黄河水电（上）：再造“共和”

精彩内容黄河与中国光伏的共同发源地;

光伏行业全产业链创新联盟;

大国重器带头尝试水光互补稳定电网;

百MW光伏实证基地从“屠龙术”到“百科全书”

“你看，从这里望过去，像不像是在看青海湖?”谢小平，国家电投集团黄河公司董事长，对着眼前望不到尽头的由电站组成的蓝色“湖泊”，自豪而又感慨。

共和县塔拉滩地区，是黄河上游和三江源地区风沙危害最严重的地区之一，总面积443.72万亩。近几十年来，由于受全球气候变暖、降水量减少、风沙危害等因素影响，塔拉滩土地沙漠化加剧，严重沙漠化土地以每年1.8万亩的速度增长，使该地区草场沙化面积达101.11万亩，每年进入龙羊峡库区流沙达3131万方，每年造成经济损失逾4600万元。

但这种局面开始逐步得到了改变。自2011年起，在6年的时间里，在这里大大小小四十多个光伏企业投资了3350MW电站，其中黄河水电1725MW，占约1/2。光伏电站不止给共和带来了经济收益，也在逐步地改善当地的环境。

发源地

黄河，中华文明最主要的发源地，发源于青海省青藏高原的巴颜喀拉山脉查哈西拉山的扎曲，北麓的卡日曲，和星宿海西的约古宗列曲，龙羊峡水电站，是黄河上游第一座大型梯级电站，人称黄河“龙头”电站，最大坝高178米。坝底宽80米，坝顶宽15米，主坝长396米，左右两岸均高附坝，大坝全长1140米。它不仅可以将黄河上游13万平方公里的年流量全部拦住，而且在这里形成一座面积为380平方公里、总库密量为247亿立方米的人工水库。

这里不只是黄河发源地，也是中国光伏最主要的发源地。

在50公里外，全球最大的水光互补光伏电站在这里建设。黄河水电公司建设了规模高达850MW的单体最大“水光互补”项目，这也是全球最大的单体光伏电站，而当时国内电站大多20MW左右，而且对运维管理不够重视。

在行业普遍爆发大规模电站运维困难的问题之前，黄河水电就已经开始在运维工作中寻求如何用更有效、便捷的方式管理好这个电站。

这并不是黄河第一次在大型光伏电站方面的研究。2011年10月29日，世界上一次性单体投资规模最大的黄河水电公司格尔木200兆瓦并网光伏电站进入并网调试及试运行期。这个项目也标志着中国从光伏制造大国向应用大国迈进。到现在，中国光伏装机量已破百GW，成为全球最大光伏应用国，黄河水电功不可没。

更为重要的是随之而来的关于未来技术的探索和储备。“在当时，光伏行业的经验与规范都集中在10MW-20MW这个规模，百MW级的电站在建设初期遇到很多问题。”谢小平告诉Solarbe记者，“20-30MW光伏电站接入20千伏-35千伏电网即可，但100MW以上的光伏电站则应该对应100千伏或220千伏以上的电网。同时还出现过设备、电缆故障和烧坏的情况，一方面是设备和线缆不匹配这么大规模的电站，此外缺乏相应设计规范也加剧了故障发生率。”

在这个过程中，黄河水电也在思考如何与原生态和谐共存甚至改善环境。“龙羊峡一期项目建设规模320MW，占地面积6平方公里。如果用传统接地方式，要进行土地大开挖，而且满布接地网，要将这片土地重新翻一遍。而戈壁滩地质特殊，表皮有一层硬壳，翻开之后会对环境造成破坏”谢小平告诉Solarbe记者他的担忧，“所以我们需要选择减少对原生植被破坏甚至能够优化环境的方案。”

“我们的工程在集团和整个青海，都是作为样板工程来看待的。”谢小平坦言担子很重，“如果这占地24平方公里的850MW项目全部用传统工艺，对环境的破坏不可想象。”

1986年起，谢小平就一直从事工程建设，2000年，他负责的公伯峡水电站获得了环境工程友好奖，他一直环境优先的理念。2009年开始西藏桑日10MW光伏电站规划时，谢小平就要求：“一定不能破坏原生植被。”

黄河公司与中科院寒旱研究所合作，在格尔木和共和地区的光伏电站内，开展大型光伏生态产业发展研究。在共和光伏电站种植固沙草、针茅等荒漠化草原植被，以及昆仑雪菊、燕麦和大叶苜蓿等植物，在格尔木高原砾石戈壁地带的光伏电站种植经济灌木黑果枸杞等。还开展光伏支架型式研究，探索适应发展生态恢复、利于牧草生长和畜牧业发展的支架型式;对光伏电站子阵布置、接地网、汇集线路设计、施工方法的研究，尽可能减小开挖量以防止光伏电站建设对脆弱的高原生态环境造成难以恢复的破坏。

“青海是三江源头，习近平总书记在视察青海时2次提出青海要像保护眼睛一样保护生态环境。”谢小平说：“我们央企的发展不能以牺牲环境为代价，更要尽到社会责任和政治责任，筑牢生态环境。”

