光伏下鄉(xiāng)啟動光伏水利萬億市場

光伏下鄉(xiāng), 推動從城市發(fā)展到發(fā)展農(nóng)村的社會進步

近年來中國光伏產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，形成了全球最大的光伏制造產(chǎn)業(yè)。但是過度依賴外需和簡單復(fù)制外需市場的經(jīng)營模式，導(dǎo)致中國光伏產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能嚴重過剩，企業(yè)普遍經(jīng)營困難。建設(shè)中國內(nèi)需市場和開創(chuàng)中國的光伏市場經(jīng)營模式是解決光伏產(chǎn)業(yè)問題的根本途徑。內(nèi)需市場不能走外需市場城市并網(wǎng)發(fā)電的老路，光伏市場經(jīng)營模式也不能照搬外需市場電費補貼的陳舊模式。中國革命是“農(nóng)村包圍城市”，中國光伏需要“城市支援農(nóng)村”。

光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展必須形成完整的生態(tài)鏈條。目前的光伏產(chǎn)業(yè)只是在解決產(chǎn)品銷售問題，而沒有去解決作為一個健康產(chǎn)業(yè)發(fā)展，所需要定位的價值創(chuàng)造和社會進步問題。太陽能發(fā)電只是在為已經(jīng)有充足電力的城市再徒增發(fā)電量，而忽略了缺電的農(nóng)村比城市有更大的市場和更為迫切的電力需求。光伏下鄉(xiāng)是將城市所產(chǎn)生的技術(shù)結(jié)晶應(yīng)用在農(nóng)村所需領(lǐng)域，解決生活用水、農(nóng)林灌溉、食品安全等迫切的民生問題，推動農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展的同時也為城市的生活物資提供安全保障，形成需求互補的有機循環(huán)，開辟中國特色的光伏產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟模式。

光伏水利，產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新轉(zhuǎn)換城市應(yīng)用為滿足農(nóng)村需求

光伏應(yīng)用市場，廣闊前景就是將光伏應(yīng)用于農(nóng)村市場。

糧食安全是一個世界性的問題，它關(guān)系著經(jīng)濟發(fā)展和社會穩(wěn)定，是人類生存與發(fā)展的基礎(chǔ)。保障糧食安全，不僅事關(guān)中國的穩(wěn)定和發(fā)展，對世界糧食安全保障也具有十分重要的意義。制約糧食增產(chǎn)、草場恢復(fù)、畜牧養(yǎng)殖的最重要的是水的有效供給，在某種意義上灌溉水供給的不足，對農(nóng)村的制約更甚于耕地面積，在農(nóng)村灌溉用水的保障是關(guān)鍵。如何轉(zhuǎn)換過剩的城市光伏并網(wǎng)發(fā)電能力應(yīng)用到農(nóng)村光伏水利以解決水資源的可持續(xù)利用來保障農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展，是中國乃至世界各國解決光伏產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的核心問題。

灌溉農(nóng)業(yè)發(fā)展的歷史源遠流長，在距今4000多年以前就有了臨河挖渠,鑿井汲水的澆灌農(nóng)業(yè),在漫長的歷史歲月中,澆灌農(nóng)業(yè)的建設(shè)綿延不斷,對促進當(dāng)時的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和社會經(jīng)濟發(fā)展起到了十分重要的作用,澆灌農(nóng)業(yè)的發(fā)展主要受水資源供給的制約, 據(jù)世界灌排協(xié)會統(tǒng)計數(shù)據(jù)，占全球耕地面積18%灌區(qū)產(chǎn)出了全球40%的糧食，解決糧食問題首先是解決灌溉問題。

農(nóng)業(yè)有了灌溉可保持連年穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)，草原有了灌溉可提升30倍的產(chǎn)量，荒漠有了灌溉可轉(zhuǎn)換成耕地。能將水輸送至耕地才能進行灌溉，因此解決灌溉問題主要是解決灌溉電力問題。發(fā)展“光伏水利”產(chǎn)業(yè)，將新能源的光伏技術(shù)與傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)水利系統(tǒng)應(yīng)用結(jié)合，開發(fā)光伏產(chǎn)業(yè)在農(nóng)林灌溉、荒漠治理、草原畜牧、生活用水、苦咸水淡化等領(lǐng)域的藍海市場，拉動陰霾中的光伏產(chǎn)業(yè)走出寒冬，推動中國的農(nóng)業(yè)水利事業(yè)生態(tài)循環(huán)發(fā)展。

