tǒng)的水產(chǎn)養(yǎng)殖僅僅獲得水產(chǎn)養(yǎng)殖品,收入來源單一。通過對大規(guī)模的池塘進(jìn)行立體式的綜合開發(fā),提高了資源利用的效率,增加了養(yǎng)殖戶的綜合收益。

“漁光互補(bǔ)”的效益情況

1.經(jīng)濟(jì)效益方面

相比于傳統(tǒng)水產(chǎn)養(yǎng)殖以及傳統(tǒng)陸地搭建光伏,“漁光互補(bǔ)”具有獨(dú)特的優(yōu)勢,在其運(yùn)行過程中既不影響光伏板發(fā)電,又不影響水產(chǎn)養(yǎng)殖,能夠使養(yǎng)殖戶實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)增收的目標(biāo)。特別是由于光伏板對太陽光有遮擋作用,改變了養(yǎng)殖環(huán)境,有利于喜陰性名特優(yōu)品種如青蟹、沙蝦、甲魚、河蟹、黃顙魚、沙塘鱧等的生長,因而有較高的養(yǎng)殖效益。如在浙江省滋溪市周巷水庫和長河水庫投運(yùn)的“漁光互補(bǔ)”項(xiàng)目中,該項(xiàng)目總投資18億元,總裝機(jī)容量達(dá)20萬kW,預(yù)計(jì)年均發(fā)電量約2.2億kW·h,該項(xiàng)目產(chǎn)生的清潔電能可以滿足約10萬戶家庭一年的用電量,相當(dāng)于節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤7.04萬。水面上共鋪設(shè)了75萬多塊光伏板陣列,光伏板下方水域養(yǎng)殖魚蝦。該項(xiàng)目所發(fā)電量全部接入國家電網(wǎng),據(jù)測算每年可實(shí)現(xiàn)售電收入約2.4億元,年漁業(yè)收入約1300萬元。

2.生態(tài)效益方面

向大氣釋放的CO2中,80%以上來自于傳統(tǒng)礦物能源的消耗,而CO2作為最主要的溫室氣體,是導(dǎo)致氣候變化的罪魁禍?zhǔn)住H缃?,我國提出的兩個(gè)階段碳排放減少奮斗目標(biāo),提出要在2030年力爭達(dá)到CO2排放峰值,2060年?duì)幦?shí)現(xiàn)碳中和,因此,應(yīng)致力于發(fā)展新能源,減少傳統(tǒng)能源對環(huán)境帶來的污染問題。據(jù)統(tǒng)計(jì),光伏發(fā)電系統(tǒng)每發(fā)電1億kW·h,可以節(jié)省標(biāo)準(zhǔn)煤4萬噸,可以減少4.5萬噸CO2的排放、減排粉塵486噸、減排灰渣約1萬噸、減排二氧化硫約756噸?!皾O光互補(bǔ)”型光伏電站作為一種新能源,能直接將太陽能轉(zhuǎn)化成電能,同時(shí)實(shí)現(xiàn)下方池塘養(yǎng)殖魚蝦的功用,為我國發(fā)展新能源和實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略開辟了一條新的道路。“漁光互補(bǔ)”型光伏電站運(yùn)行時(shí),由于維護(hù)時(shí)產(chǎn)生的固體廢物由太陽能電池公司回收,發(fā)電時(shí)不會產(chǎn)生二氧化硫、氨氮化物等對水、大氣、土壤等有害的物質(zhì),也不會產(chǎn)生碳排放量,對環(huán)境幾乎不產(chǎn)生危害,對生態(tài)環(huán)保方面具有積極作用。

3.社會效益方面

在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的當(dāng)今,能源缺口問題日益突出。根據(jù)中國電力科學(xué)院預(yù)測,2030年預(yù)計(jì)我國電子缺口將達(dá)到200GW。根據(jù)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢和資源儲備分布情況,2020年至2030年的電力供應(yīng)將主要來自可再生能源,光伏發(fā)電將成填補(bǔ)電力缺口的重要部分。光伏發(fā)電是十分經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的發(fā)電方式,但傳統(tǒng)光伏安置在陸地上,占用大量土地資源,使得光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度逐漸降低,而“漁光互補(bǔ)”的出現(xiàn)解決了上述問題,既能節(jié)約土地資源,又能提高社會供電量。

以地處江蘇南京的TW新能源江蘇省級漁業(yè)精品園為例,其占地約146.67hm2,在不影響漁業(yè)的情況下,光伏板的覆蓋率在 45%左右,按照每年發(fā)電5100萬kW·h為標(biāo)準(zhǔn),每年的發(fā)電量約在2.3萬(kW·h)/畝。所發(fā)電量既可以滿足養(yǎng)殖自身需求,實(shí)現(xiàn)魚塘數(shù)字化、智能化管控,提高養(yǎng)殖效率,又可以將剩余的電并網(wǎng)銷售,緩解電力資源的短缺。

“漁光互補(bǔ)”模式下的養(yǎng)殖品種選擇

1.養(yǎng)殖品種選擇原則

池塘建設(shè)光伏電站后,將對池塘光照造成直接的影響,而光照是影響池塘養(yǎng)殖生產(chǎn)的重要因素。在“漁光一體”光伏電站運(yùn)行過程中,長期遮光直接影響水溫和浮游植物的光合效率,進(jìn)而影響水體溶氧質(zhì)量濃度。光伏電站的遮光效應(yīng)也會對養(yǎng)殖魚類造成影響,遮光會使浮游生物的生物量減少,導(dǎo)致魚類餌料生物減少,可能會影響魚類的正常生長發(fā)育。同時(shí)遮光還影響魚類的生理活動。許多研究表明,光照強(qiáng)度可影響仔魚對光的趨避性、攝食強(qiáng)度、呼吸頻率和內(nèi)分泌等。因此在“漁光互補(bǔ)”項(xiàng)目建設(shè)過程中,光伏的建設(shè)應(yīng)合理控制搭建密度與覆蓋率,將對魚塘養(yǎng)殖的影響降到最低;養(yǎng)殖品種應(yīng)選取喜陰、耐低光、抗缺氧能力強(qiáng)的物種,同時(shí)主要依賴配合飼料進(jìn)行養(yǎng)殖,以減少環(huán)境變化對養(yǎng)殖品種生長的影響。

