6月23日，國(guó)家能源局發(fā)布1—5月全國(guó)電力工業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)：截至5月底，全國(guó)累計(jì)發(fā)電裝機(jī)容量36.1億千瓦，同比增長(zhǎng)18.8%。
數(shù)據(jù)中，“兩增一降”值得關(guān)注?！皟稍觥笔侵肝覈?guó)光伏發(fā)電裝機(jī)突破10億千瓦，實(shí)現(xiàn)歷史性突破，相當(dāng)于約48個(gè)三峽電站的總裝機(jī)，占我國(guó)總發(fā)電裝機(jī)容量的比重達(dá)到30%，占全球光伏裝機(jī)總規(guī)模的近一半?！耙唤怠敝富痣娧b機(jī)占比進(jìn)一步下降。數(shù)據(jù)顯示，截至5月底，火電累計(jì)裝機(jī)約14.6億千瓦，占我國(guó)總發(fā)電裝機(jī)容量的比重降至約40%。
光伏板安裝
圖源：學(xué)習(xí)強(qiáng)國(guó)
光伏農(nóng)業(yè)是將太陽(yáng)能發(fā)電廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)種植、養(yǎng)殖、灌溉、病蟲(chóng)害防治和農(nóng)業(yè)機(jī)械供電的一種新型農(nóng)業(yè)。
光伏板下的麥草方格
圖源：學(xué)習(xí)強(qiáng)國(guó)
本期將對(duì)茶園應(yīng)用光伏技術(shù)對(duì)茶葉產(chǎn)量、品質(zhì)、茶園小氣候，以及經(jīng)濟(jì)效益的影響進(jìn)行綜述，并對(duì)光伏茶園存在的問(wèn)題和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了分析研判及總結(jié)，以期為未來(lái)光伏茶園的發(fā)展提供參考。
01
光伏茶園的發(fā)展現(xiàn)狀
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光伏茶園具有哪些優(yōu)勢(shì)？
圖源：光伏盒子
（1）使用年限長(zhǎng)
光伏組件的壽命通常在20年以上，可為茶樹(shù)提供一個(gè)長(zhǎng)期穩(wěn)定的生長(zhǎng)環(huán)境，因此板下適合種植茶樹(shù)等生長(zhǎng)周期長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的多年生作物。
（2）適合現(xiàn)代化規(guī)模化運(yùn)營(yíng)
光伏設(shè)備占地面積大，設(shè)施設(shè)備規(guī)范，適合將現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程技術(shù)、生物技術(shù)等現(xiàn)代化高新技術(shù)融入到茶園日常生產(chǎn)管理中。
（3）土地利用率高
通過(guò)板上發(fā)電、板下種植的模式，在同一單位面積土地上可實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電與茶業(yè)并行發(fā)展，最大化提升土地資源利用率，實(shí)現(xiàn)土地增值。光伏陣列在把部分太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能的同時(shí)也改變了局地地表能量分配，影響局部小氣候，而陣列下光照環(huán)境、氣溫、土壤溫濕度等變化也會(huì)影響作物生長(zhǎng)發(fā)育，從而影響農(nóng)作物的經(jīng)濟(jì)效益。
中廣核云南墨江碧溪235MW光伏電站一角
圖源：云南日?qǐng)?bào)
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光伏茶園發(fā)展現(xiàn)狀如何？
目前，光伏茶園作為光伏農(nóng)業(yè)的一個(gè)典型模式已初具規(guī)模。浙江、江蘇、山東、江西等地方政府也出臺(tái)了配套政策和獎(jiǎng)補(bǔ)措施，支持光伏農(nóng)業(yè)快速發(fā)展。
2024年2月，浙江省茶葉學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化專業(yè)委員會(huì)通過(guò)了《光伏茶園建設(shè)技術(shù)規(guī)程》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的審定，為光伏茶園建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化提供了依據(jù)。
