浅析甘肃河西走廊地区发展光伏农业的前景及思路
浅析甘肃河西走廊地区发展光伏农业的前景及思路
赵玲霞;盛海龙
【摘 要】本文介绍了甘肃河西走廊地区的自然条件及光伏产业发展的困难与瓶颈,分析了光伏产业在河西地区农业中应用的可行性,并提出在该地区发展光伏农业的相关建议,以期为河西地区光伏产业及现代农业产业的发展提供一些参考.
【期刊名称】《甘肃农业》
【年(卷),期】2019(000)001月明星稀造句>不能换头像
【总页数】5页(P70-74)
【关键词】河西走廊;光伏农业;发展前景
【作 者】赵玲霞;盛海龙
【作者单位】河西学院 物理与机电工程学院,甘肃 张掖 734000;河西学院 物理与机电工程学院,甘肃 张掖 734000
10086积分兑换商城【正文语种】中 文
根据国家能源局的统计信息，2017年上半年，西北五省（区）新增光伏发电并网容量422.49万kW，截至2017年上半年，累计并网容量3 458.9万kW，占全网总装机的13.88%。2017年上半年，光伏发电量186.34亿kW·h，占全网总发电量的5.61%；利用小时数620h，弃光电量34.29亿kW·h，弃光率15.5%。西北及五省（区）弃光率依次为：陕西9.7%、甘肃24.1%、青海5.3%、宁夏5.6%、新疆26.5%。
由上述数据可以看出，弃光现象主要集中在新疆和甘肃。2016年光伏发电装机规模出现向中东部区域转移的现象，虽然光伏装机向中东部转移在一定程度上会降低弃光率，但会使中东部地区对于西部地区的光伏消纳需求降低，进一步加剧了西部地区消纳光伏发电的难题。在目前电力外送逐步减少的情况下，实现就近消纳将是西部光伏产业发展的长久之道。
一、甘肃河西走廊地区光伏产业发展的困难与瓶颈
（一）自然条件
河西走廊包括酒泉市、嘉峪关市、张掖市、金昌市和武威市的19个县、区，总面积为27.9万km2，占全省的60%左右，而耕地面积约占全省的19%。地处东经93°51’～103°46’，北纬36°31’～40°21’，当地云量稀少，日照时间较长，光照资源较丰富，年平均日照时数在2 600～3 319h之间，太阳总辐射量在5 400～6 350MJ/m2之间，从太阳能可利用开发的地域来看，河西地区属于我国太阳能资源较丰富的地区。
（二）光伏产业发展的困难与瓶颈
甘肃省光伏产业发展过程中存在的困难和问题主要有以下几个方面，一是弃光限电问题突出，由于近年来光伏发电建设速度快、规模大，全省并网装机容量已超过500万kW，居全国之首，但是在光伏电站快速发展的同时，出现了严重的弃光限电情况；二是受电网接入制约；三是受电力输出制约；四是光伏电站规模化发展受制约，受全省电力市场消纳和项目资源分配因素影响，国家对光伏电站建设实行规模控制，以电力送出和消纳空间为前提布局光伏电站项目，对张掖、武威、金昌、酒泉和嘉峪关等弃光限电严重地区，除配合特高压外送通道安排的项目外，严格控制新建规模，主要消化已建项目和在建项目的发电能力。
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光伏产能过剩问题严峻，为扩大内需，实现就近消纳，可将光伏产业与农业相结合，发展光伏农业。光伏产品在农业中的应用，不仅有利于现代农业的转型及产业结构的调整，也可以解决光伏产业遇到的困境问题。因此，发展光伏农业可以实现光伏产业与现代农业的共赢。
二、光伏农业的概念、优势及发展现状
（一）光伏农业介绍
光伏农业就是将太阳能发电广泛应用到现代农业种植、养殖、灌溉、病虫害防治以及农业机械动力提供等领域的一种新型农业，常见的光伏农业模式有光伏种植、光伏养殖、光伏水利等。
光伏种植有玻璃温室、日光温室与敞开式三种方式，对这三种方式进行比较分析，结论是日光温室在光伏发电与农业收益方面能够较好结合，是目前最有前景的发展形式[1]。光伏温室大棚棚顶发电，棚下进行农作物种植，目前主要种植作物有蔬菜、花卉、菌类、药材及观赏类苗木等[2]；智能型光伏温室大棚中，集通风、光照、滴灌及温控为一体，通过对
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室内温度、湿度、CO2浓度及光照等作物生长环境因素的控制，提高生产效率及经济效益；光伏设施农业的滴灌技术的主要优点是可利用自动控制技术根据作物生长情况及棚内温度进行智能灌溉，既节省了人力，又提高了水资源利用率；不足之处在于造价高、建造标准不统一等[3]。