2.適宜“漁光互補(bǔ)”的養(yǎng)殖品種

許多研究表明,在實(shí)際的“漁光互補(bǔ)”項(xiàng)目中,通過光伏覆蓋面積的合理控制以及選擇合適的養(yǎng)殖品種,不會對實(shí)際養(yǎng)殖產(chǎn)量造成顯著影響。太陽輻射到達(dá)水面之前,受到光伏板的阻擋,到達(dá)水面的太陽光照面積減少;由于到達(dá)水面太陽輻射較小,河水面吸收太陽輻射減少,因此水面溫度較低,適合喜陰涼的魚蝦生長。

鋸緣青蟹:梭子蟹科、青蟹屬甲殼類動物,作為穴居性水生甲殼動物,喜歡棲息于潮間帶的泥沙海灘、紅樹林或沼澤地,白天穴居在洞穴內(nèi),夜間出來覓食。青蟹屬也是一種廣溫性水生動物,適宜生活水溫為15~31℃,最適生長溫度為18~25℃。

澳洲淡水龍蝦:屬底棲類爬行動物,喜歡棲息在水體中較為隱蔽的地方,有群居的特性和逆水移動特性,喜陰怕光;耐低氧能力強(qiáng),在各種劣質(zhì)水體中都可以生長;氣溫適應(yīng)性廣,生存溫度在3℃~37℃,最適生長溫度18℃~32℃;澳洲淡水小龍蝦不喜打斗和自相殘殺,能忍受高密度環(huán)境。

中華鱉(甲魚):生活于江河、湖沼、池塘、水庫等水流平緩、魚蝦繁生的淡水水域,也常出沒于大山溪中。在安靜、清潔、陽光充足的水岸邊活動較頻繁,有時(shí)上岸但不能離水源太遠(yuǎn)。能在陸地上爬行、攀登,也能在水中自由游泳。

黃顙魚:白天潛伏水底或石縫中,夜間活動、覓食,冬季則聚集深水處。適應(yīng)性強(qiáng),即使在惡劣的環(huán)境下也可生存,甚至離水5~6小時(shí)尚不致死。黃顙魚較耐低氧,溶氧2毫克/升以上時(shí)能正常生存。

筍殼魚:底棲穴居性魚類,常棲息于水質(zhì)較清或有微流水的江河、水庫、池塘的底部沙泥或草叢中,也常棲息于岸邊的砂石縫隙、洞穴及雜物中,生活水層為2米以下。游泳能力不強(qiáng),不能作快速和長距離游泳。性溫馴,對低氧環(huán)境適應(yīng)能力較強(qiáng)。多在夜間活動,白天喜藏進(jìn)泥里。

存在的問題及展望

1.當(dāng)前存在的問題

在水面上建設(shè)光伏電站,可有效為水面遮擋陽光,減少水汽蒸發(fā),防止水藻的大面積繁殖,提高水產(chǎn)養(yǎng)殖效益;同時(shí),溫度相對較低、通風(fēng)條件較好的水面環(huán)境,又能有效降低光伏組件的表面溫度,提高發(fā)電效率。

但漁光互補(bǔ)光伏系統(tǒng)同樣面臨一些問題,尤其在組件方面。由于水面高溫、高濕,甚至高鹽的環(huán)境容易產(chǎn)生大量的水汽和鹽霧,而傳統(tǒng)光伏組件的TPT背板無法長時(shí)間100%的隔絕水汽,使得EVA材料無法100%絕緣。水汽一旦進(jìn)入到組件,EVA將會發(fā)生水解,因此相對陸地來說,太陽能發(fā)電的使用壽命會減少。

另外,漁光互補(bǔ)需要建設(shè)復(fù)雜的光伏系統(tǒng),勢必對水產(chǎn)養(yǎng)殖設(shè)施、養(yǎng)殖方式產(chǎn)生影響。特別是增氧機(jī)和投餌機(jī)的安裝與排布,需要根據(jù)池塘大小、光伏安裝情況和養(yǎng)殖器械整體考慮。在養(yǎng)殖收獲時(shí),光伏組件會給捕撈帶來不便,捕撈時(shí)需使用專用漁具。

2.展望

“漁光互補(bǔ)”是未來光伏產(chǎn)業(yè)與水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)新的發(fā)展方向,當(dāng)前全球水上光伏產(chǎn)業(yè)正處于提速發(fā)展階段,我國相關(guān)部門應(yīng)積極把握產(chǎn)業(yè)合作新的機(jī)遇期,充分發(fā)揮技術(shù)與成本優(yōu)勢,深入?yún)⑴c全球市場競爭,展示我國成熟的項(xiàng)目開發(fā)與建設(shè)經(jīng)驗(yàn)。同時(shí),我國政府可加強(qiáng)相關(guān)政策引領(lǐng)和規(guī)劃布局,通過政府間合作推進(jìn)重點(diǎn)市場培育,為“漁光互補(bǔ)”項(xiàng)目的發(fā)展?fàn)I造有利條件,為實(shí)現(xiàn)“兩碳目標(biāo)”貢獻(xiàn)力量。

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