“渔光互补”是指渔业养殖与光伏发电相结合,在鱼塘水面上方架设光伏板阵列,光伏板下方水域可以进行鱼虾养殖,光伏阵列还可以为养鱼提供良好的遮挡作用,形成“上可发电、下可养鱼”的发电新模式。
“渔光互补”不仅能够实现水面高效利用增加清洁能源产能,还可以提高水产品的质量和效益,推动生态农业的发展和农民增收。近年来,我国的“渔光互补”产业发展迅猛,但由于受到养殖品种少、养殖设施构建技术薄弱等问题制约,“渔光互补”的基础研究目前还处于空白状态,需要从产业生态学角度开展系统性研究,充分考量渔业生产与光伏发电的协同性、匹配性和互补性,根据绿色水产养殖要求建立养殖技术体系,加强相关政策引领和规划布局,同步探索池塘及海上“渔光互补”模式,为实现“两碳目标”贡献力量。
“渔光互补”全面开花
2012年,全国首座“渔光互补”光伏电站在江苏建湖并网,主要建设在养殖池塘上面,一期工程容量为20MW,年发电量达2100万kWh;2017年投入运营的浙江慈溪市周巷水库和长河水库“渔光互补”项目,是目前国内已投入运行的规模最大的“渔光互补”发电项目,项目总投资18亿元,总水域面积299.47公顷,总装机容量达200MW,预计年均发电量达2.2亿kWh,该项目所发电量全部接入国家电网,业主方年售电收入约2.4亿元,年渔业收入可达1300万元。在西南地区,建设中的广西壮族自治区来宾市“渔光互补”光伏发电项目,位于莲花塘水库和铁象水库,占地400公顷,由来宾市宾惠综合能源服务有限公司投资15亿元建设,总装机容量300MW,该项目2020年已进入用地规划阶段。
近年来,我国光伏产业得到了快速发展,光伏发电的装机容量突飞猛进。但由于地面光伏电站占用的土地面积较大,随着光伏发电装机容量持续攀升,地面光伏电站的发展将会受到土地资源的限制。而我国的内陆水域面积较为宽广,其中湖泊面积约910万公顷、水库面积约为250万公顷、内陆池塘面积200万公顷,若考虑满铺情况,可建设光伏约15000GW,仅考虑利用水域面积20%建设光伏电站,装机容量可达3000GW。因此,利用内陆水域如湖泊、水库、池塘等区域建设水上光伏电站,既不占用土地面积,同时又增加了光伏发电装机容量,是一种高效的光伏发电新形式。
清洁能源与水产养殖跨界融合
有专家表示,“渔光互补”不仅能实现我国清洁能源与水产养殖的跨界融合,还将大幅提升单位面积国土的价值输出,真正实现“渔、电、环保”三丰收,为我国经济的可持续增长和绿色发展提供一条全新路径。
从能源利用角度来说,“渔光互补”模式采用绿色清洁能源——太阳能,太阳能是一种典型的现代可再生能源,兼具清洁、生态的特点,且储量丰富。“渔光互补”光伏电站直接将太阳能转换成电能,减少了对石油、煤炭等矿产资源依赖,符合国家生态文明建设的要求,符合可持续发展战略。
从实际应用角度来说,首先,通过“渔光互补”模式,在池塘、湖泊、水库面上构建太阳能发电器,使池塘养鱼和太阳能发电在空间上结合起来,充分利用了空间资源。其次,在生产过程中,光伏组件的安装,可在一定程度上降低水面温度,特别是在华南地区可防止因水温偏高对水产养殖造成的损失,有利于提高鱼类的生长和摄食。传统的水产养殖仅仅获得水产养殖品,收入来源单一。通过对大规模的池塘进行立体式综合开发,提高了资源利用的效率,增加了养殖户的综合收益。
截至2020年底,我国可再生能源累计装机容量已达9.34亿kW,占全球可再生能源总装机规模的1/3,特别是风电、光伏,2019年新增装机约1.2亿kW,占全球风电、光伏新增装机容量的一半以上。我国可再生能源的大规模发展也有力促进了风电、光伏为代表的新能源技术的发展,使全球可再生能源特别是风电、光伏成为新增主力能源。
