从沙进人退到人进沙退，从人沙相争到人沙共生
骏马电站连片的光伏板。图源：国家电投内蒙古公司文 | 施然
从空中俯瞰鄂尔多斯高原北缘，一条400公里长的沙漠横亘于此，将黄河“几”字弯内蒙古段南岸截断。这里是总面积约1.39万平方公里的中国第七大沙漠，也是距北京最近的沙漠——库布齐沙漠。
在蒙古语里，库布齐意为“弓上的弦”。然而数百年来，这把弦的旋律始终被困在呼啸的风沙声里，只剩下暗哑的音符。
这里曾是中国荒漠化最为严重的地区之一。地处库布齐沙漠的达拉特旗流传着这样一首歌谣：“风起明沙到处流，沙压房子人搬走。沙蓬窝窝沙葱菜，养活一代又一代。”沙进人退，似乎是达拉特旗人的必然。
直到“光伏骏马”的出现。
国家电投内蒙古公司蒙西新能源达拉特光伏电站，是国内最大的沙漠光伏电站。前来观赏的游客们惊叹其宏伟——茫茫黄沙间，19.6万余块蓝绿色的光伏板呈一匹飞奔骏马的姿态排列。这是经吉尼斯世界纪录认证世界上最大的光伏板图形电站，又称“骏马电站”。
骏马电站。图源：国家电投内蒙古公司光伏板面根据太阳的高度每隔一段时间自动调整角度，便如同马的鬃毛微微抖动。板下植被构成倔强的绿洲，将沙土牢牢钳制。而在远处尚未修缮的地方，高低错落的沙丘间，狂风吹出道道沟壑，再一遍遍被流沙填满，复而侵蚀，不曾有片刻停息。那是这片不毛之地本来的样子。
变化是如何发生的？
2022年9月，记者来到位于库布齐沙漠的“骏马电站”。站在入口处，巨大的标语牌拔地而起，“金沙、蓝海、绿洲”——在金色的沙漠里建起蓝绿色的光伏电站，以达到真正还绿于民。这是几代人防沙治沙与安居乐业的梦想，此刻正在成为现实。
金沙
“过去这里的人做什么？……过去这里没有人的呀。”
苗瑞军是骏马电站的副站长。他告诉我们，五年前这里的黄沙还看不见尽头，冬春季节沙尘肆虐，百姓也不会涉足。
2017年，为了荒漠化防治，达拉特旗开始在库布齐沙漠谋划建设占地10万亩、规模为2000兆瓦的光伏治沙项目。
光伏治沙，一种充满反差感的治沙思路，核心是将发展光伏和生态治理相结合。其最主要的治沙模式是在沙漠里建生态电站。草方格沙障和固沙林在电站外围组成防护林体系，光伏板下安装节水滴灌设施，种植作物。
沙漠充足的日照天然适于发展光伏。其原理在于：
一方面，光伏板可以遮蔽阳光，从而减少地表水的蒸发，同时还能够显著降低风速。这些帮助地表植被恢复，新生植被反过来促进地表固沙保水；
另一方面，原先扬起的风沙会影响发电量，而植被亦能减少灰尘的扬起。因此，光伏组件板看似只是阻隔了阳光直射，实则对荒漠化治理产生多赢效果。
2018年6月，达拉特光伏发电应用领跑基地动工，板上发电，板下修复，板间种植。当时，建站不仅需要克服当地频发的沙尘暴天气，由于当地沙丘高度不等，还必须将这些沙丘推到100米的高度内、彼此落差不能超过5米才能开始打桩。期间困难重重，不过，2018年底，电站仍旧实现一次性全容量并网发电。
国家电投内蒙古公司蒙西新能源达拉特光伏电站安全专工李帅锟告诉记者，骏马电站属于大型光伏基地，由于电站在建设规划时就考虑到了消纳问题，所以并不愁消纳。“电站所发的电力都将送往附近的达拉特经济开发区，实现就近消纳。”
国家电投内蒙古公司副总经理李国俭介绍，自投运以来，项目已累计输出绿电23.12亿千瓦时，相当于节省标准煤76万吨，减少二氧化碳排放185万吨。
这是一种全新的产业模式。国家电投内蒙古公司蒙西新能源总经理张利华表示，除了在光伏阵列间种植紫穗槐、黄芪等经济林，在光伏板下种植沙生灌草植物，实现防风固沙和生态修复之外，光伏场区还着力实施“光伏发电＋沙漠治理＋生态修复＋农林种植＋旅游观光”等支撑的“沙漠经济先导区”建设。
