“漁光互補(bǔ)”模式及適宜養(yǎng)殖品種選擇

■ 文｜中國水產(chǎn)科學(xué)研究院珠江水產(chǎn)研究所 王廣軍 高巖 張凱 田晶晶

近年來，我國光伏產(chǎn)業(yè)得到了快速發(fā)展，光伏發(fā)電的裝機(jī)容量突飛猛進(jìn)。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(jī)容量持續(xù)攀升，地面光伏電站的發(fā)展將會(huì)越來越受到土地資源的限制。而我國的內(nèi)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(nèi)陸池塘面積200萬公頃，若考慮滿鋪情況，可建設(shè)光伏約15000GW，僅考慮利用水域面積20%建設(shè)光伏電站，裝機(jī)容量可達(dá)3000GW。因此，利用內(nèi)陸水域如湖泊、水庫、池塘等區(qū)域建設(shè)水上光伏電站，既不占用土地面積，同時(shí)又增加了光伏發(fā)電裝機(jī)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(shè)方案分為漁光互補(bǔ)式與漂浮式兩種，其中漁光互補(bǔ)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(jié)構(gòu)穩(wěn)定性高、施工速度快等優(yōu)勢(shì)；可應(yīng)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(jīng)濟(jì)效益，具有良好的應(yīng)用前景。

“漁光互補(bǔ)”的概念及特點(diǎn)

1.“漁光互補(bǔ)”的概念

“漁光互補(bǔ)”是指水產(chǎn)養(yǎng)殖與光伏發(fā)電相結(jié)合，在養(yǎng)殖水域上方架設(shè)光伏板發(fā)電，在光伏板下方水域開展水產(chǎn)養(yǎng)殖活動(dòng)的漁業(yè)模式，是一種新型的光伏發(fā)電項(xiàng)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(shè)傳統(tǒng)發(fā)電廠所需要的大量土地資源。同時(shí)，“漁光互補(bǔ)”項(xiàng)目在獲得發(fā)電效益的基礎(chǔ)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(jīng)濟(jì)效益。這種“一地兩用，漁光互補(bǔ)”的經(jīng)營模式，能夠達(dá)到社會(huì)、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)三維目標(biāo)的共贏。

2.“漁光互補(bǔ)”的特點(diǎn)

從能源利用角度來說，“漁光互補(bǔ)”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(xiàn)代可再生能源，兼具清潔、生態(tài)的功效，且太陽能儲(chǔ)量豐富?！皾O光互補(bǔ)”光伏電站直接將太陽能轉(zhuǎn)換成電能，減少了對(duì)石油、煤炭等礦產(chǎn)資源依賴，符合國家生態(tài)文明建設(shè)的要求，符合可持續(xù)的發(fā)展戰(zhàn)略。

從實(shí)際應(yīng)用角度來說，首先，通過“漁光互補(bǔ)”模式，在池塘、湖泊、水庫面上構(gòu)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(jié)合起來，充分利用了空間資源。其次，在生產(chǎn)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(duì)水產(chǎn)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(chǎn)養(yǎng)殖僅僅獲得水產(chǎn)養(yǎng)殖品，收入來源單一。通過對(duì)大規(guī)模的池塘進(jìn)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。

