在廣袤的塔克拉瑪干沙漠腹地，一條522公里長的塔里木沙漠公路縱貫?zāi)媳保穬膳跃G意盎然的生態(tài)防護(hù)林平添了幾分生機(jī)靈動，猶如給這片大漠沙洲系上了一條綠色腰帶。2022年，中國石油塔里木油田公司對這條沙漠公路進(jìn)行改造“升級”后，沿林帶布設(shè)的水井房旁又多了散布的光伏板，在陽光下熠熠生輝，格外耀眼。

這項(xiàng)改造工程是我國距離最長的光伏灌溉治沙工程——塔里木沙漠公路零碳示范工程（以下簡稱“零碳示范工程”），也是中國石油塔里木油田公司聚焦“雙碳”目標(biāo)，踐行綠色發(fā)展的生動實(shí)踐。在前期將11口水源井接入網(wǎng)電、12口井試點(diǎn)建設(shè)光伏電站的基礎(chǔ)上，繼續(xù)對剩余86口水井房進(jìn)行光伏改造，實(shí)現(xiàn)生態(tài)防護(hù)林抽水灌溉“油改電”，開啟“陽光養(yǎng)綠”新模式。

新模式給塔克拉瑪干沙漠帶來了哪些改變？在茫茫沙海建光伏電站又是種什么體驗(yàn)？請隨記者一同走近全國首條零碳沙漠公路。

“陽光”抽水灌溉 24小時(shí)不斷電109個家庭值守沿途水井房

塔克拉瑪干沙漠是我國最大的沙漠，東西長約1000公里，南北寬約400公里。1995年，塔里木沙漠公路建成通車后，打通了塔里木盆地南北交通阻隔，使和田地區(qū)到烏魯木齊的路程縮短了500多公里。

塔克拉瑪干沙漠也是世界第二大流動沙漠，在定向風(fēng)的作用下會不斷遷移。塔里木沙漠公路也因此被稱為“世界最長貫穿流動沙漠的等級公路”，但風(fēng)沙掩埋始終是懸在這條公路頭頂?shù)囊话牙麆Α?/p>

既然無法阻擋風(fēng)沙侵襲，就想辦法固沙。經(jīng)過多年努力，2006年4月，2000多萬株梭梭、紅柳等耐鹽堿、耐干旱的植物在沙漠公路兩旁筑起了生態(tài)防護(hù)林。從此，這道“綠色長城”讓過路司機(jī)“再也不會被風(fēng)沙迷了雙眼”，慕名而來的游客也時(shí)常感嘆，“沙漠里能看到這么多綠色植物，簡直是奇跡”。

隨著零碳示范工程的啟用，變化還在不斷發(fā)生。

沿著塔里木沙漠公路行駛，每隔4公里就能看到一座保障灌溉用水的水井房，全程一共109座，每座都有一個家庭值守。每年8個多月的植物生長期內(nèi)，他們都要守在這里，負(fù)責(zé)維護(hù)4公里范圍的防護(hù)林。

駐守工人介紹，他們每天的工作從開澆灌總閥門和管道開關(guān)開始。除此之外，還要檢修滴灌管道、定期施肥除蟲。對于他們而言，風(fēng)吹日曬和漫天沙塵已不新鮮，新鮮的是水井房旁三排光伏板帶來的實(shí)實(shí)在在的變化。

據(jù)了解，沙漠公路光伏電站總裝機(jī)規(guī)模達(dá)3800千瓦，每天發(fā)電量1.1萬度左右，年發(fā)電量約360萬度，不僅可以滿足沿途水井房每日抽水灌溉全部用電，還可為駐守工人的日常用電提供保障。

“過去靠柴油機(jī)發(fā)電時(shí)，每天白天連續(xù)抽水澆灌12個小時(shí)，一到晚上就沒電可用，駐守工人們不得不守著黑漆漆的沙漠。”中國石油塔里木油田公司塔中采油氣管理區(qū)一級主管李劍告訴記者，零碳示范工程啟用后，水井房16年來首次實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷供電，空調(diào)、電視、冰箱也逐漸搬進(jìn)了值守點(diǎn)。

變化不止于此——

值守環(huán)境更“靜”了。“以前柴油機(jī)發(fā)電，噪音大得很，說話都要大嗓門。現(xiàn)在，光伏發(fā)電設(shè)備的動靜和一臺空調(diào)差不多。”駐守工人說。

運(yùn)維成本更低了。李劍介紹，零碳示范工程建成投運(yùn)后，年節(jié)約柴油機(jī)維修費(fèi)用180萬元，減少柴油消耗約1000噸，扣減設(shè)備折舊費(fèi)等，年節(jié)約運(yùn)行成本近400萬元。