对当地居民来说，他们除了可以获得土地租赁的费用，还可以从电站发展的农牧业中获得报酬。
根据2021年的官方统计数据，库布齐沙漠已累计治沙1.6万亩，植被覆盖率已达到了53%，曾经被称为“悬在首都上空的一盆沙”的场景不再。据联合国数据显示，库布齐生态修复项目创造了近18亿美元的价值。
这些数字背后并不总是意味着奇迹和顺利。“一开始种的经济作物枣就没有成活，几乎都死了。”苗瑞军有点惋惜，“所以后来我们吸取了教训，第二期改种这样的沙漠植物。”
他指着地上成片的紫穗槐，这种耐寒、耐旱、对土壤要求不高的落叶灌木如今在光伏阵列间几乎随处可见。顺其视线望过去，夏末，附近的草丛已经开始变白，正午时阳光酷烈，难掩萧瑟之意。
罗马不是一天建成，何况是在沙漠里建绿洲。
蓝海
最大的困难，来自光伏板需要在沙漠的恶劣环境里稳定运行，这意味着设备要耐旱、耐高温、耐风沙，以及尽可能地减少人力运维成本——沙地不便行车。即使是最简单的巡检工作，也有赖于人力徒步完成。
风沙的威胁则更可怕。沙粒会遮挡组件，降低发电效率。组件表面存在分布不均匀的沙粒，极易导致热斑效应，除了会使其光伏转换效率急剧下降，严重时还成为负载吸收系统功率并生热，威胁系统正常运行，影响整体稳定性。
苗瑞军说，在这样的前提下，骏马电站采用了华为智能光伏解决方案。包括智能组串式逆变器、电力载波通信（PLC，Power Line Communication，工业上的可编程逻辑控制器）、智能IV（功率）诊断、智能光伏管理系统等产品和技术，达到光伏电站智能化发电和运维。
逆变器是光伏发电系统的核心，主要用于将光伏组件产生的直流电转换为电力系统所需的交流电，稳定电流的波形，满足并网的需求，还能监测和收集数据及下达指令，起到“神经中枢”的作用。
华为以做通讯基站业务起家，在环境恶劣的偏远地区架设基站时，稳定的电力供应是前提，在这种情况下，华为积累了通信电源业务，逆变器是电源管理的核心设备，逆变器技术的积累也成为华为后来进入光伏赛道的契机。
在当时来看，这条赛道优缺点明显。中国是全球最大的光伏生产国之一，虽然竞争者众，但少有公司掌握了逆变器的核心软件技术。
华为主攻组串式逆变器。这是一个主动选择的结果——与另一大技术路线集中式逆变器相比，该类型产品虽然成本更高，但当组件被阴影遮挡或发生故障时，受影响的发电量少，阵列失配损失更小，也更容易排除故障，从而降低运维成本。
优势在极端条件下被放大了。对集中式逆变器来说，给逆变器散热，往往依赖人工操作开关防尘门，一旦发生故障用于排查就需要一周的时间。然而，目前采用华为组串式逆变器的整个骏马电站正式工作人员只有20多人，却能支持整个电站的运维。
据记者了解，在骏马电站使用的华为组串式逆变器解决方案，采用了多路MPPT设计（Maximum Power Point Tracking，这是一种通过调节电气模块的工作状态，使光伏板能够输出更多电能的电气系统），较传统集中式逆变器，可带来更多发电量；华为无易损件、自然散热。引入监控设备、通信设备、云计算中心，远程便可监测光伏部件的运行情况，提升光伏运维效率和经济效益。
逆变器从一个无声的设备，变得可感知、可分析、可传输。“像智能IV诊断技术的应用，可以像CT扫描一样快速了解电站健康状况。”苗瑞军称。
更重要的是，通讯信息技术、互联网技术，以及芯片和软件能力，这些构成智能光伏解决方案的核心竞争力并不是空中楼阁，而是来自此前华为在通讯业务上的积累。这意味着能力可迁移复用，成本并没有提高。
因此，也就有了可以被大规模推广的可能。