目前，國(guó)內(nèi)主要的光伏企業(yè)已在全國(guó)各地進(jìn)行多個(gè)茶光互補(bǔ)光伏發(fā)電項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)建設(shè)。如云南西雙版納茶園51MW項(xiàng)目是云南省農(nóng)光互補(bǔ)示范項(xiàng)目，也是全國(guó)首座與茶園結(jié)合的太陽(yáng)能光伏電站，該項(xiàng)目于2015年并網(wǎng)發(fā)電，年減排二氧化碳80000t，年預(yù)期發(fā)電量8000萬(wàn)kWh。
云南西雙版納51MW光伏茶園
圖源：光伏盒子
浙江浙能環(huán)亞松陽(yáng)光伏電站總投資2.53億元，總裝機(jī)容量35MW，年均發(fā)電量約3208萬(wàn)kWh。當(dāng)?shù)夭柁r(nóng)專門成立了合作社來(lái)承租電站的土地，合作社采用村民入股的模式，盛產(chǎn)期光伏茶園年收益可達(dá)37.5萬(wàn)元/hm2。
圖源：麗水山耕
蒙山縣新圩林光互補(bǔ)光伏發(fā)電項(xiàng)目占地357.9hm2，板下茶園面積約73.3hm2，項(xiàng)目總裝機(jī)容量150MW，總投資約8.1億元，項(xiàng)目建成后，年均發(fā)電量21635.92萬(wàn)kWh，每年可節(jié)約8.75萬(wàn)t標(biāo)準(zhǔn)煤，減少二氧化碳排放21.3萬(wàn)t，減少碳排放6.1萬(wàn)t，提供當(dāng)?shù)鼐蜆I(yè)崗位500多個(gè)，創(chuàng)造稅收2000余萬(wàn)元。
對(duì)于茶園經(jīng)營(yíng)者來(lái)說(shuō)，光伏茶園在不影響茶葉生產(chǎn)的同時(shí)還可額外獲得茶園空間資源的出租收益，實(shí)現(xiàn)了茶園立體化增值利用。對(duì)于當(dāng)?shù)卣裕诓辉黾庸夥嫉孛娣e的條件下建立綠色能源工廠，生產(chǎn)綠色能源，能夠大幅提升土地綜合收益、增加財(cái)政稅收收入和就業(yè)崗位，所產(chǎn)生的社會(huì)、生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益顯著。但總體來(lái)說(shuō)，目前光伏茶園仍處于初步發(fā)展階段，還需要加強(qiáng)光伏茶園的理論研究，在光伏電站建造工藝、建造規(guī)范和茶園種植管理技術(shù)、運(yùn)營(yíng)模式等方面進(jìn)一步探索。
02
茶園光伏技術(shù)應(yīng)用研究進(jìn)展
光伏電站由于光伏板的架設(shè)改變了下墊面，且受到光伏組件遮陰的影響，所在地由原本的自然生境轉(zhuǎn)變成光伏擾動(dòng)生境。生境中光照條件、土壤溫度和濕度等因子的變化會(huì)影響板下作物的生長(zhǎng)。而遮陰作為一種降低光強(qiáng)的重要調(diào)控措施，在日常茶園管理中已經(jīng)廣泛運(yùn)用。
圖源：杭州發(fā)改發(fā)布
前期研究表明，在茶園管理中通過(guò)覆蓋遮陰來(lái)降低光照強(qiáng)度，有利于改善茶園小氣候，提高茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)。因此，通過(guò)對(duì)光伏板的合理排布，利用光伏板對(duì)茶園的遮陰作用，可以對(duì)茶樹(shù)生長(zhǎng)、生理代謝及品質(zhì)形成產(chǎn)生積極的影響，有利于進(jìn)一步提升茶園的經(jīng)濟(jì)效益。
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對(duì)茶樹(shù)光合作用的影響
光合作用是茶樹(shù)生長(zhǎng)發(fā)育的基礎(chǔ)，是茶樹(shù)吸收能量和積累有機(jī)物的過(guò)程。但當(dāng)光能超過(guò)茶樹(shù)葉片可利用的通量后，茶樹(shù)光合能力下降，易發(fā)生“光抑制”現(xiàn)象。因此，在光伏茶園建設(shè)中，要充分考慮當(dāng)?shù)夭铇?shù)品種和立地條件，設(shè)置合適的光伏板排列方式、排列密度、支架形式，做到光伏發(fā)電和茶樹(shù)生長(zhǎng)相協(xié)調(diào)。
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對(duì)茶葉產(chǎn)量的影響