光伏养殖有光伏畜禽大棚养殖和渔光互补的水产养殖两种方式，前者将光伏发电技术与大棚养殖结合，把开放式或半开放式畜禽圈舍改造为透光或半透光的太阳能光伏板盖顶，利用光伏板所发电能提高舍内温度，保证畜禽顺利过冬，同时提供棚内照明、消毒，清洗设备等所需电力，余电上网，以此提高畜禽养殖经济效益[4]；后者利用鱼塘或滩涂湿地，在水面支上光伏组件，建成光伏电站，建设模式主要有固定式和漂浮式，其优点是光伏组件在发电的同时，还可为池塘遮光，以减少水分蒸发，渔光互补模式在国外早有应用[5]。
光伏在水利上的应用有光伏扬水系统和光伏节水灌溉系统，光伏扬水系统一般建在边远地区或常规电力难以到达的地区，作为农林灌溉、荒漠治理、草原畜牧、生活用水等的动力电源。另外，光伏还可用于太阳能水情监测报告系统、林业监测报告系统、太阳能杀虫灯等。
综上所述，随着光伏农业的发展，越来越多的光伏产品被用于农业生产中，促进了农业的现代化进程和农村经济的发展，提高了农民的收入，同时也拓展了光伏产品在国内的应用市场。
（二）光伏农业的优势
作为现代农业的重要呈现形式，光伏农业不仅符合国家发展新能源的战略，将受到补贴等政策福利，更是能够在一定程度上解决当前农村面临的诸多问题：一是缓解农村的人力矛盾，例如智能化光伏温室大棚，通过自动化技术的应用，在提高生产效益的同时，也减轻了大棚管理人员的工作量；二是提高了土地利用率，无论是光伏种植还是光伏养殖，均不占用额外的土地资源，通过对现有资源的改造，实现了对土地的二次利用和增值；三是可以为不同农作物创造适宜的生长环境，种植有机且高附加值的农产品，如药材、食用菌、珍贵苗木等；四是太阳能所发电量在满足农业用电的同时，可将多余电量卖给电网公司，为农业参与者和投资者提供盈利的机会。
光伏农业的发展前景是广阔的，但目前光伏农业仍处于初期阶段，还面临着诸如标准不统一，商业模式不明朗，多方利益有机协调，农民积极性不高等等问题。对普通的农户来说，
光伏发电成本依然较高，但是，相信未来随着国家政策、财政补贴的保驾护航，经验的成熟，光伏在农业上的应用会越来越广泛，农户将从中受益越来越大。
（三）光伏农业在国内的发展现状
2009年10月，台湾光宝集团在江西上饶承建了中国第一个薄膜硅光伏农业大棚，2012年后出现了光伏养殖和光伏种植等应用形式，2013年3月，国内首批17座光伏大棚在“蔬菜之乡”山东寿光建设完成，并于当年11月并网发电。目前，光伏大棚模式已逐渐在山东、江苏、江西、内蒙、宁夏等多省乃至全国范围内进行推广。
2009年，我国光伏农业电站装机容量不到1MW，2014年则达到1 182MW，呈现爆发式增长。到2014年3月，经相关部门立项的光伏农业大棚、渔光互补的水产养殖、光伏畜禽养殖大棚等项目已达400多个。
据统计截至2014年底，我国已建成的农业设施总面积410.9万hm2，其中塑料大棚占46%，日光温室占25%，小拱棚等占29%，未来光伏农业市场潜力巨大。
三、甘肃河西走廊地区发展光伏农业的前景分析
（一）可利用资源
1.无公害蔬菜。甘肃省已成为我国“西菜东调”“北菜南运”五大商品蔬菜基地之一，“高原夏菜”在国内市场需求旺盛，前景广阔。2017年全省蔬菜种植面积达868万亩，产量突破2 000万t。目前，全省有40多个县区成为蔬菜重点产区，年产量均在5万t以上，年产值达370亿元以上。河西走廊灌区是甘肃省蔬菜主产区之一，作为蔬菜种植区域，河西地区以其独特的地理位置，丰富的资源优势，成为国内发展无公害蔬菜生产的最佳区域之一。太阳能杀虫灯等新型绿植保产品在绿无公害蔬菜上应用前景广阔。
2.设施蔬菜。目前，全省大棚面积在80万亩以上。高效节能日光温室蔬菜生产优势区域，主要集中在中部沿黄灌区和河西走廊两大区域，面积27.33万亩，占全省日光温室总面积的88.16%。近年来，河西5市利用戈壁等非耕地已建成高效节能日光温室5万亩，其中酒泉市建成了以肃州区、玉门市为主的2个万亩戈壁农业蔬菜生产基地，建成戈壁农业产业园39个，全市戈壁农业面积达2.79万亩；张掖市初步发展形成以甘州区巴吉滩“绿涵公司”为龙头的非耕地设施蔬菜生产示范园，以民乐县六坝滩“荣善公司”为龙头的设施食用菌生产示范园和以临泽县北部滩板桥镇“红沟葡萄”为龙头的设施林果栽培示范基地，全市累计开发
戈壁农业2.2万亩；嘉峪关市累计建成戈壁日光温室1 200亩，亩均效益均稳定在2万元以上。同时，戈壁农业的种植作物也由原来的蔬菜逐步拓展到现在的葡萄、西瓜、甜瓜、食用菌、沙葱等，光伏产业可利用空间巨大。

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