“漁光互補”模式及適宜養(yǎng)殖品種選擇

近年來，我國光伏產業(yè)得到了快速發(fā)展，光伏發(fā)電的裝機容量突飛猛進。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、內陸池塘面積200萬公頃，若考慮滿鋪情況，可建設光伏約15000GW，僅考慮利用水域面積20%建設光伏電站，裝機容量可達3000GW。因此，利用內陸水域如湖泊、水庫、池塘等區(qū)域建設水上光伏電站，既不占用土地面積，同時又增加了光伏發(fā)電裝機容量，是一種高效的光伏發(fā)電新形式。目前水面光伏電站建設方案分為漁光互補式與漂浮式兩種，其中漁光互補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、結構穩(wěn)定性高、施工速度快等優(yōu)勢；可應用于魚塘、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濟效益，具有良好的應用前景?！皾O光互補”的概念及特點1.“漁光互補”的概念“漁光互補”是指水產養(yǎng)殖與光伏發(fā)電相結合，在養(yǎng)殖水域上方架設光伏板發(fā)電，在光伏板下方水域開展水產養(yǎng)殖活動的漁業(yè)模式，是一種新型的光伏發(fā)電項目。這種電站利用魚塘的水面面積和附近土地，節(jié)省了建設傳統(tǒng)發(fā)電廠所需要的大量土地資源。同時，“漁光互補”項目在獲得發(fā)電效益的基礎上，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濟效益。這種“一地兩用，漁光互補”的經營模式，能夠達到社會、環(huán)境和經濟三維目標的共贏。2.“漁光互補”的特點從能源利用角度來說，“漁光互補”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代可再生能源，兼具清潔、生態(tài)的功效，且太陽能儲量豐富。“漁光互補”光伏電站直接將太陽能轉換成電能，減少了對石油、煤炭等礦產資源依賴，符合國家生態(tài)文明建設的要求，符合可持續(xù)的發(fā)展戰(zhàn)略。從實際應用角度來說，首先，通過“漁光互補”模式，在池塘、湖泊、水庫面上構建太陽能發(fā)電器，使池塘養(yǎng)魚和太陽能發(fā)電在空間上結合起來，充分利用了空間資源。其次，在生產過程中，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)的水產養(yǎng)殖僅僅獲得水產養(yǎng)殖品，收入來源單一。通過對大規(guī)模的池塘進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?！皾O光互補”的效益情況1.經濟效益方面相比于傳統(tǒng)水產養(yǎng)殖以及傳統(tǒng)陸地搭建光伏，“漁光互補”具有獨特的優(yōu)勢，在其運行過程中既不影響光伏板發(fā)電，又不影響水產養(yǎng)殖，能夠使養(yǎng)殖戶實現增產增收的目標。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的“漁光互補”項目中，該項目總投資18億元，總裝機容量達20萬kW，預計年均發(fā)電量約2.2億kW·h，該項目產生的清潔電能可以滿足約10萬戶家庭一年的用電量，相當于節(jié)約標準煤7.04萬。水面上共鋪設了75萬多塊光伏板陣列，光伏板下方水域養(yǎng)殖魚蝦。該項目所發(fā)電量全部接入國家電網，據測算每年可實現售電收入約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CO?中，80%以上來自于傳統(tǒng)礦物能源的消耗，而CO?作為最主要的溫室氣體，是導致氣候變化的罪魁禍首。如今，我國提出的兩個階段碳排放減少奮斗目標，提出要在2030年力爭達到CO?排放峰值，2060年爭取實現碳中和，因此，應致力于發(fā)展新能源，減少傳統(tǒng)能源對環(huán)境帶來的污染問題。據統(tǒng)計，光伏發(fā)電系統(tǒng)每發(fā)電1億kW·h，可以節(jié)省標準煤4萬噸，可以減少4.5萬噸CO?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”型光伏電站作為一種新能源，能直接將太陽能轉化成電能，同時實現下方池塘養(yǎng)殖魚蝦的功用，為我國發(fā)展新能源和實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略開辟了一條新的道路?！皾O光互補”型光伏電站運行時，由于維護時產生的固體廢物由太陽能電池公司回收，發(fā)電時不會產生二氧化硫、氨氮化物等對水、大氣、土壤等有害的物質，也不會產生碳排放量，對環(huán)境幾乎不產生危害，對生態(tài)環(huán)保方面具有積極作用。3.社會效益方面在經濟高速發(fā)展的當今，能源缺口問題日益突出。根據中國電力科學院預測，2030年預計我國電子缺口將達到200GW。根據我國經濟發(fā)展趨勢和資源儲備分布情況，2020年至2030年的電力供應將主要來自可再生能源，光伏發(fā)電將成填補電力缺口的重要部分。光伏發(fā)電是十分經濟實惠的發(fā)電方式，但傳統(tǒng)光伏安置在陸地上，占用大量土地資源，使得光伏產業(yè)發(fā)展速度逐漸降低，而“漁光互補”的出現解決了上述問題，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為標準，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，實現魚塘數字化、智能化管控，提高養(yǎng)殖效率，又可以將剩余的電并網銷售，緩解電力資源的短缺?！皾O光互補”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)殖生產的重要因素。在“漁光一體”光伏電站運行過程中，長期遮光直接影響水溫和浮游植物的光合效率，進而影響水體溶氧質量濃度。光伏電站的遮光效應也會對養(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。同時遮光還影響魚類的生理活動。許多研究表明，光照強度可影響仔魚對光的趨避性、攝食強度、呼吸頻率和內分泌等。因此在“漁光互補”項目建設過程中，光伏的建設應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)殖品種應選取喜陰、耐低光、抗缺氧能力強的物種，同時主要依賴配合飼料進行養(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”的養(yǎng)殖品種許多研究表明，在實際的“漁光互補”項目中，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，不會對實際養(yǎng)殖產量造成顯著影響。太陽輻射到達水面之前，受到光伏板的阻擋，到達水面的太陽光照面積減少；由于到達水面太陽輻射較小，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，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，在各種劣質水體中都可以生長；氣溫適應性廣，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，有時上岸但不能離水源太遠。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。適應性強，即使在惡劣的環(huán)境下也可生存，甚至離水5~6小時尚不致死。黃顙魚較耐低氧，溶氧2毫克/升以上時能正常生存。筍殼魚：底棲穴居性魚類，常棲息于水質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，不能作快速和長距離游泳。性溫馴，對低氧環(huán)境適應能力較強。多在夜間活動，白天喜藏進泥里。存在的問題及展望1.當前存在的問題在水面上建設光伏電站，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，提高水產養(yǎng)殖效益；同時，溫度相對較低、通風條件較好的水面環(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背板無法長時間100%的隔絕水汽，使得EVA材料無法100%絕緣。水汽一旦進入到組件，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，漁光互補需要建設復雜的光伏系統(tǒng)，勢必對水產養(yǎng)殖設施、養(yǎng)殖方式產生影響。特別是增氧機和投餌機的安裝與排布，需要根據池塘大小、光伏安裝情況和養(yǎng)殖器械整體考慮。在養(yǎng)殖收獲時，光伏組件會給捕撈帶來不便，捕撈時需使用專