光伏板的架設(shè)會(huì)影響茶樹(shù)的光合作用，從而影響茶葉產(chǎn)量。有研究表明，安裝光伏板有助于茶園抵抗倒春寒危害，從而保證茶園當(dāng)年春茶產(chǎn)量。還有研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)茶園進(jìn)行遮光處理能提高春茶和夏茶產(chǎn)量。但也有研究表明，遮光會(huì)降低茶葉產(chǎn)量。研究結(jié)果的不同可能是由于茶樹(shù)品種、遮陰率、季節(jié)的不同所造成的。因此，光伏茶園項(xiàng)目要選擇在合適的茶園進(jìn)行開(kāi)發(fā)建設(shè)，并且因地制宜，根據(jù)當(dāng)?shù)夭鑸@實(shí)際情況調(diào)整光伏電站的建設(shè)方案。
杭州市余杭區(qū)賽谷光伏茶園
圖源：杭州發(fā)改發(fā)布
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對(duì)茶葉品質(zhì)的影響
茶園中架設(shè)光伏板除了會(huì)影響茶葉產(chǎn)量外，還會(huì)在一定程度上影響茶葉品質(zhì)。這是由于光伏板會(huì)影響茶樹(shù)冠層的光強(qiáng)和光質(zhì)，形成遮陰環(huán)境。
遮陰作為茶園管理中常用的農(nóng)藝措施，可以通過(guò)改善茶園微環(huán)境，尤其是光環(huán)境，從色澤、香氣和滋味等方面提高茶葉的品質(zhì)：
研究發(fā)現(xiàn)，在夏季對(duì)茶園進(jìn)行覆蓋遮陰處理后可以明顯提高茶葉中氨基酸含量，明顯降低茶多酚和咖啡堿含量，有利于茶葉品質(zhì)的形成。對(duì)茶園分別進(jìn)行單層遮陰網(wǎng)、雙層遮陰網(wǎng)覆蓋及不覆蓋處理，結(jié)果表明不同遮陰處理相比不覆蓋處理，茶葉中氨基酸總量均顯著增加，茶多酚含量和酚氨比顯著降低，且雙層遮陰網(wǎng)處理效果要好于單層遮陰網(wǎng)處理。然而，也有研究表明，過(guò)度遮陰會(huì)降低光敏白化茶樹(shù)品種的茶葉品質(zhì)。
目前關(guān)于架設(shè)光伏板對(duì)茶葉品質(zhì)的直接影響研究較少，亟需開(kāi)展不同光伏板密度和排布方式對(duì)茶樹(shù)冠層光環(huán)境的影響研究，同時(shí)針對(duì)不同的茶樹(shù)品種和生產(chǎn)模式，優(yōu)化光伏陣列排布方式和支架的設(shè)計(jì)策略，以保障光伏茶園的茶葉品質(zhì)提升。
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對(duì)茶園小氣候的影響
小氣候會(huì)影響茶園產(chǎn)量和茶葉品質(zhì)，進(jìn)而影響茶園的經(jīng)濟(jì)效益。前人研究表明，夏季光伏板遮陰區(qū)相較于未遮陰區(qū)的溫度低5℃左右，而冬季光伏板遮陰區(qū)相較于未遮陰區(qū)的溫度高1.7℃。對(duì)于茶園來(lái)說(shuō)，這有利于茶樹(shù)抵抗夏季高溫脅迫和春季的倒春寒。遮陰還可以有效降低茶園光照度、氣溫和葉面溫度，提高空氣濕度，從而改善茶園小氣候。
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對(duì)茶園經(jīng)濟(jì)效益的影響
通過(guò)在部分茶區(qū)的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，鋪設(shè)光伏板能夠在一定程度上改善茶園小氣候，有利于保證茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)。隨著政策的完善和各地經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高，光伏發(fā)電項(xiàng)目的土地征租費(fèi)用及地上附著物補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)也在大幅提高。
茶農(nóng)在光伏板下采茶
圖源：學(xué)習(xí)強(qiáng)國(guó)
根據(jù)國(guó)土部門的有關(guān)規(guī)定，建設(shè)光伏電站的土地一般采取以下方式：變電站（或開(kāi)閉站）應(yīng)使用建設(shè)用地，需要國(guó)土部門調(diào)整土地性質(zhì)，需要1年及以上的時(shí)間通過(guò)招拍掛等形式取得；光伏區(qū)一般采用租地形式，租賃期限通常為26年；按照山東省國(guó)土廳2014年文件規(guī)定，光伏電站等接入電網(wǎng)的送出線路基礎(chǔ)應(yīng)采用租地形式，租賃期限與光伏電站建設(shè)運(yùn)營(yíng)期相同，一般為26年。這意味著除了原本的茶葉收益以外，茶農(nóng)還會(huì)有土地租賃收益；光伏電站的建設(shè)可以將所發(fā)電量直接用于茶企日常生產(chǎn)，能夠保證制茶高峰期用電穩(wěn)定，解決茶場(chǎng)制茶期間可能出現(xiàn)的用電緊急過(guò)載和短時(shí)重載問(wèn)題，有利于有序穩(wěn)定地開(kāi)展茶葉生產(chǎn)，保障茶企的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，光伏設(shè)施的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)模化有利于高新農(nóng)業(yè)技術(shù)成果的應(yīng)用。通過(guò)茶光技術(shù)體系研發(fā)、品種選育、技術(shù)轉(zhuǎn)讓推廣等方式，企業(yè)可以獲得知識(shí)產(chǎn)權(quán)和良種品種資源雙重經(jīng)濟(jì)效益。
