6月23日,國家能源局發(fā)布1—5月全國電力工業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù):截至5月底,全國累計發(fā)電裝機(jī)容量36.1億千瓦,同比增長18.8%。
數(shù)據(jù)中,“兩增一降”值得關(guān)注。“兩增”是指我國光伏發(fā)電裝機(jī)突破10億千瓦,實現(xiàn)歷史性突破,相當(dāng)于約48個三峽電站的總裝機(jī),占我國總發(fā)電裝機(jī)容量的比重達(dá)到30%,占全球光伏裝機(jī)總規(guī)模的近一半?!耙唤怠敝富痣娧b機(jī)占比進(jìn)一步下降。數(shù)據(jù)顯示,截至5月底,火電累計裝機(jī)約14.6億千瓦,占我國總發(fā)電裝機(jī)容量的比重降至約40%。
光伏板安裝
圖源:學(xué)習(xí)強(qiáng)國
光伏農(nóng)業(yè)是將太陽能發(fā)電廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)種植、養(yǎng)殖、灌溉、病蟲害防治和農(nóng)業(yè)機(jī)械供電的一種新型農(nóng)業(yè)。
光伏板下的麥草方格
圖源:學(xué)習(xí)強(qiáng)國
本期將對茶園應(yīng)用光伏技術(shù)對茶葉產(chǎn)量、品質(zhì)、茶園小氣候,以及經(jīng)濟(jì)效益的影響進(jìn)行綜述,并對光伏茶園存在的問題和發(fā)展趨勢進(jìn)行了分析研判及總結(jié),以期為未來光伏茶園的發(fā)展提供參考。
01
光伏茶園的發(fā)展現(xiàn)狀
1
光伏茶園具有哪些優(yōu)勢?
圖源:光伏盒子
(1)使用年限長
光伏組件的壽命通常在20年以上,可為茶樹提供一個長期穩(wěn)定的生長環(huán)境,因此板下適合種植茶樹等生長周期長、經(jīng)濟(jì)價值較高的多年生作物。
(2)適合現(xiàn)代化規(guī)模化運(yùn)營
光伏設(shè)備占地面積大,設(shè)施設(shè)備規(guī)范,適合將現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程技術(shù)、生物技術(shù)等現(xiàn)代化高新技術(shù)融入到茶園日常生產(chǎn)管理中。
(3)土地利用率高
通過板上發(fā)電、板下種植的模式,在同一單位面積土地上可實現(xiàn)光伏發(fā)電與茶業(yè)并行發(fā)展,最大化提升土地資源利用率,實現(xiàn)土地增值。光伏陣列在把部分太陽能轉(zhuǎn)換為電能的同時也改變了局地地表能量分配,影響局部小氣候,而陣列下光照環(huán)境、氣溫、土壤溫濕度等變化也會影響作物生長發(fā)育,從而影響農(nóng)作物的經(jīng)濟(jì)效益。
中廣核云南墨江碧溪235MW光伏電站一角
圖源:云南日報
2
光伏茶園發(fā)展現(xiàn)狀如何?