變化最明顯的是碳排放。李劍給記者算了筆賬，隨著柴油消耗的降低，每年可減少3410噸二氧化碳的排放。抽水澆灌實(shí)現(xiàn)了“零排放”，生態(tài)防護(hù)林每年可吸收約2萬噸二氧化碳，可以中和約9萬臺次過往車輛碳排放。換句話說，整條沙漠公路的運(yùn)行不會再向大氣輸出二氧化碳，這便是“零碳”的關(guān)鍵。

優(yōu)化技術(shù)路線 調(diào)整施工方案140多天建成零碳示范工程

在流動沙漠筑路不易，修建光伏電站也是如此。

作為光伏電站的重要組成部分，光伏組件在戶外的發(fā)電性能，往往受到組件本身材料老化、工作溫度、太陽輻射強(qiáng)度、組件表面反射率，以及所在地的氣候條件等因素影響。

零碳示范工程位于沙漠腹地，這里氣候干旱少雨，地基結(jié)構(gòu)松散，沙丘移動性較大，較常規(guī)地點(diǎn)施工更具特殊性。“六七月極端最高氣溫可達(dá)45攝氏度、沙表面溫度超過70攝氏度，地面就像烤肉的鐵板一樣。到了春秋季，沙塵天氣頻發(fā)，平均3至5天就要經(jīng)受一次風(fēng)沙侵襲。”李劍說，工程采用的單晶單面光伏組件及磷酸鐵鋰電池儲能單元，就是考慮其在耐久性能、抗干燥性能以及防風(fēng)沙性能方面的優(yōu)異表現(xiàn)。

白天酷熱難耐的沙漠，一到晚上就是另外一番景象：最低氣溫有時(shí)能降至零下二三十?dāng)z氏度。此時(shí)光伏電站不僅要經(jīng)受巨大的溫差考驗(yàn)，還失去了工作“動力”，這對設(shè)備穩(wěn)定且持續(xù)運(yùn)行極為不利。

為應(yīng)對這一問題，結(jié)合光伏發(fā)電特點(diǎn)，建設(shè)者們?yōu)槠淞可矶ㄖ屏巳捉ㄔO(shè)方案來延長光伏電站的“續(xù)航”時(shí)間。方案一是白天晴天的情況下，光伏所發(fā)電力給負(fù)載供電；光照弱或無日照情況下，啟用應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)。方案二在此基礎(chǔ)上，加上儲能蓄電池，即白天光伏所發(fā)多余電量給儲能單元充電；光照弱的情況下，儲能單元放電滿足負(fù)載的用電需求；沙塵暴或陰雨天等無日照情況下，啟動柴油發(fā)電機(jī)，作為應(yīng)急電源給負(fù)載供電。

“經(jīng)綜合對比分析，方案三因碳排放量的優(yōu)勢成為最佳選擇。”李劍向記者解釋道，該方案的儲能單元蓄電量更大，可提供7小時(shí)電量，光照弱的情況下，可滿足澆灌期間最短日照時(shí)間的澆灌時(shí)長要求和值守工人晚間日常用電需求。在無日照情況下則停止?jié)补啵瑥亩耆珜?shí)現(xiàn)碳的零排放。

為確保設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行，零碳示范工程采用“發(fā)電—匯流—降壓—輸電/存儲”工藝，將變流器及儲能電池合并撬裝至工業(yè)集裝房。該工藝在創(chuàng)造恒溫運(yùn)行環(huán)境、提升防塵等級的同時(shí)，還能延長關(guān)鍵設(shè)備的使用壽命。

光伏電站的“使命”是為鄰近水井房提供必要電能。考慮到站點(diǎn)高度分散、規(guī)模小、數(shù)量多的特殊性，建設(shè)者們在工程設(shè)計(jì)及實(shí)施過程中廣泛應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)就近供電，避免了長距離輸電的損耗。

“整個施工戰(zhàn)線縱向距離達(dá)到343千米，為更加順暢、快捷開展現(xiàn)場工作，我們還對太陽能板基礎(chǔ)進(jìn)行優(yōu)化，用葉輪螺旋鋼管柱基礎(chǔ)替代原設(shè)計(jì)中的水泥基墩。如此一來，可避免水泥砂漿凝固快導(dǎo)致的來回拉運(yùn)工作量大及凝堵風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)降低基坑挖掘工作量，縮短施工周期，較大程度降低施工費(fèi)用。”李劍說。

