王琪峰
在美國夏威夷考艾島,一群綿羊正優(yōu)哉游哉地啃著叢生的雜草,不過與一般牧場不同,這里是 處光伏電廠。在約55000塊太陽能電池板下面,300多頭綿羊正勤勤懇懇地“工作”著:吃掉影響光伏發(fā)電的雜草。光伏電廠除了面臨電纜、電池維護等挑戰(zhàn),還要消除場地上雜亂叢生的植物。這些植物會產生陰影,影響光電轉換,還會與電線糾纏。除了土地租賃費用外,除草是光伏電廠的首要開支。以往首選割草機與人工割草,而近年來,在光伏電廠牧羊已成為更好的解決方案。這種光伏廠被稱為“太陽能農場”,開啟了“太陽能+牧業(yè)”的新經濟模式。
丟掉除草機 迎接羊咩咩
雜草是光伏發(fā)電的大敵。高過光伏組件的雜草,會在光照下產生陰影,映在組件上,就會降低光伏輻射量,間接降低組件的輸出電流,導致組件輸出性能的下降,降低發(fā)電量。發(fā)電組件長期受到雜草遮擋,久而久之遮擋部分將被當作負載,消耗其他有光照的電池組件所產生的能量。被遮蔽的組件這時會發(fā)熱,產生“熱斑效應”,而長期的熱斑會對組件性能造成不可逆的影響,甚至燒毀組件,大大縮短電站的整體壽命,影響電站的收益。
光伏電站的主要設備、逆變器、匯流箱在運行過程中會產生一定熱量,如果長期被茂密的雜草遮擋,就會抑制設備對外散熱。一旦熱量長時間散不出去,也會導致設備過熱而引發(fā)故障。到了夏天,氣候炎熱加上設備溫度過高散不出去,還會存在火災風險。美國杜克能源公司的一位發(fā)言人表示,除了土地租賃之外,管理雜草成了該公司旗下太陽能電廠最大的一筆費用支出。
美國夏威夷考艾島光伏電廠負責地面維護的人叫達里爾,金城武,他是個退休的石油工人,出生在一個家禽養(yǎng)殖農場,從小生活在考艾島西端,1998年開始在自家300英畝(約121.4公頃)的農場里放養(yǎng)牛羊。
2013年,美國得克薩斯州伍德蘭市的太陽能發(fā)電企業(yè)MP2,租賃了達里爾的部分土地,安裝了250千瓦的小型太陽能電池陣列,并聘請他進行地面維護。起初達里爾還是用人工方式進行除草,后來為了降低維護費用,請來了一群“好幫手”——綿羊,充當除草勤雜工。如今這支“除草隊伍”有700多頭綿羊。達里爾管理著島上的3處光伏電廠,同時他還擔任了將在2018年建設的第四家光伏電廠的除草顧問?!霸诠夥l(fā)電廠放羊吃草”成了達里爾家的主要經濟來源,他用賺到的錢維護農場,安裝了一套太陽能牧耕共生系統(tǒng),還打算開一家農家樂,提供“從農場到餐桌”的綠色無公害美食。
像達里爾這樣,既租賃土地給光伏企業(yè),同時又能拿到地面維護合同的幸運兒雖然并不多見,但農業(yè)與光伏發(fā)電比翼齊飛的現(xiàn)象,在美國越來越普遍。從夏威夷到加利福尼亞,再到新澤西、紐約,在光伏電廠丟掉除草機,迎接羊咩咩已經不是什么新鮮事,特別是那些面積超過20英畝(約8.1公頃)、為公用事業(yè)設施供電的光伏電廠,尤其如此。
電廠牧羊多方共贏
光伏電廠采用傳統(tǒng)除草模式簡單省事,只要打個電話請維護公司上門即可,但也有它的弊端:一來費用比較高,至少比羊吃草要貴一倍,從長遠看不夠經濟;二來割草機工作的時候要消耗電力,產生大量碳排放,并產生噪音,并不是環(huán)保的最佳選擇;此外,割草機工作時偶爾可能碰到地表的玻璃或碎石子,彈飛起來就有可能損傷太陽能電池板。因此,光伏電站請羊幫忙除草的模式越來越受歡迎,美國北卡羅來納州的公司“日升農場( SunRaised Farms)”就是成功運用這種模式的代表之一。
北卡羅來納州是全美僅次于加利福尼亞的光伏重鎮(zhèn),7000余座光伏發(fā)電廠的年發(fā)電總量超過3700兆瓦。蘋果、宜家、康寧、陶氏化學等一大批世界五百強企業(yè)紛紛云集于此,并先后建立了大型光伏電廠。在北卡羅來納州“放羊除草”是比較普遍的。
日升農場成立于2012年,業(yè)務就是專門為太陽能發(fā)電廠除草。目前該公司負責維護面積上千英畝、總發(fā)電量約250兆瓦的太陽能發(fā)電廠。