“漁光互補(bǔ)”的效益情況

1.經(jīng)濟(jì)效益方面

相比于傳統(tǒng)水產(chǎn)養(yǎng)殖以及傳統(tǒng)陸地搭建光伏，“漁光互補(bǔ)”具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，在其運(yùn)行過程中既不影響光伏板發(fā)電，又不影響水產(chǎn)養(yǎng)殖，能夠使養(yǎng)殖戶實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)增收的目標(biāo)。特別是由于光伏板對(duì)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(yùn)的“漁光互補(bǔ)”項(xiàng)目中，該項(xiàng)目總投資18億元，總裝機(jī)容量達(dá)20萬kW，預(yù)計(jì)年均發(fā)電量約2.2億kW·h，該項(xiàng)目產(chǎn)生的清潔電能可以滿足約10萬戶家庭一年的用電量，相當(dāng)于節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤7.04萬。水面上共鋪設(shè)了75萬多塊光伏板陣列，光伏板下方水域養(yǎng)殖魚蝦。該項(xiàng)目所發(fā)電量全部接入國家電網(wǎng)，據(jù)測(cè)算每年可實(shí)現(xiàn)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CO2中，80%以上來自于傳統(tǒng)礦物能源的消耗，而CO2作為最主要的溫室氣體，是導(dǎo)致氣候變化的罪魁禍?zhǔn)?。如今，我國提出的兩個(gè)階段碳排放減少奮斗目標(biāo)，提出要在2030年力爭達(dá)到CO2排放峰值，2060年?duì)幦?shí)現(xiàn)碳中和，因此，應(yīng)致力于發(fā)展新能源，減少傳統(tǒng)能源對(duì)環(huán)境帶來的污染問題。據(jù)統(tǒng)計(jì)，光伏發(fā)電系統(tǒng)每發(fā)電1億kW·h，可以節(jié)省標(biāo)準(zhǔn)煤4萬噸，可以減少4.5萬噸CO2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。“漁光互補(bǔ)”型光伏電站作為一種新能源，能直接將太陽能轉(zhuǎn)化成電能，同時(shí)實(shí)現(xiàn)下方池塘養(yǎng)殖魚蝦的功用，為我國發(fā)展新能源和實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略開辟了一條新的道路。“漁光互補(bǔ)”型光伏電站運(yùn)行時(shí)，由于維護(hù)時(shí)產(chǎn)生的固體廢物由太陽能電池公司回收，發(fā)電時(shí)不會(huì)產(chǎn)生二氧化硫、氨氮化物等對(duì)水、大氣、土壤等有害的物質(zhì)，也不會(huì)產(chǎn)生碳排放量，對(duì)環(huán)境幾乎不產(chǎn)生危害，對(duì)生態(tài)環(huán)保方面具有積極作用。

3.社會(huì)效益方面

在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的當(dāng)今，能源缺口問題日益突出。根據(jù)中國電力科學(xué)院預(yù)測(cè)，2030年預(yù)計(jì)我國電子缺口將達(dá)到200GW。根據(jù)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢(shì)和資源儲(chǔ)備分布情況，2020年至2030年的電力供應(yīng)將主要來自可再生能源，光伏發(fā)電將成填補(bǔ)電力缺口的重要部分。光伏發(fā)電是十分經(jīng)濟(jì)實(shí)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(chǎn)業(yè)發(fā)展速度逐漸降低，而“漁光互補(bǔ)”的出現(xiàn)解決了上述問題，既能節(jié)約土地資源，又能提高社會(huì)供電量。

以地處江蘇南京的TW新能源江蘇省級(jí)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(biāo)準(zhǔn)，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(shí)現(xiàn)魚塘數(shù)字化、智能化管控，提高養(yǎng)殖效率，又可以將剩余的電并網(wǎng)銷售，緩解電力資源的短缺。

“漁光互補(bǔ)”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(shè)光伏電站后，將對(duì)池塘光照造成直接的影響，而光照是影響池塘養(yǎng)殖生產(chǎn)的重要因素。在“漁光一體”光伏電站運(yùn)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(jìn)而影響水體溶氧質(zhì)量濃度。光伏電站的遮光效應(yīng)也會(huì)對(duì)養(yǎng)殖魚類造成影響，遮光會(huì)使浮游生物的生物量減少，導(dǎo)致魚類餌料生物減少，可能會(huì)影響魚類的正常生長發(fā)育。同時(shí)遮光還影響魚類的生理活動(dòng)。許多研究表明，光照強(qiáng)度可影響仔魚對(duì)光的趨避性、攝食強(qiáng)度、呼吸頻率和內(nèi)分泌等。因此在“漁光互補(bǔ)”項(xiàng)目建設(shè)過程中，光伏的建設(shè)應(yīng)合理控制搭建密度與覆蓋率，將對(duì)魚塘養(yǎng)殖的影響降到最低；養(yǎng)殖品種應(yīng)選取喜陰、耐低光、抗缺氧能力強(qiáng)的物種，同時(shí)主要依賴配合飼料進(jìn)行養(yǎng)殖，以減少環(huán)境變化對(duì)養(yǎng)殖品種生長的影響。