目前,光伏茶園作為光伏農(nóng)業(yè)的一個典型模式已初具規(guī)模。浙江、江蘇、山東、江西等地方政府也出臺了配套政策和獎補(bǔ)措施,支持光伏農(nóng)業(yè)快速發(fā)展。
2024年2月,浙江省茶葉學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)化專業(yè)委員會通過了《光伏茶園建設(shè)技術(shù)規(guī)程》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的審定,為光伏茶園建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化提供了依據(jù)。
目前,國內(nèi)主要的光伏企業(yè)已在全國各地進(jìn)行多個茶光互補(bǔ)光伏發(fā)電項目的開發(fā)建設(shè)。如云南西雙版納茶園51MW項目是云南省農(nóng)光互補(bǔ)示范項目,也是全國首座與茶園結(jié)合的太陽能光伏電站,該項目于2015年并網(wǎng)發(fā)電,年減排二氧化碳80000t,年預(yù)期發(fā)電量8000萬kWh。
云南西雙版納51MW光伏茶園
圖源:光伏盒子
浙江浙能環(huán)亞松陽光伏電站總投資2.53億元,總裝機(jī)容量35MW,年均發(fā)電量約3208萬kWh。當(dāng)?shù)夭柁r(nóng)專門成立了合作社來承租電站的土地,合作社采用村民入股的模式,盛產(chǎn)期光伏茶園年收益可達(dá)37.5萬元/hm2。
圖源:麗水山耕
蒙山縣新圩林光互補(bǔ)光伏發(fā)電項目占地357.9hm2,板下茶園面積約73.3hm2,項目總裝機(jī)容量150MW,總投資約8.1億元,項目建成后,年均發(fā)電量21635.92萬kWh,每年可節(jié)約8.75萬t標(biāo)準(zhǔn)煤,減少二氧化碳排放21.3萬t,減少碳排放6.1萬t,提供當(dāng)?shù)鼐蜆I(yè)崗位500多個,創(chuàng)造稅收2000余萬元。
對于茶園經(jīng)營者來說,光伏茶園在不影響茶葉生產(chǎn)的同時還可額外獲得茶園空間資源的出租收益,實現(xiàn)了茶園立體化增值利用。對于當(dāng)?shù)卣?,在不增加光伏占地面積的條件下建立綠色能源工廠,生產(chǎn)綠色能源,能夠大幅提升土地綜合收益、增加財政稅收收入和就業(yè)崗位,所產(chǎn)生的社會、生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益顯著。但總體來說,目前光伏茶園仍處于初步發(fā)展階段,還需要加強(qiáng)光伏茶園的理論研究,在光伏電站建造工藝、建造規(guī)范和茶園種植管理技術(shù)、運(yùn)營模式等方面進(jìn)一步探索。
02
茶園光伏技術(shù)應(yīng)用研究進(jìn)展
光伏電站由于光伏板的架設(shè)改變了下墊面,且受到光伏組件遮陰的影響,所在地由原本的自然生境轉(zhuǎn)變成光伏擾動生境。生境中光照條件、土壤溫度和濕度等因子的變化會影響板下作物的生長。而遮陰作為一種降低光強(qiáng)的重要調(diào)控措施,在日常茶園管理中已經(jīng)廣泛運(yùn)用。
圖源:杭州發(fā)改發(fā)布
前期研究表明,在茶園管理中通過覆蓋遮陰來降低光照強(qiáng)度,有利于改善茶園小氣候,提高茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)。因此,通過對光伏板的合理排布,利用光伏板對茶園的遮陰作用,可以對茶樹生長、生理代謝及品質(zhì)形成產(chǎn)生積極的影響,有利于進(jìn)一步提升茶園的經(jīng)濟(jì)效益。
1
對茶樹光合作用的影響
光合作用是茶樹生長發(fā)育的基礎(chǔ),是茶樹吸收能量和積累有機(jī)物的過程。但當(dāng)光能超過茶樹葉片可利用的通量后,茶樹光合能力下降,易發(fā)生“光抑制”現(xiàn)象。因此,在光伏茶園建設(shè)中,要充分考慮當(dāng)?shù)夭铇淦贩N和立地條件,設(shè)置合適的光伏板排列方式、排列密度、支架形式,做到光伏發(fā)電和茶樹生長相協(xié)調(diào)。
