【独家】首例“光伏矿业”项目现状与建设经验

受大趋势影响，光伏产业对国内市场愈发重视。从2010年的0.89GW到2015年6月的35.78GW，中国光伏装机量已取得超过40倍扩充的惊人成绩。据最新统计数据显示，截至2015年底，我国光伏发电装机容量已累计至4318万千瓦，成为了全球光伏发电装机容量最大的国家。而前不久发布的“十三五”规划针对中国光伏装机容量150GW的装机目标也已被提上日程。这让身处其中的光伏产业人士更加热血澎湃。

但光伏产业发展始终绕不过去的就是土地资源愈发稀缺的问题，如何解决这个当务之急，除分布式外，产业互补似乎也成为了主流答案之一。就在大家都注目在“农光”、“渔光”、“林光”以及光伏在各种复杂地区的适配性时，国内第一个集中式并网尾矿库20MW光伏发电项目已于2015年底全部并网。作为“光伏矿业”探索先驱，这个项目自被提出伊始就因其重要的示范意义而受到省市领导乃至国家发改委的强烈重视。为此索比光伏网记者对承建国内第一个集中式并网尾矿库发电项目的承德远通电力开发有限公司总经理于喜全进行专访，谈一谈光伏产业互补的新路子。

“光伏矿业”建设须知

闭库尾矿库是“光伏矿业”试水的第一站。因此在谈及“光伏矿业”建设要点之前，先需了解两个概念。一是尾矿，二是闭库尾矿库。

尾矿是以浆体形态产生和处置的破碎、磨细的岩石颗粒，常视为矿物加工的最终产物，即选矿或有用矿物提取之后剩余的排弃物。这些排弃物都将被排放在经过精心设计并通过有关部门检验过后才批准使用的尾矿库中。

但尾矿大多存在以下问题：比如与天然土壤相比，尾矿有机物含量低，更含有如重金属、选矿药剂等有害物质;其硫化物氧化和酸的生成在很大程度上会影响植物生长，另外，尾矿与矿质肥料可能发生化学作用，并具有一定腐蚀性。此外，尾矿库在闭库之后就已经没有水了，整片地区如同沙滩一般，地质条件并不稳定，因此会有沉降问题。一旦没有考虑到沉降，就地而建的光伏项目之电池板将变得参差不齐，进而影响发电量。

闭库尾矿库是已经停止尾矿排放并经过覆盖等措施进行了尾矿稳固的尾矿库。其意义就是这个曾经用于囤积尾矿的地方又变成了一个无用的区域。接下来就要实现这片区域的污染控制与生态恢复了。

作为在光伏与矿业相结合中第一个吃螃蟹的人，于喜全可谓下足了功夫。承德市政府针对“光伏矿业”同样进行了大量工作，相关会议一场接着一场，最终才定调闭库尾矿库可以批。而后县市政府、县市省发改委、能源局都密切关注此项目的进展情况，并准备将其按示范项目推广，给予很大支持。

让人没想到的是，头一次“摸”进新能源门槛的于喜全对于这20MW“光伏矿业”项目的建设似乎有着异于常人的经验一般，整个项目用时二个多月便已完成。更让人出乎意料的是，在项目建设之前，可行性研究报告计算得出这20MW的项目年均发电量大致在2700万度，但就全年辐照度最低的2016年1月份的数据，该项目的上网电量已超238万度，超出了众人的预期。与周围山地光伏相比，同等规模之下，“光伏矿业”的发电量是最高的。

施工速度快，是因为闭库尾矿库在光伏建设之前就已经具备了良好的基础条件，如环评、水保、安评、压覆矿、文物、军事设施、土地性质、土地权属等类目在尾矿库本身的建设时期就已经做完了，所以在引入光伏项目时手续要好办很多。除此以外，像直通光伏厂区的能够运输物资的道路，施工所需的水、电、生活办公设施、安全设施，都早已建造完毕，因此光伏项目在尾矿库的施工方面反而更具优势与便捷性。

