一、找准症结:林电博弈破生态困局
1.核心问题:林区防火险象藏,隐患深根难断秧。
长治境内森林覆盖率高、山区配电线路长,大量供电线路全程穿越生态公益林、天然林。生态扰动范围广、持续时间久、影响链条长。
35kV及以下涉林线路822.76公里,其中0.4kV线路123条共116.64公里、10kV线路334条线段共543.59公里、35kV线路37条共162.53公里。
电力线路森林防火的传统治理长期依赖“人防巡线、砍树清障、蹲守防控、应急抢修”被动模式。这种模式本质是以扰动自然生态为代价换取供电安全,治标不治本、护绿不固绿、保安全不增增益。
2.衍生问题:三重失衡制约自然与人居协同发展
1. 生态运维高耗损,人工干预持续破坏自然
山区林区线路运维需高频进山作业、反复砍伐清障、常态化廊道修整,持续对林地植被、林下菌群、小型陆生生物栖息地造成反复扰动。单公里林区线路运维成本为平原地区3—5倍,高投入换来的是高频生态干预、持续生态损耗、无自然增益的恶性循环。
2. 散户供电波动常,民生保供缺屏障
山区零散用户处于电网末梢,电压偏低问题普遍,电压不稳、频繁停电问题突出。群众用电不稳,既制约乡村绿色发展,也导致基层防火、护林、维稳压力叠加,人居需求与生态保护长期处于博弈对立状态。
3. 低碳发展跟不上,绿能发展难启航
传统供电以大电网远距离输送为主,清洁能源就地利用不足,线路损耗高、碳排放强度大,无法实现正向增益,难以适配林区绿色发展要求。
图1 山大沟深、山区零散用户居住分散
二、大道至简:重构林电共生新模式
项目摒弃“以生态让步电力”的传统建设逻辑,深度践行NbS基于自然的解决方案,以最小生态干预、最大生态修复、最优自然增益为核心原则,创新构建“风光储微网就地供、老旧涉林线路有序退、林地生态原位复”的全新体系,实现电力保供、森林防火、生态修复、生物保护、低碳增益五位一体协同升级。
1.精准落子,光储站点全覆盖。
摒弃大面积开挖、长距离架线、大规模占地的传统工程模式,以用户聚居点、单户散居点为单元,在沁源县先行试点,开展现场勘查与负荷测算,实行“一户一策、一点一案”定制化建设方案,实现最小化触碰林地、最小化生态改造、最大化适配自然本底。
全程零林地新增占用、零大规模植被破坏、零持续生态扰动,真正实现电力建设不扰绿、能源供给不损绿、发展过程不耗绿。
针对光照充足点位,优选适配山区高寒、多风、温差大环境的高耐候光伏组件、低温型储能电池、控制器,采用交流一体化架构设计,无需改造用户现有用电设备,降低项目成本。针对风口、山梁、高海拔阴坡等弱光多风点位,创新加装低小型风力发电装置,进一步提升孤网运行时间。
通过设备智能协同控制,白天光伏优先供用户用电,富余电能存入储能系统;夜间、阴雨天由光伏储能系统自动逆变供电或风电储能系统互补供电,实现24小时不间断、无闪动、高标准供电。
图2 光伏阵列和微风发电机
2.平稳过渡,老旧线路巧退场
创新采用“先投运、后备用、再拆除”的实施路径,系统投运后,原有线路转为冷备用状态,作为应急备用电源。运行平稳后,联合林业、应急、乡镇政府等多部门开展安全评估后拆除杆塔、导线,复原林地原貌,实现自然生态正向增益,彻底终结“线路常年穿林、年年清障毁绿、持续扰动生态”的历史问题。
图3 项目实施路径
3.精细织网,全程管控守底线。
建立“安装—调试—运行—维护—退出-复绿”全周期自然增益管控体系:
• 安装:模块化轻量化施工,免大面积开挖、免登高破林、免植被砍伐,最大限度保护林下植被、土壤结构、小型生物栖息环境;
• 调试:全参数稳压稳流调试,杜绝放电闪络、杜绝林区电磁扰动;
• 运行:远程智能监控,无人进山高频作业,大幅减少人类工程活动对林区生态的干预频次;
• 运维:第三方专业托管+村委联动+农户看护,轻运维、低扰动、零反复清障;
• 退出:合规拆除、物资归档。
• 复绿:土地平整、生态复绿,实现工程痕迹全面清零、林地生态全面修复。
全过程严守生态保护红线、林地合规红线、森林防火安全红线,实现电力发展与自然保护从“互不干扰”走向“互相增益”。
图4 光伏、储能系统安装实物图
图5 风光储能供电系统原理图
4.聚力携手,多方共治筑根基。
构建“市公司统筹、县公司实施、第三方托管、政企村协同”的林电生态共治体系。