2
對茶葉產(chǎn)量的影響
光伏板的架設(shè)會影響茶樹的光合作用,從而影響茶葉產(chǎn)量。有研究表明,安裝光伏板有助于茶園抵抗倒春寒危害,從而保證茶園當(dāng)年春茶產(chǎn)量。還有研究發(fā)現(xiàn),對茶園進(jìn)行遮光處理能提高春茶和夏茶產(chǎn)量。但也有研究表明,遮光會降低茶葉產(chǎn)量。研究結(jié)果的不同可能是由于茶樹品種、遮陰率、季節(jié)的不同所造成的。因此,光伏茶園項目要選擇在合適的茶園進(jìn)行開發(fā)建設(shè),并且因地制宜,根據(jù)當(dāng)?shù)夭鑸@實際情況調(diào)整光伏電站的建設(shè)方案。
杭州市余杭區(qū)賽谷光伏茶園
圖源:杭州發(fā)改發(fā)布
3
對茶葉品質(zhì)的影響
茶園中架設(shè)光伏板除了會影響茶葉產(chǎn)量外,還會在一定程度上影響茶葉品質(zhì)。這是由于光伏板會影響茶樹冠層的光強(qiáng)和光質(zhì),形成遮陰環(huán)境。
遮陰作為茶園管理中常用的農(nóng)藝措施,可以通過改善茶園微環(huán)境,尤其是光環(huán)境,從色澤、香氣和滋味等方面提高茶葉的品質(zhì):
研究發(fā)現(xiàn),在夏季對茶園進(jìn)行覆蓋遮陰處理后可以明顯提高茶葉中氨基酸含量,明顯降低茶多酚和咖啡堿含量,有利于茶葉品質(zhì)的形成。對茶園分別進(jìn)行單層遮陰網(wǎng)、雙層遮陰網(wǎng)覆蓋及不覆蓋處理,結(jié)果表明不同遮陰處理相比不覆蓋處理,茶葉中氨基酸總量均顯著增加,茶多酚含量和酚氨比顯著降低,且雙層遮陰網(wǎng)處理效果要好于單層遮陰網(wǎng)處理。然而,也有研究表明,過度遮陰會降低光敏白化茶樹品種的茶葉品質(zhì)。
目前關(guān)于架設(shè)光伏板對茶葉品質(zhì)的直接影響研究較少,亟需開展不同光伏板密度和排布方式對茶樹冠層光環(huán)境的影響研究,同時針對不同的茶樹品種和生產(chǎn)模式,優(yōu)化光伏陣列排布方式和支架的設(shè)計策略,以保障光伏茶園的茶葉品質(zhì)提升。
4
對茶園小氣候的影響
小氣候會影響茶園產(chǎn)量和茶葉品質(zhì),進(jìn)而影響茶園的經(jīng)濟(jì)效益。前人研究表明,夏季光伏板遮陰區(qū)相較于未遮陰區(qū)的溫度低5℃左右,而冬季光伏板遮陰區(qū)相較于未遮陰區(qū)的溫度高1.7℃。對于茶園來說,這有利于茶樹抵抗夏季高溫脅迫和春季的倒春寒。遮陰還可以有效降低茶園光照度、氣溫和葉面溫度,提高空氣濕度,從而改善茶園小氣候。
5
對茶園經(jīng)濟(jì)效益的影響
通過在部分茶區(qū)的調(diào)查發(fā)現(xiàn),鋪設(shè)光伏板能夠在一定程度上改善茶園小氣候,有利于保證茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)。隨著政策的完善和各地經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高,光伏發(fā)電項目的土地征租費用及地上附著物補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)也在大幅提高。
茶農(nóng)在光伏板下采茶
圖源:學(xué)習(xí)強(qiáng)國
根據(jù)國土部門的有關(guān)規(guī)定,建設(shè)光伏電站的土地一般采取以下方式:變電站(或開閉站)應(yīng)使用建設(shè)用地,需要國土部門調(diào)整土地性質(zhì),需要1年及以上的時間通過招拍掛等形式取得;光伏區(qū)一般采用租地形式,租賃期限通常為26年;按照山東省國土廳2014年文件規(guī)定,光伏電站等接入電網(wǎng)的送出線路基礎(chǔ)應(yīng)采用租地形式,租賃期限與光伏電站建設(shè)運(yùn)營期相同,一般為26年。這意味著除了原本的茶葉收益以外,茶農(nóng)還會有土地租賃收益;光伏電站的建設(shè)可以將所發(fā)電量直接用于茶企日常生產(chǎn),能夠保證制茶高峰期用電穩(wěn)定,解決茶場制茶期間可能出現(xiàn)的用電緊急過載和短時重載問題,有利于有序穩(wěn)定地開展茶葉生產(chǎn),保障茶企的經(jīng)濟(jì)效益。同時,光伏設(shè)施的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)?;欣诟咝罗r(nóng)業(yè)技術(shù)成果的應(yīng)用。通過茶光技術(shù)體系研發(fā)、品種選育、技術(shù)轉(zhuǎn)讓推廣等方式,企業(yè)可以獲得知識產(chǎn)權(quán)和良種品種資源雙重經(jīng)濟(jì)效益。