2014年，谢小平将这五年的心得汇聚一炉，在西宁黄河水电召开的智能光伏大会上，做了中国第一份关于光伏电站生态友好性的报告：经过六年的探索，推动了土地资源高效利用，使得退化草场为主的光伏产业园区草地植被有效修复。监测数据表明，光伏电站的建设使子阵区域内的风速和晴天天气下蒸发量都平均降低50%以上，草原的含水量大大增加，在有利于遏制土地荒漠化同时，植被形成的绿色屏障还能改善光伏电站周边环境，降低风沙对光伏电站发电量造成的损失，实现了“双赢”。黄河公司还在共和光伏电站盖起了一座座羊圈，雇佣当地牧民养羊放牧，昔日的茫茫戈壁“变身”为草原牧场，加速了黄河上游少数民族地的繁荣稳定。

这份报告，不仅介绍了光伏电站通过在遮阳、蓄水等方面对生态环境的改善，还阐述了生态环境对光伏电站的“回馈”：“从企业自身来讲，生态环境一旦破坏，对电站自身来讲也是灾难。在戈壁滩和荒漠，生态环境破坏后很难恢复，一旦形成沙尘和扬尘天气，对企业自身来说也是损失，电站清洗前后发电量差3%-5%左右。”

而在2017年8月中旬Solarbe记者驱车前往现场的时候，不仅草丛茂盛，部分地区到了即将需要修剪的地步。“我们也希望将光伏电站的土地充分利用。”海南新能源发电部副总经理刘启栋说。于是他们和当地牧民签订协议，划了一片草场养了2000多头羊，即增加收入，又避免草过高遮挡所需的修剪费用。但这样一大片草场这几千只羊根本吃不完，所以他们又种植了雪菊、牛蒡子、紫苏等作物，并且计划再将羊群规模扩大十倍……

核心技术：一份给习大大的成绩汇报单

“我可以说，对于电站和组件等零部件技术发展情况和各种技术路线的特性，我比任何一个人都清楚。”谢小平是个非常低调的人，很少接受采访，甚至平时微信朋友圈都不怎么发。但聊起光伏技术上，却有舍我其谁的自信。

此言不虚。

黄河水电是业内少有的“多晶硅→电池→组件→光伏电站”这样一条完整光伏产业链的企业。所以谢小平对于光伏成本的认识以及各环节的情况了如指掌。在整个采访过程中，他没有提前得到采访提纲，也没有准备手打材料，但光伏电站几乎所有的技术环节都能给出细节数据，这也是在笔者采访过的任何一个行业大佬和专家都没有过的情况。

“2011年我们大规模建地面光伏电站的时候，每千瓦投资13600元，现在已经降到了5000元左右。电价也从1.15元/度降到了0.75元/度。”2016年8月23日，习近平主席来黄河水电视察并嘱咐：“青海有充足的太阳能光照资源、丰富的荒漠化土地资源，你们有产业优势、技术优势、人才优势、资金优势，一定要将光伏产业做好!”谢小平回忆起总书记的嘱托还是很激动：“总书记视察后，我们对进一步降低电价非常有信心，这一年通过行业的发展和黄河水电的技术升级，我们的电站效率、施工质量和产品性能都有了大幅提升，2020年有信心将电价降至0.45元/度，2025年光伏电价肯定低于火电，实现总书记在巴黎气候大会上提出的减排目标。”

“这是一个以科技引领的行业。”谢小平认为要实现这个目标，唯有依靠技术。“没有核心技术的企业很块都被淘汰了。

6年来，黄河水电已经在电站方面获得了上百项专利，与华为、杜邦、阳光电源成立了联合创新中心或签订了创新战略协议。“华为大多数产品都是在黄河这里来试验的，后续产品研发来自我们基于理想中的逆变器所提出的要求。”谢小平以华为举例，“他门采用了很多黄河公司提出的优化思路或出现的问题，同时他们也给了我们解决问题的方案，我们两家的合作是良性，所以华为能在全球做的很好，快速打开市场。”

黄河水电各环节部分技术进步整理

通过技术进步，黄河水电的光伏电站整体效率从78%提升至83%，单晶组件效率从16.2%提升到18%以上，而且叠瓦式、1500V、双面发电等技术不断出新，今年黄河水电已投产的100MW光伏电站，用的都是PERC双面发电组件。

在电池制造环节，黄河水电的PERC电池转换效率已达21.3%。“2020年量产的电池效率一定在22.5%以上，达不到的企业肯定会被淘汰。”他笃定的说，“还有N型电池未来也将大规模应用，除了高效之外，温度系数也比较低，尤其是在夏季发电量会有大幅提升。”

目前黄河水电生产的硅片厚度都是180mm，下一步将做到150mm，到2020年达到120mm厚度的量产能力。

在EPC环节，黄河水电一直研究组件和逆变器的匹配性问题，同时还深入对上游和周边材料的研究。“我们现在电站子阵区的交流电缆全部改成了稀土铝合金，不仅降低损耗，价格还便宜。”谢小平说一点一滴的技术进步带来的好处是实实在在的。

7月11日，黄河水电联合55家光伏业领先企业、高校、研究机构及认证机构，成立了光伏产业创新联盟，分享累积的现有技术，同时共同研发未来的储备技术。

文章作者：曹宇