03
茶園光伏技術(shù)發(fā)展建議及展望
目前光伏茶園研究還存在缺乏理論研究，技術(shù)不夠成熟；光伏茶園作業(yè)機(jī)械化程度低；缺少栽培種植技術(shù)指導(dǎo)3個(gè)問(wèn)題。
未來(lái)可以通過(guò)3個(gè)方面改進(jìn)。一是組建創(chuàng)新聯(lián)合體，以光伏龍頭企業(yè)牽頭，聯(lián)合高校、科研院所共建示范基地，引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)把握新趨勢(shì)、探索新模式，鼓勵(lì)有條件單位布局研究平臺(tái)，推進(jìn)茶產(chǎn)業(yè)與光伏產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。二是加強(qiáng)政策支持，建立以光伏企業(yè)為主體、產(chǎn)學(xué)研融合的農(nóng)機(jī)裝備技術(shù)創(chuàng)新體系，科研單位聚焦薄弱環(huán)節(jié)研發(fā)示范，推動(dòng)重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃，加大基礎(chǔ)研究與關(guān)鍵裝備研發(fā)支持。三是強(qiáng)化人才培養(yǎng)，依托示范基地等平臺(tái)開(kāi)展科研人才培養(yǎng)計(jì)劃，將種植管理技術(shù)培訓(xùn)納入幫扶工作，深入基層培養(yǎng)新型專業(yè)技術(shù)骨干，提升茶農(nóng)素質(zhì)與生產(chǎn)管理水平。
光伏茶園前景廣闊。一方面，目前“光伏+數(shù)字茶園”已有諸多應(yīng)用案例，未來(lái)應(yīng)進(jìn)一步整合茶園設(shè)施，根據(jù)不同管理任務(wù)安裝設(shè)備模塊實(shí)現(xiàn)高效栽培管理；光伏設(shè)施大棚與茶樹(shù)育苗結(jié)合可助力茶樹(shù)育種技術(shù)創(chuàng)新；光譜分離技術(shù)衍生新材料在光伏農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用，能解決“與茶爭(zhēng)光”問(wèn)題，提高發(fā)電效率與作物產(chǎn)量，提升茶葉品質(zhì)。另一方面，光伏與生態(tài)低碳茶園建設(shè)高度契合，“光伏+茶園”的復(fù)合模式將引導(dǎo)茶園種植模式的創(chuàng)新，引領(lǐng)茶產(chǎn)業(yè)走向低碳生產(chǎn)、綠色發(fā)展的新道路。此外，光伏與種養(yǎng)結(jié)合形成茶園新業(yè)態(tài)，光伏板鋪設(shè)改善茶園小氣候，為板下綠肥生長(zhǎng)提供有利條件，遮陰效果為禽類提供適宜生長(zhǎng)環(huán)境，這種“綠色低碳+有機(jī)循環(huán)”模式為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供新思路。
鑒于光伏產(chǎn)業(yè)興起于“雙碳戰(zhàn)略”、發(fā)展于鄉(xiāng)村振興，光伏茶園作為光伏農(nóng)業(yè)典型模式發(fā)展前景巨大，未來(lái)，在發(fā)展時(shí)應(yīng)以“茶”為基、借“光”增效，探尋茶產(chǎn)業(yè)與光伏產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的結(jié)合點(diǎn)，讓新質(zhì)生產(chǎn)力在實(shí)踐中綻放活力。
本文節(jié)選自《中國(guó)茶葉》網(wǎng)絡(luò)首發(fā)文章，《茶園光伏技術(shù)應(yīng)用研究進(jìn)展與展望》，作者：毛翼虎，陳建新，張少博，葛詩(shī)蓓，李鑫*，胡強(qiáng)，陳豪，曾迪，陳育聰。圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)。
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