太陽(yáng)能電站也面臨缺水 \"干洗”技術(shù)能否解決

太陽(yáng)能電站近幾年在我國(guó)發(fā)展迅速，作為一種清潔能源，太陽(yáng)能光伏發(fā)電的發(fā)展也獲得了政府的大力支持，不過(guò)眼下光伏電站面臨一個(gè)新的問(wèn)題。

中國(guó)大量地面光伏電站布局在甘肅、青海等西部嚴(yán)重缺水地區(qū)，由于太陽(yáng)能電池板需要經(jīng)常清洗，耗水“極其嚴(yán)重”，這是地方政府上馬電站之時(shí)不曾預(yù)料到的。如何規(guī)范化、低成本解決電站耗水，正成為政府與企業(yè)面對(duì)的一個(gè)新課題。

太陽(yáng)能電站初遇“水危機(jī)”

西部荒漠里的太陽(yáng)能電池板需要經(jīng)常清洗，水成了問(wèn)題。

國(guó)家發(fā)改委能源研究所研究員王斯成去西部詳細(xì)考察了一圈，2014年8月5日，在呼和浩特召開(kāi)的大型光伏電站高效可靠運(yùn)營(yíng)與發(fā)電增效研討會(huì)上，王斯成談到這個(gè)“極其嚴(yán)重”的問(wèn)題：干旱、光照強(qiáng)烈、沙塵嚴(yán)重的中國(guó)西部，五省區(qū)(青海、新疆、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古)太陽(yáng)能地面電站累計(jì)裝機(jī)超過(guò)15吉瓦 (GW)，如此大規(guī)模的電站平均2-3個(gè)月就要清洗一遍，由此耗費(fèi)大量水資源的問(wèn)題，該怎么辦?

王斯成收集到了這樣的數(shù)據(jù)：以一個(gè)10兆瓦(MW)太陽(yáng)能電站清洗一遍的用水量為例，如果用移動(dòng)水車(chē)直接沖洗光伏陣列，一遍大約需要100噸水;如果在光伏陣列上鋪設(shè)水源管道，就像澆草坪一樣進(jìn)行噴淋，一遍大約需要60-70噸水;如果采用移動(dòng)水車(chē)用水刷進(jìn)行刷洗，一遍大約需要50噸水。

大量地面電站都建設(shè)在甘肅、青海等西部嚴(yán)重缺水地區(qū)。從電站的清洗頻率上講，在氣候相對(duì)濕潤(rùn)的內(nèi)蒙古東部等地區(qū)，加上每年的自然降水，電站平均的清洗頻率為3-5個(gè)月一次，但在青海、甘肅、新疆等較干旱地區(qū)，一些電站則需每月清洗一次。

究竟西部地面電站每年用于清洗的總耗水量達(dá)到多少，南方周末記者咨詢(xún)了王斯成等諸多業(yè)內(nèi)學(xué)者，但由于存在清洗方式、電站布局的地理位置、清洗頻率等諸多可變影響因素，尚難給出準(zhǔn)確數(shù)字。

這已經(jīng)成了清潔能源在環(huán)境影響領(lǐng)域遭遇到的一個(gè)新問(wèn)題。2012年，國(guó)家能源局曾出臺(tái)《光伏發(fā)電站環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》，該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)光伏電站不同階段對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響的因素都有涉及，比如土地使用、常規(guī)和意外污染物的釋放、消耗自然資源、廢棄物管理等，但對(duì)建成后維護(hù)所涉及的大量消耗水資源問(wèn)題，卻并未著重提及。

“一些電站在這些地區(qū)(缺水地區(qū))打深井取地下水用于清洗電站，令人擔(dān)憂(yōu)。”王斯成說(shuō)，目前尚難推測(cè)此舉對(duì)環(huán)境造成的破壞，他希望能盡快制定光伏電站清洗的用水標(biāo)準(zhǔn)，將清洗每10兆瓦電站的耗水量控制在一定范圍之內(nèi)。內(nèi)蒙古發(fā)改委的一位官員說(shuō)，這是當(dāng)初上馬太陽(yáng)能電站時(shí)不曾預(yù)料過(guò)的問(wèn)題，目前地方政府尚無(wú)措施進(jìn)行規(guī)范。

能不能不清洗?答案是否定的。由于大氣中的灰塵、雜物容易附著在電池板表面，長(zhǎng)時(shí)間積聚會(huì)大大降低電池組件發(fā)電效率。美國(guó)國(guó)家航空航天局的研究顯示，每平方米僅4.05克的灰塵層就能減少太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換效率40%，更不論冬春季節(jié)沙塵天氣頻繁的中國(guó)西部地區(qū)。為了保證太陽(yáng)能發(fā)電的經(jīng)濟(jì)效益，電站業(yè)主必須定期清洗。

既然大量耗水，有無(wú)更好方法降低耗水量，是否可以“干洗”?

國(guó)外太陽(yáng)能公司的確開(kāi)發(fā)出多種“干洗”技術(shù)，但是成本遠(yuǎn)非中國(guó)西部電站業(yè)主承受得起。2014年3月，以色列一家公司就宣布開(kāi)發(fā)出一款Water-Free光伏方陣清洗機(jī)器人技術(shù)，不用水，通過(guò)旋轉(zhuǎn)電刷清洗掉99%的灰塵;2013年11月，美國(guó)太陽(yáng)能公司SunPower為解決旗下電站清洗耗水的問(wèn)題，專(zhuān)門(mén)收購(gòu)了一家制造清洗機(jī)器人公司，據(jù)稱(chēng)該機(jī)器人可減少大約90%的用水量。

在國(guó)內(nèi)，新疆電科院也在研發(fā)清掃機(jī)器人技術(shù)，但對(duì)西部上百個(gè)太陽(yáng)能電站來(lái)說(shuō)，仍是遠(yuǎn)水救不了近火。

中國(guó)人并非沒(méi)有自己的解決方式。王斯成說(shuō)，他在西部也看到一種極其節(jié)水的清洗方式，他稱(chēng)之為“三個(gè)婦女”方法。“第一個(gè)婦女推著小水車(chē)，第二個(gè)婦女灑水，第三個(gè)婦女刮干凈。”王斯成說(shuō)，這種純?nèi)斯さ那逑捶绞?，一遍僅用10噸水。他把該方式介紹給同樣采用昂貴的機(jī)械人清洗法的日本同行看，“他們覺(jué)得難以置信”。

電站耗水政策尚未出臺(tái)之前，這就成為一個(gè)單純的成本問(wèn)題。盡管與其他國(guó)家比，中國(guó)低廉的人力成本已經(jīng)為清洗電池板提供了一種節(jié)水之道，但相對(duì)于雇用大量勞動(dòng)力所需的人力成本，西部電站業(yè)主們口中含糊其辭的用水成本，則更值得了解。