得益于技術(shù)路線以及施工方式的優(yōu)化探索，零碳示范工程從開工到完工僅用了140余天。

板上發(fā)電防沙 板下遮陰植綠走出光伏治沙新路子

零碳示范工程在茫茫沙海為植被澆灌提供“綠色”電力，同時(shí)也“播種”著綠色希望。

在塔克拉瑪干沙漠建光伏電站，既要防止樁基周邊被掏空，也要防止光伏板被黃沙掩埋。這是流沙侵蝕帶來的難題。

“答題思路”在零碳示范工程設(shè)計(jì)之初就已明確——

充分利用光伏板的“先天優(yōu)勢”。李劍解釋道，“身高”2.8米左右的光伏板，防風(fēng)高度是大多數(shù)荒漠植被的5至9倍，可以干擾風(fēng)向、降低風(fēng)速。因此，不論是就地固沙還是阻截過境流沙，其發(fā)揮的作用都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于各種沙障。“本著‘占地面積最小、盡量避開高大樹木’的原則，在建設(shè)光伏板的同時(shí)，我們還在光伏板周邊一定范圍內(nèi)采用具有較好防沙治沙作用的蘆葦草方格，極大減緩了沙丘的推進(jìn)速度。”

沙漠地區(qū)地廣人稀，水源井用電功率低，光伏裝機(jī)規(guī)模小，可根據(jù)沙丘地勢、林帶分布等靈活布置光伏板，只要保持37至41度的傾角，就能既利于光伏板排沙自清理，又能保證在全年上午9點(diǎn)到下午3點(diǎn)的時(shí)段，光伏板前后左右互不遮擋。

“光伏板撐起的陰涼區(qū)域能降低沙漠土壤中水分蒸發(fā)，使苗木生長環(huán)境得到一定程度的改善。而植被的生長繁衍又可以減少光伏板周邊沙塵，增加太陽能電池板發(fā)電效率，形成良性循環(huán)生態(tài)模式。”李劍補(bǔ)充說道。

板上發(fā)電防沙，板下遮陰植綠，零碳示范工程實(shí)現(xiàn)了光伏發(fā)電、防沙固沙、沙漠治理的有機(jī)結(jié)合，為國家荒漠化治理和沙漠公路運(yùn)行維護(hù)提供了“塔里木方案”。近兩年來，有了零碳示范工程的“守護(hù)”，生態(tài)小環(huán)境逐步形成：公路兩旁郁郁蔥蔥的防護(hù)林平均“身高”已超過2米，還有不少野兔、沙狐、飛鳥等在此安家，大漠多了幾分生機(jī)盎然。

一邊是蓄力生長的綠色希望，一邊是不斷顯現(xiàn)的綜合效益——

塔克拉瑪干搖身一變成了“綠電熱土”。截至目前，零碳示范工程已累計(jì)發(fā)出綠電超600萬度，實(shí)現(xiàn)了治沙和環(huán)境保護(hù)的雙重功效。在同一片沙海，總裝機(jī)規(guī)模達(dá)130萬千瓦的四座光伏電站已在沙漠腹地等扎根，今年累計(jì)生產(chǎn)綠電超6億度，為電力供應(yīng)迎峰度夏、經(jīng)濟(jì)社會綠色發(fā)展提供保障。與此同時(shí)，一個面積相當(dāng)于3285個足球場大小、年設(shè)計(jì)發(fā)電量達(dá)21億度的光伏發(fā)電項(xiàng)目正慢慢從規(guī)劃走向現(xiàn)實(shí)。

油氣資源“噴涌”而出。依托沙漠公路，塔里木32個現(xiàn)代化大中型油氣田如雨后春筍般迅速崛起，一躍成為我國最大超深油氣生產(chǎn)基地和西氣東輸主力氣源地。

零碳示范工程的啟用，給“死亡之海”播下綠色希望。當(dāng)下，這條從茫茫沙漠中走出的綠色低碳之路，仍不斷向沙漠深處延伸。

“油氣開發(fā)是高碳排行業(yè)，踐行‘雙碳’目標(biāo)就要努力降低碳排放。目前，我們正在開展碳捕集及相關(guān)技術(shù)的攻關(guān)，將二氧化碳捕獲后直接利用或封存，以減少碳排放量。”輪南采油氣管理區(qū)油氣藏地質(zhì)研究所黨支部書記、副所長張博介紹，下一步，還將統(tǒng)籌做好二氧化碳捕集驅(qū)油工作，在有效降低碳排放之余，全面統(tǒng)籌推進(jìn)新能源業(yè)務(wù)發(fā)展，讓不斷造就“奇跡”的綠洲生生不息。