市公司统一技术标准、验收规范、管控流程;县公司负责现场实施与日常运维;引入专业第三方机构兜底维保;联动地方政府、村社、林业、应急部门,打通林地审批、群众协调、安全监管全链条堵点,杜绝系统失修、返拆复建、隐患反弹,实现长期稳定运行。
从单一电力运维升级为全盘生态保护、林区安全治理、绿色低碳发展的多维共治模式,形成人人护林、全程护绿、全域增益的生态治理新格局。
三、咔嗒一声:实现从「损耗自然」到「增益自然」的范式革命
本项目突破传统山区供电模式,实现理念、模式、技术、治理四重创新:
1.理念突破:首次实现电力发展「以能护林、以绿增益」的本源转型
首次跳出“保供电、防火灾”的单一安全思维,将陆地生态保护、林地稳态修复、生物多样性保育、自然正向增益纳入电力核心发展目标。
彻底摒弃“加长线路、加固网架、反复清障、持续扰绿”的传统被动补强逻辑,首创“微网替长线、绿电替输配、自愈替扰动、增益替损耗”的林电共生新范式。让电力工程不再消耗自然、反而滋养生态、修复生态、守护生态、增值生态。
2.模式突破:全国首创「光储就地供+线路全退出+林地全复绿」自然增益闭环模式
全国首创“风光储多场景互补、分布式储能保供电、老旧线路全退出、林地原貌全恢复”自然增益供电模式,以分布式零碳微网替代穿林长线,以线路清零退场实现林地零扰动,以原位复绿实现生态正向增值,实现供电安全、森林防火、生态修复、生物保护、经济降本多目标最优增益。
3.技术突破:首创适配型风光储互补微网生态供电技术
首创适配山林环境的风光储智能互补微网技术,彻底解决弱光条件下的光伏供电难题。
依托山区风能、光能自然资源互补优势,实现全天候零碳、零扰动、零林地依赖独立供电。无需改造林地地貌、无需破坏生物廊道、无需持续生态干预,精准适配深山零散人居与原生林地交错场景,为山区自然保护与绿色供能提供全新技术路径。此技术模块化、易操作,具有极强的异地复制性和推广价值,目前长治地区已拓展应用至防火瞭望塔等公共服务场景,实践成效充分得到检验。
4.治理突破:林电共治从“末端防控”到“源头清零”
从“线路清障、蹲守防控”的末端隐患防控,升级为“减少林地占用、消除生态风险”的源头清零,彻底切断电力致火链条,实现林电共安,持续降低人类工程活动对森林生态系统干扰,实现一片改造、一片修复、一片增益、全域提质的扩散式生态效应。
四、迎刃而解:打造电力赋能生态文明建设标杆
(一)核心自然增益价值:1.因电网建设与运维产生的生态扰动全面清零;2.有效保育生物栖息地;3.原位增值林地生态;4.彻底根除林区电力生态风险。
(二)低碳增益价值:零碳绿电替代,助力双碳目标落地
(三)安全增益价值:从源头消除林区电力火灾隐患,守住生态安全底线,降低电力员工人身安全风险,大幅提升农村用电安全水平。
(四)经济增益价值:大幅降低运维、供电、生态成本,以低成本实现高质量供电与高价值生态增益。
(五)社会增益价值:用户供电品质全面提升,同时支撑乡村产业发展,实现人与自然、发展与生态的高度和谐统一。
五、眼前一亮:自然增益成效获多方高度认可
项目自实施以来,得到上级电力公司、地方党委政府、林业应急部门、乡镇村社、山区用户等利益相关方高度认可与广泛好评。
1.上级电力公司评价:项目立足自然保护与林区本质安全,创新NbS自然共生治理模式,从源头破解山区林电生态矛盾,以电力微改造实现山林大保护、生态大增益,为山区电力生态文明建设、陆地生物多样性保护提供标杆样板。
2. 地方党委政府评价:项目深度践行生态文明发展理念,兼顾生态安全、森林防火、低碳发展与民生保障,有效修复山区林地生态、守护区域自然本底、赋能绿色高质量发展,是央企助力区域自然增益、生态振兴的标志性创新成果。
3. 林业、应急管理部门联合评价:项目跳出传统末端防控思维,以能源模式革新实现林地生态减负、生物环境保育、火险源头清零,彻底解决长期困扰林区生态治理的电力扰动难题,是林业生态保护、林区安全治理、自然增益提质的治本之策。
4. 乡镇、村社干部评价:项目有效降低基层护林防火、生态管控、民生保供压力,不破坏山林、不扰动生态、只增益环境,是守护绿水青山、惠及百姓民生、筑牢生态屏障的民心工程、绿色工程、增益工程。
5.山区用户代表评价:现在用电稳定安心,山里林木更茂盛、环境更原生态、山林更安全,真正实现了绿电护山林、生态惠民生。
未来,我们将以点点星火微网守护万顷青山林海,用源头创新的金钥匙,持续书写山区电网与林地生态协同共生、实现自然增益的全新答卷!