光伏揚水系統(tǒng)技術(shù)，科技創(chuàng)新轉(zhuǎn)變資源耗費為價值創(chuàng)造

光伏揚水系統(tǒng)技術(shù)，主要應(yīng)用于農(nóng)林灌溉、荒漠治理、草原畜牧、生活用水、海水淡化、城市水景等領(lǐng)域的電力供應(yīng)。

光伏揚水系統(tǒng)主要由光伏電池陣列、光伏揚水逆變器、水泵組成，系統(tǒng)以來自太陽的持久能源為動力，直接驅(qū)動水泵電機工作,蓄水替代蓄電無需儲能電池，即發(fā)即用無需架設(shè)電網(wǎng)，在大幅降低系統(tǒng)建設(shè)成本的同時大幅提高光伏系統(tǒng)的應(yīng)用轉(zhuǎn)換效率，與噴灌、滴灌、滲灌等節(jié)水灌溉設(shè)施結(jié)合應(yīng)用又可再次節(jié)水節(jié)能，充分體現(xiàn)系統(tǒng)建設(shè)的生態(tài)循環(huán)性能。

建立中國內(nèi)需市場的分布式應(yīng)用需求，建設(shè)分布式即發(fā)即用的光伏應(yīng)用市場經(jīng)營模式，需要有光伏應(yīng)用技術(shù)的保障。從2001年開始，Solartech與電力系統(tǒng)國家重點試驗室清華深圳實驗室開展了光伏產(chǎn)品在農(nóng)業(yè)水利領(lǐng)域的應(yīng)用研究，2004年在深圳大學(xué)城園區(qū)建成全球首個光伏揚水系統(tǒng)研究示范基地，通過在全球100多個國家和區(qū)域具體應(yīng)用，為全球光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展與光伏水利事業(yè)建設(shè)系統(tǒng)的總結(jié)了光伏系統(tǒng)在農(nóng)村市場需求領(lǐng)域的太陽能水泵應(yīng)用解決方案，創(chuàng)造出光伏揚水系統(tǒng)產(chǎn)品，開創(chuàng)了光伏應(yīng)用領(lǐng)域的先河。在青海、新疆、西藏、內(nèi)蒙等牧區(qū)草場的系統(tǒng)應(yīng)用，更是受到國際排灌委員會及國家水利部科技推廣中心的高度認可與推廣。

光伏下鄉(xiāng)，在農(nóng)村地區(qū)大規(guī)模推廣光伏發(fā)電，有了光伏揚水系統(tǒng)技術(shù)，無需配備舊式系統(tǒng)中污染最大的儲能電池，節(jié)省了費用最高的架設(shè)電網(wǎng)投入，更不用再為解決發(fā)電入網(wǎng)、電費補貼、電網(wǎng)損耗等系列難題而耗費資源。國家只需解決農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展中的基礎(chǔ)建設(shè)問題，而把創(chuàng)收、增產(chǎn)等市場運營問題轉(zhuǎn)由企業(yè)與民間去解決，從而形成分布式發(fā)電解決分布式需求的產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟循環(huán)模式，把光伏產(chǎn)品在城市中的資源消耗轉(zhuǎn)化為在農(nóng)村的價值創(chuàng)造，推動產(chǎn)業(yè)倫理升級和社會進步。

光伏下鄉(xiāng)，轉(zhuǎn)變分布式并網(wǎng)發(fā)電到分布式即發(fā)即用，使農(nóng)村地區(qū)的光伏發(fā)電應(yīng)用價值大幅度提高，可以有效改善和提高農(nóng)民的生產(chǎn)、生活條件，有效提高土地產(chǎn)出，有效幫助農(nóng)民脫貧致富和促進農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展，有利于社會主義生態(tài)新農(nóng)村、新城鎮(zhèn)建設(shè)，讓太陽能這種“綠色清潔能源”真正名副其實。

“治沙英雄”牛玉琴的治沙示范基地地處陜西省靖邊縣毛烏素沙漠南緣，占地面積11萬多畝，三十多年來，牛玉琴憑著戰(zhàn)勝沙害的堅強信念，帶領(lǐng)周圍群眾，矢志不渝的和沙漠做斗爭，在毛烏素沙漠南緣植樹兩千多萬株，將7300多公頃沙漠變成了綠洲，將風(fēng)沙逼退10多公里，為周邊的農(nóng)牧業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。