03
茶園光伏技術(shù)發(fā)展建議及展望
目前光伏茶園研究還存在缺乏理論研究,技術(shù)不夠成熟;光伏茶園作業(yè)機(jī)械化程度低;缺少栽培種植技術(shù)指導(dǎo)3個問題。
未來可以通過3個方面改進(jìn)。一是組建創(chuàng)新聯(lián)合體,以光伏龍頭企業(yè)牽頭,聯(lián)合高校、科研院所共建示范基地,引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)把握新趨勢、探索新模式,鼓勵有條件單位布局研究平臺,推進(jìn)茶產(chǎn)業(yè)與光伏產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。二是加強(qiáng)政策支持,建立以光伏企業(yè)為主體、產(chǎn)學(xué)研融合的農(nóng)機(jī)裝備技術(shù)創(chuàng)新體系,科研單位聚焦薄弱環(huán)節(jié)研發(fā)示范,推動重點研發(fā)計劃,加大基礎(chǔ)研究與關(guān)鍵裝備研發(fā)支持。三是強(qiáng)化人才培養(yǎng),依托示范基地等平臺開展科研人才培養(yǎng)計劃,將種植管理技術(shù)培訓(xùn)納入幫扶工作,深入基層培養(yǎng)新型專業(yè)技術(shù)骨干,提升茶農(nóng)素質(zhì)與生產(chǎn)管理水平。
光伏茶園前景廣闊。一方面,目前“光伏+數(shù)字茶園”已有諸多應(yīng)用案例,未來應(yīng)進(jìn)一步整合茶園設(shè)施,根據(jù)不同管理任務(wù)安裝設(shè)備模塊實現(xiàn)高效栽培管理;光伏設(shè)施大棚與茶樹育苗結(jié)合可助力茶樹育種技術(shù)創(chuàng)新;光譜分離技術(shù)衍生新材料在光伏農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用,能解決“與茶爭光”問題,提高發(fā)電效率與作物產(chǎn)量,提升茶葉品質(zhì)。另一方面,光伏與生態(tài)低碳茶園建設(shè)高度契合,“光伏+茶園”的復(fù)合模式將引導(dǎo)茶園種植模式的創(chuàng)新,引領(lǐng)茶產(chǎn)業(yè)走向低碳生產(chǎn)、綠色發(fā)展的新道路。此外,光伏與種養(yǎng)結(jié)合形成茶園新業(yè)態(tài),光伏板鋪設(shè)改善茶園小氣候,為板下綠肥生長提供有利條件,遮陰效果為禽類提供適宜生長環(huán)境,這種“綠色低碳+有機(jī)循環(huán)”模式為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供新思路。
鑒于光伏產(chǎn)業(yè)興起于“雙碳戰(zhàn)略”、發(fā)展于鄉(xiāng)村振興,光伏茶園作為光伏農(nóng)業(yè)典型模式發(fā)展前景巨大,未來,在發(fā)展時應(yīng)以“茶”為基、借“光”增效,探尋茶產(chǎn)業(yè)與光伏產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的結(jié)合點,讓新質(zhì)生產(chǎn)力在實踐中綻放活力。
本文節(jié)選自《中國茶葉》網(wǎng)絡(luò)首發(fā)文章,《茶園光伏技術(shù)應(yīng)用研究進(jìn)展與展望》,作者:毛翼虎,陳建新,張少博,葛詩蓓,李鑫*,胡強(qiáng),陳豪,曾迪,陳育聰。圖片來源于網(wǎng)絡(luò)。
信息貴在分享,如涉及版權(quán)問題請聯(lián)系刪除