相比于传统水产养殖以及传统陆地搭建光伏,“渔光互补”具有独特的优势,在其运行过程中既不影响光伏板发电,又不影响水产养殖,能够使养殖户实现增产增收的目标。特别是由于光伏板对太阳光有遮挡作用,改变了养殖环境,有利于喜阴性名特优品种,如青蟹、沙虾、甲鱼、河蟹、黄颡鱼、沙塘鳢等的生长。
业内人士认为,光伏发电是一种经济实惠的发电方式,但传统光伏安置在陆地上,占用大量土地资源,使得光伏产业发展速度逐渐降低,而“渔光互补”的出现解决了上述问题,既能节约土地资源,又能提高社会供电量。
政策助推“渔光互补”发展
“渔光互补”创造了强大的协同效应,包括水资源保护、水产品生产、生态系统改善以及发电带来的经济收益等。但“渔光互补”的基础研究目前还处于空白状态,还需通过产学研结合,研究“渔光互补”的产业特征、系统结构、环境响应机制,以及产业系统与自然生态系统之间物质和能量的交换和代谢过程,优化与调控方法以及实现产业系统高效、和谐发展的工程建设模式等。
“渔光互补”最早建设在淡水养殖池塘上,经过多年的发展已基本形成了一套可行的养殖和发电互补模式。但同时“渔光互补”设施系统存在着建设不规范、运行效率低及建设成本高等问题。如太阳能光伏电量损耗一般有三大主要损耗,即逆变器损耗、变压器损耗和光伏阵列损耗,如何有效减少光伏电力的浪费,需要通过工程手段进行解决。此外,在“渔光互补”养殖系统中如何解决因添加饲料而增加的生化需氧量以及造成的环境污染,也需要通过工程技术加以解决。同时,还要研发投喂、施药、捕捞、光伏清理等生产机械化技术和专用设备。专家建议,要建立“渔光互补”技术体系,制订相应的国家和行业性标准规范。
我国的“渔光互补”产业快速发展,但由于受养殖品种少和养殖设施构建技术薄弱等问题制约,“渔光互补”的总体技术水平较低,养殖效益不高,光伏区养殖水域污染问题依然存在,不符合水产养殖绿色发展的要求,需要从产业生态学角度开展系统性研究,充分考量渔业生产与光伏发电的协同性、匹配性和互补性,根据绿色水产养殖要求建立养殖技术体系。此外,专家建议,发展“渔光互补”的同时可聚焦光伏产业的科普教育,加大光伏发电知识的普及,倡导低碳生活,促进科技资源的共享和科普工作的社会化。
专家表示,截至2020年,全国水产养殖面积为703.61万公顷,其中池塘养殖面积为262.54万公顷。从项目建设难易程度和成本出发,在养殖池塘上建设“渔光互补”设施较为合适。我国东部沿海地区是池塘养殖的主要区域,同时也存在人口稠密,土地资源稀缺的情况。以江苏省为例,2020年,江苏省水产养殖面积达到59.85万公顷,全国排名第三,其中池塘养殖面积为31.64万公顷,据推算高密度养殖池塘在80天养殖期每公顷用电成本约为5250元,在不改变土地性质的前提下,若将池塘都改造为“渔光互补”池塘,将有效节约用电成本。根据中国气象局风能太阳能资源评估中心最新的总辐射年总量空间分布模拟结果显示,四川、贵州两省是我国太阳能资源最少的地区,全年每平方米辐射量在4200MJ以下,属于光伏四类地区且工程建设难度普遍较高,不适宜作为“渔光互补”推广地区。广东南部不仅属于光伏二类地区,而且淡水及海水养殖面积广阔、土地平坦、经济发达,不仅能发展池塘“渔光互补”,还可以探索海上“渔光互补”模式。
“渔光互补”是未来光伏产业与水产养殖行业新的发展方向,当前全球水上光伏产业正处于提速发展阶段。专家建议,我国相关部门应积极把握产业合作新的机遇期,充分发挥技术与成本优势,深入参与全球市场竞争,展示我国成熟的项目开发与建设经验。同时,我国政府可加强相关政策引领和规划布局,通过政府间合作推进重点市场培育,为“渔光互补”项目的发展营造有利条件,为实现“两碳目标”贡献力量。
栏目指导单位:农业农村部渔业渔政管理局
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