此外，大家对于矿区应该都有“乱哄哄”、沙土飞扬的印象。为此笔者也重点向于喜全总经理咨询了相关事宜。例如“矿区的粉尘是否会遮挡电池板进而影响光伏的发电量?”于喜全就此作出了解释。

在矿区，进行选矿的厂房一般建在山底下，尾矿库的地势则比较高，两者高低差可相距100余米，粉尘漂浮一般在20到30米，基本漂不上去。像捷通20MW“光伏矿业”的项目，它的选厂海拔到460米，而光伏组区的海拔在580米，相当于建在山顶之上。再加上矿山环境的逐年治理，环保要求得到满足，粉尘并不会构成问题。

同样因其地势原因，“光伏矿业”项目更加没有遮挡，光照时间也会更长，这也是针对闭库尾矿库而建的光伏项目发电量超过其他山地光伏项目的原因之一。

基于尾矿的腐蚀性与沉降问题，远通电力在建设项目之前，学习了“渔光互补”的建设方式，先打下水泥制的管桩至地下三米，并使其上部突出地面二米以上，解决沉降问题；然后因为管桩的水泥结构，也消除了桩体本身可能会与尾矿发生反应的问题。在此方面，于喜全强烈建议在光伏施工初期，不要使用螺旋桩，因为不论是镀锌还是镀上其他金属，沙子与桩体始终会有摩擦，并且由于尾矿的腐蚀性，螺旋桩并不耐用。

此外，在光伏建设期间，绝不能破坏尾矿库的原有结构和安全设施。尾矿库什么走向，台阶怎么修，排洪系统，观测系统一律不能破坏。而且这些设施都能够用上，是可以和光伏结合到一起的。

尾矿库还会涉及到尾矿回收再利用的的问题，这又会对光伏产生怎样的影响？会不会破坏光伏设备？

针对这一点，于喜全表现出几分兴奋。他说道：“在尾矿库建设光伏，对于矿业来讲，非常好的衔接了两个周期。现在矿业的整体效益下滑，直接用矿石进行提炼的效益都不太好，更不要说用尾矿了。基于现在尾矿再利用的成本与技术限制，在近几年进行尾矿回收是不明智的选择，短期来看成本也是不合算的，和国家的鼓励政策也不一致。从安全管理角度来讲，大型尾矿库取沙是很危险的，再遇见雨季等节气，危险系数更高。单以承德市来说，一年也批不下一两个允许取沙的尾矿库。但我们做上光伏，在光伏20到30年的使用周期过后，届时尾矿可能就是一笔宝贵的财富，如果那时技术有所突破或成本下降可观，亦或者有用尾矿提炼稀有金属等需求，我们拆除光伏设施，进行尾矿再利用也是个很理想的选择。”

对于当前矿业的经济效益，从事光伏行业的人都有所感知。据了解，2014年的钢材市场是3000多元一吨，固定支架则是6000多元一吨，已经在按吨卖了，不是按支架卖了。当下矿业转型势在必行，不久以后，光伏可能会成为矿业从业人士心目中转型的理想选择之一。

光伏和矿业的结合点还可以在哪？

除闭库尾矿库外，据于喜全介绍，随着大家对“光伏矿业”模式的愈发熟识，露天采区、包括山西已经在进行试点光伏建设的针对地下开采后形成的沉陷区，都可以用来做光伏开发。

采区内有价值的矿产资源被取走后，地表已被破坏，不适宜再进行其他活动。以山西为例的地下开采作业方式在完成取矿任务后，工作区域会形成一个沉陷区，也不宜做别的项目或活动，而光伏可使这种“荒地”变废为宝。还有选矿厂的厂房、办公楼，可以拿来做分布式，不过这一点目前在规模上并不能构成优势。