在甘肃、在宁夏，光伏治沙作为因地制宜的发展思路，正在被广泛应用。2022年初，《以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风电光伏基地规划布局方案》（下称《方案》）落地。该《方案》计划，以库布齐、乌兰布和、腾格里、巴丹吉林沙漠为重点，以其他沙漠和戈壁地区为补充，综合考虑采煤沉陷区，规划建设大型风电光伏基地。到2030年，建设规划风光基地总装机规模4.55亿千瓦。
截至2020年底，华为智能光伏解决方案累计应用于160GW光伏电站，累计生产了3000亿度绿电，减少二氧化碳排1.48亿吨，相当于种植了2亿多棵树。
如今，在库布齐沙漠里，光伏组件阵列形成了坚固的屏障，仿佛为这片来之不易的平静和绿色，穿上铠甲。
人力和毅力一直是治沙的根基，技术的迭代则提供了系统的路径。
绿洲
龙龙餐馆，一家距离电站步行十来分钟便可到达的路边馆子。
“自助餐20块一人管饱”，红色招牌上的一行白字格外诱人。每到饭点，这里挤满了在电站务工的工友们。身材高挑的龙哥在一桌桌客人之间轻巧地穿梭——“又来了？””今天挺早“”喝酒不？”——尽管他和其他客人一样身穿国家电投的灰色工装，但他同时也是餐馆的主人。
“主要是这附近来打工的人多，得让他们有个吃饭的地儿，得吃饱。”龙哥这样说到餐馆经营的初衷。
龙哥今年35岁，本地人。在经济落后的达拉特旗，本地的年轻人一度可不多见。为了谋生，外出打工是他们唯一的选择。2018年以前，龙哥也是如此，他漂过很多个地方。电站的落成给了龙哥一条回家的路。
龙哥一边在骏马电站从事网络运维的工作，一边和家人共同经营餐馆。电站的工作一个月做20天休息10天，剩余的时间挺充裕，他还有时间打理农活。身边荒废的地越来越少，和他年龄相仿的年轻人越来越多。植被在恢复，贫瘠的沙漠逐渐有了人气，也便有了过去不曾有的生机。
当地还以高头窑煤矿疏干水为水源，采取水质提升技术，将煤矿疏干水变为基地产业用水，这些水源在沙漠里形成了美丽的湖泊——从空中俯瞰，位于库布齐沙漠中段的恩格贝月亮湖犹如一块碧玉镶嵌在绿洲里。
恩格贝月亮湖。图源：国家电投内蒙古公司这是前人未曾想过的奇迹。
从治沙工作开始在库布齐沙漠进行，迄今已经过去了30年。上世纪90年代，中国的沙漠面积约71万平方公里，相当于整个青海省的大小。土地荒漠化年均扩展面积达到了1.04万平方公里——这意味着每年增加130万个足球场大小的荒漠。
而根据美国波士顿大学数据：在过去近20年，全球平均绿植面积仅有2.3%的情况下，中国的绿植面积增长超过10%，成为全球绿植增长率最高的国家。
如今，这又是一个新的起点。
2020年9月22日，国家主席在75届联合国大会上表示，中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和——二氧化碳等温室气体排放量与减排量互相抵消，净排放为零。
如此意味着中国以煤炭为主的能源结构必须转向以风电、光伏等非化石能源为主的能源结构。
根据中电联的数据，目前，中国的风电、光伏装机量已经位居世界第一。行业内预计，未来十年，中国风电增长速度仍将会保持高位，明显超过此前五年的增长速度。光伏将成为新增装机容量最快的能源品种。
从沙进人退到人进沙退，从人沙相争到人沙共生，“千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金。”在采访中，多位受访者提及这句古老的诗——它象征着这里曾经艰辛的过去，又饱含对美好未来的愿景。
“这里终究是要还给居民的，电站的生命周期通常为20年-25年，我们希望到那时，当地居民重新回到这里，面对的不是漫漫黄沙，而是可以生活、可以耕种的土地。”相关工作人员表示，“这才是真正的还绿于民。”
“到了2060那年，我们可以自豪地说，这一辈子都奉献给碳中和事业了。”一位华为技术人员感慨。