2.適宜“漁光互補(bǔ)”的養(yǎng)殖品種

許多研究表明，在實(shí)際的“漁光互補(bǔ)”項(xiàng)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(huì)對(duì)實(shí)際養(yǎng)殖產(chǎn)量造成顯著影響。太陽輻射到達(dá)水面之前，受到光伏板的阻擋，到達(dá)水面的太陽光照面積減少；由于到達(dá)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(dòng)物，作為穴居性水生甲殼動(dòng)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(nèi)，夜間出來覓食。青蟹屬也是一種廣溫性水生動(dòng)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(dòng)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(dòng)特性，喜陰怕光；耐低氧能力強(qiáng)，在各種劣質(zhì)水體中都可以生長；氣溫適應(yīng)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(dòng)較頻繁，有時(shí)上岸但不能離水源太遠(yuǎn)。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(dòng)、覓食，冬季則聚集深水處。適應(yīng)性強(qiáng)，即使在惡劣的環(huán)境下也可生存，甚至離水5～6小時(shí)尚不致死。黃顙魚較耐低氧，溶氧2毫克/升以上時(shí)能正常生存。

筍殼魚：底棲穴居性魚類，常棲息于水質(zhì)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(qiáng)，不能作快速和長距離游泳。性溫馴，對(duì)低氧環(huán)境適應(yīng)能力較強(qiáng)。多在夜間活動(dòng)，白天喜藏進(jìn)泥里。

存在的問題及展望

1.當(dāng)前存在的問題

在水面上建設(shè)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(chǎn)養(yǎng)殖效益；同時(shí)，溫度相對(duì)較低、通風(fēng)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(bǔ)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(chǎn)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(shí)間100%的隔絕水汽，使得EVA材料無法100%絕緣。水汽一旦進(jìn)入到組件，EVA將會(huì)發(fā)生水解，因此相對(duì)陸地來說，太陽能發(fā)電的使用壽命會(huì)減少。

另外，漁光互補(bǔ)需要建設(shè)復(fù)雜的光伏系統(tǒng)，勢(shì)必對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖設(shè)施、養(yǎng)殖方式產(chǎn)生影響。特別是增氧機(jī)和投餌機(jī)的安裝與排布，需要根據(jù)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(shí)，光伏組件會(huì)給捕撈帶來不便，捕撈時(shí)需使用專用漁具。

2.展望

“漁光互補(bǔ)”是未來光伏產(chǎn)業(yè)與水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)新的發(fā)展方向，當(dāng)前全球水上光伏產(chǎn)業(yè)正處于提速發(fā)展階段，我國相關(guān)部門應(yīng)積極把握產(chǎn)業(yè)合作新的機(jī)遇期，充分發(fā)揮技術(shù)與成本優(yōu)勢(shì)，深入?yún)⑴c全球市場(chǎng)競(jìng)爭，展示我國成熟的項(xiàng)目開發(fā)與建設(shè)經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)，我國政府可加強(qiáng)相關(guān)政策引領(lǐng)和規(guī)劃布局，通過政府間合作推進(jìn)重點(diǎn)市場(chǎng)培育，為“漁光互補(bǔ)”項(xiàng)目的發(fā)展?fàn)I造有利條件，為實(shí)現(xiàn)“兩碳目標(biāo)”貢獻(xiàn)力量。