据估计，我国现有包括尾矿库、排土场、露采坑以及因采矿破坏的荒山荒地在内的各类工矿废弃土地约6000万亩。这对光伏产业来说是一笔非常可观的资源。

安全，安全，安全

尾矿库，从国家管理角度来讲是危险源之一。一旦发生如坍塌等安全问题，后果不堪设想。笔者对此也颇有疑虑。但于喜全告诉笔者，基于尾矿库的危险性，企业和政府都持有非常重视的态度，给予其更高的安全等级。尾矿库运行期间的管理是非常严格的，各种安全观测，如现状测绘、位移观测每个月都要进行。而坝体检查、侵润线标高等观测更是每天都有。所以矿业公司对于尾矿库的安全状况与数据几乎可以做到“门儿清”。

而且尾矿库的安全设施自它建立伊始便已非常周密。比如排洪系统，雨季过后，积水可顺截洪沟直接流掉，而坝内的积水也会顺排洪系统被释放到自然水系中。所以光伏区不存在浸泡、积水等问题。基于比较完善的安全设施，光伏系统在尾矿库上的运行环境与一般地面电站所处的环境并无太大不同。

于喜全强调，在尾矿库进行光伏施工时，一定不能为了追求光伏发电效益的最大化而去破坏闭库尾矿库的原有安全性。

例如，在子坝上安装光伏设备时不能破坏坝形，包括它的走向和坡比。安监硬性规定，尾矿库堆积坝坡比不能小于1比4。

再有坝体中的原有的排洪设施不能破坏，包括坝肩沟、截洪沟、回水拱涵。做光伏时要定期清理坝间沟积沙堵塞，使排洪系统顺畅。值得一提的是，如果不做光伏的话，尾矿库闭库之后定期清理坝间沟这件事可能就不会很频繁。

还有子坝上的排渗系统、侵润线观测系统、位移观测系统，施工时一定要避开，不要打漏，这也是尾矿库安全系统的重要组成部分。

光伏矿业的优势与劣势

“光伏矿业”的优势大致有以下几个特点：

一是不开山、不占用耕地、节约资源、并使废弃土地得以实现生态环境的修复。

二是发电站大多紧邻矿区，电网接入条件好，电量自产自销具备消纳优势，而且还能实现就近供电，对大电网、远距离供电形成有益的互补和替代。

三是光伏矿业中光伏发电站的建设完全依据尾矿库原有的地理形势进行开发利用，土地扰动少，不改变和破坏尾矿库的任何设施，排洪系统等设施齐全，具有极大的安全性。

四是基础条件好，远离居民区、民事纠纷少、开发成本低、建设速度快。

五是对于矿业来说，光伏帮助实现了矿山闲置废弃地的综合利用，有助于矿山土地的环境综合治理，并为光伏占地问题提供了一条解决渠道。

而基于闭库尾矿库的“光伏矿业”也有着一个明显的缺点，就是能做出有规模的比如20MW以上的光伏电站的尾矿库大体都是二级尾矿库起步，要求占地上千亩的。小尾矿库因为其规模小或原有朝向问题只能开发小型分布式电站。

最后，于喜全总经理说道：“接下来我们计划扩建20MW到50MW的规模，矿区闲置土地还有很多可以利用的地方。这已经并网的20MW的电站预计每年可节约标准煤0.9万吨、减少二氧化碳排放量2.51万吨、减少烟尘排放量约5.9吨、减少二氧化硫排放量约21.4吨、减少氮氧化物排放量约52.4吨，全年营业收入可达3000万。是一项经济效益和环境效益双丰收的产业项目。但衷心提示将来想要做此项目的同仁，一定要安全第一，开发尾矿库时绝不能以经济效益为先去破坏尾矿库原有的结构和设施。同时也希望这种光伏与矿业相结合的新模式尽快走入大众视野，最好还有利好政策的支持，大家齐头并进，找到更多有利于光伏发展与矿业转型的新方法、新路子。”
 

文章作者：于耀翔