日升農場一方面對各地的農場進行投資,對農民進行放羊除草養(yǎng)護方面的技能培訓,另一方面承接光伏電廠地面維護的業(yè)務,在“羊”和“電廠”之間搭起了合作的橋梁。農民通過放羊吃草既可獲得一筆額外的經濟收入,同時還能產出自然放養(yǎng)、不含生長激素的羊肉,對保護當?shù)剞r業(yè)起到了重要作用。
根據2017年美國農業(yè)部( USDA)報告,美國50010的農場年銷售額不到l萬美元,80010的農場年銷售額低于10萬美元。作為與日升農場合作的一位農民,肖恩,哈特利深有感觸,他說:“越多樣化經營,才越有經濟韌性。過去100英畝(約40 5公頃)的農場依靠做木匠活兒、種莊稼和養(yǎng)雞養(yǎng)牛就能養(yǎng)活一個家庭,而現(xiàn)在像我們這種小型農場只能靠多種經營方式,才能和大型農業(yè)公司競爭?!碑吘梗瑔我坏膫鹘y(tǒng)農業(yè)要面對波動的價格、莫測的天氣等很多風險因素。
加拿大培育除草“太陽羊”
加拿大公司“安大略除草羊”( Goat GrazersOntario)公司的創(chuàng)始人塔瑪拉,福萊特,最早從事小規(guī)模草坪修剪業(yè)務,此外管理著91英畝(約合36.8公頃)的山羊庇護所。得知安大略金斯敦縣的周圍有大量光伏電站需要去除雜草時,她決定成立一家培育“太陽羊”(solar goats)的公司,讓這些羊來擔當太陽能電廠專業(yè)除草重任。
福萊特的團隊首先看上了尼日利亞矮種羊。與生長在山地的阿爾卑斯山羊相比,這種來自平原地區(qū)的羊不會沒事就蹦啊跳的,不容易傷及太陽能電池板。不過它們抗寒性比較差,加拿大的冬季對它們來說是不小的考驗。用尼日利亞矮種羊與西班牙克什米爾羊進行雜交之后,福萊特終于得到了理想的品種。它們耐寒、健壯而且脾氣溫順,個頭大小與普通山羊一般,但腿比較短;胃口很大,各種野草一律來者不拒。
據福萊特介紹,“太陽羊”只對綠色植物感興趣,像當?shù)靥貏e容易瘋長的曼尼托巴楓樹,“太陽羊”會將其葉、花啃光,剩下的枝干也就無法繼續(xù)存活,對此福萊特格外驕傲,高興地稱贊它們“簡直有一個鐵打的胃”。
過去曾有一種誤解,認為羊會見啥吃啥,所以有人擔心羊會把安裝的電線也咬壞,事實證明這種擔心是多余的。和別的反芻動物一樣,羊有四個胃腔,出于本能會地不停地找東西吃;然而它們沒有上門牙,并不會咬壞電線。“它們會把一切都放進嘴里,”福萊特說,“但它們只喜歡綠色植物,其他東西都會原樣吐出來。它們不會咀嚼電線、紙和鐵罐。它們一刻不停地吃,但只要是不喜歡的味道它們就一定不會吃?!背鲇诎踩紤],福萊特為所有“太陽羊”業(yè)務買了損害保險,不過到目前為止并未出現(xiàn)過理賠案例。
“羊形自走除草機”成本低
光伏電廠剛剛建成時,福萊特推薦首次除草使用山羊,因為山羊對新長出來的比較高大的野草清除效果極佳,經過其消化道的野草種子將完全喪失活力。而等到再次除草時則最好是用綿羊,它們更喜歡貼近地表的青草。
該公司第一次承接除草業(yè)務時,福萊特原本預計40只山羊需要6周時間才能清理完17英畝(約6.9公頃)的地塊,結果卻驚喜地發(fā)現(xiàn),只用了兩周時間,它們就把草吃得干干凈凈。一頭山羊每天能吃掉5磅重(約合2.27千克)的雜草,平均一頭羊“工作”一周的報價約為20美元,而且提前預定還有優(yōu)惠?!罢娴暮鼙阋耍缺前涂丝Х扔舨粔蚰?!”福萊特說。
一般來說,光伏電廠每個季節(jié)需要進行兩次放羊除草,該公司在每次除草結束之后就會將羊帶離,而不是一直放在電站。光伏電廠一般都有圍欄,能防止野狼之類的天敵進入,太陽能板又能為羊遮風擋雨,所以除了需要放置一些清水供羊飲用之外,“放羊”幾乎不需要什么人工介入?!鞍泊舐猿菅颉惫镜墓ぷ魅藛T起初會每天巡視兩次,等到羊對環(huán)境熟悉之后就只需要偶爾看看、添加飲水。
也許正是看到了放羊除草的廣闊商機,北卡羅來納州立大學的農業(yè)與生命科學學院從2016年9月起將光伏電廠放羊除草的內容納入其農業(yè)專業(yè)課程,甚至還設想專門為此開設新的專業(yè)。