從2009年起，牛玉琴與深圳市天源新能源有限公司、清華大學(xué)深圳研究生院合作，在自己治沙基地的林地里開始應(yīng)用沙漠地區(qū)光伏揚水系統(tǒng)技術(shù)。該項技術(shù)是指利用太陽輻射能量轉(zhuǎn)化為電力并實時驅(qū)動水泵抽水的系統(tǒng)，具有全自動運行，無需架設(shè)電網(wǎng)，無需蓄電池，成本低、易安裝維護、可靠性高、節(jié)能環(huán)保等特點，非常適合面積廣大的農(nóng)村區(qū)域使用。該項目同時將尖端節(jié)水灌溉技術(shù)和太陽能水泵進行結(jié)合，摒棄對水資源大量耗費的傳統(tǒng)漫灌方式，無需修建灌溉渠系，根據(jù)植物在各個生長時期、階段的不同需要，分別采用微噴、滲灌、滴灌等方式為植物提供所需用水。

牛玉琴的治沙示范基地2009年引進了第一套功率為3千瓦的光伏揚水系統(tǒng)，該系統(tǒng)計劃在揚程30米時，日平均出水量達到85噸，采用節(jié)水和水肥一體化技術(shù)，滿足105畝西瓜種植的需水量，通過實際觀測顯示，該系統(tǒng)日平均出水量達到了98噸，最高可達到110噸，除滿足105畝沙地西瓜的種植外，還可以結(jié)合微噴、滴灌技術(shù)，滿足35畝樟子松(4年苗)和22畝樟子松(1年苗)的育苗灌溉需求，成活率達到92%以上。而同期其他區(qū)域采用傳統(tǒng)方式抽水、大水漫灌的地塊，樟子松幼苗(1年苗)的成活率只有62%，用水量卻是使用太陽能水泵區(qū)塊的四倍多，肥料用量是太陽能水泵區(qū)塊的三倍多。采用太陽能揚水系統(tǒng)后，和過去對比，每月還可以節(jié)省電費及其它相關(guān)費用五千多元，經(jīng)濟效益非常明顯，通過三年的連續(xù)使用，從應(yīng)用結(jié)果來看，無論是經(jīng)濟效益、生態(tài)效果都非常理想。

2011年，牛玉琴治沙示范基地計劃在11萬多畝的沙地中，開辟出來兩千畝地發(fā)展經(jīng)濟作物，又從深圳市天源新能源有限公司引進了多套功率為7.5千瓦的光伏揚水系統(tǒng)，用來發(fā)展溫室大棚，種植辣椒、西紅柿、豆角等綠色時鮮蔬菜，同時準備進行樟子松、云杉等經(jīng)濟類樹木的大規(guī)模育苗工程;根據(jù)設(shè)計方案，該系統(tǒng)在30米揚程時，每套系統(tǒng)的日出水量可達到180噸，只要有正常年份的日照水平，系統(tǒng)就可以滿足2000畝地的用水需求，通過實際觀測顯示，該系統(tǒng)日平均出水量達到了220噸，最高可達到240噸，除滿足2000畝蔬菜種植的需求外，還提供了足夠的水源滿足200畝用以飼養(yǎng)羊的苜蓿和玉米作物的灌溉用水。配合羊糞用作生產(chǎn)沼氣及肥田種菜，基地真正做到了以農(nóng)養(yǎng)牧、以牧養(yǎng)林、以光伏治沙 的的綠色循環(huán)經(jīng)濟，開創(chuàng)了防沙治沙及發(fā)展沙產(chǎn)業(yè)的新模式。

我國有260多萬平方公里的荒漠化土地、170多萬平方公里的沙化土地需要治理。著名科學(xué)家錢學(xué)森在1984年以前瞻性思維提出了沙產(chǎn)業(yè)概念，經(jīng)過牛玉琴治沙示范基地4年的實際使用情況驗證，有效證明了光伏揚水系統(tǒng)應(yīng)用在廣大荒漠地區(qū)的可行性。運用太陽能水泵大幅度提高荒漠地區(qū)植樹、種草的成活率，提高防沙治沙綜合效益、降低治沙成本和重復(fù)建設(shè)，同時又可以在有條件的沙漠、荒漠地區(qū)發(fā)展蔬菜、瓜果、牧草、藥材等經(jīng)濟類作物的種植產(chǎn)業(yè)，有效的做到“人進沙退”，為廣大閑散勞動力提供全新的創(chuàng)業(yè)環(huán)境和就業(yè)方向。與此同時，太陽能揚水系統(tǒng)能和各類節(jié)水灌溉系統(tǒng)無縫匹配，減少了過去老舊的漫灌方式造成的水資源和肥料浪費，大幅提高經(jīng)濟效益。系統(tǒng)溫室氣體排放為零，完全契合發(fā)展綠色低碳、循環(huán)經(jīng)濟的產(chǎn)業(yè)政策，是荒漠漠治理、生態(tài)恢復(fù)、發(fā)展沙產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟的一項關(guān)鍵技術(shù)。