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绿色循环,这家林牧场做到了

  长平生态林牧场二期仔猪生产基地 章晋标 摄

  “猪粮安天下”,养猪业是关系国计民生的重要产业。然而一提到养猪场,很多人的第一印象就是“脏乱差”。得益于国网江西省电力有限公司实施的乡村综合能源示范工程,新干县界阜镇长平生态林牧场在生猪养殖自动化的同时,基本实现零污染、零排放。

一猪一栏、恒温恒湿、自动投料……在江西省新干县界阜镇的长平生态林牧场,生猪养殖已经实现自动化。3月31日9时,长平生态林牧场生产厂长刘帆按照日常的工作流程,打开视频监控观察栏舍情况——母猪和仔猪正在封闭管理的“单间”里享用自动化料槽投递的饲料。此时,栏舍内的污水正经过排污管排到沼气池发酵成沼气,阳光洒在新建栏舍屋顶的光伏板上,和沼气分别转换成供林牧场使用的绿色电能。

长平生态林牧场所在的界阜镇河网密布,赣江由南向北从镇东侧流过,青山环抱,冬暖夏凉。这里又是新干县的生猪养殖大镇,传统生猪养殖产生的粪便对水体造成污染,曾给当地带来严重的环境问题。

近年来,新干县探索生猪生态养殖模式,推广沼气池项目,以减少生猪养殖污染物的排放。在政策带动下,2015年7月,长平生态林牧场在用大网电的同时,开始尝试使用沼气发电,沼气发电负荷占当时整个林牧场平均负荷的15%左右。

虽然沼气发电可以“变污为宝”,但长平生态林牧场仍面临供电不够稳定的问题。长平生态林牧场副总经理燕国相介绍,林牧场有养猪场、经济林和种植经济作物的农田,利润主要来自生猪养殖,一期用电设备主要有供冷供暖设备、仓库搬运设备、污水处理设施、灌溉动力系统共80余套。其中,温度和湿度控制装置直接影响养殖栏舍中的产房和保育室环境,关系到母猪的生产率和仔猪的成活率。而沼气发电只能满足部分养殖栏舍的用电需求。“沼气发电机的电压不够稳定,2015年10月,好几台冷风机烧毁,我们蒙受了很大的经济损失。为此,我们新增了3台增压泵,但这只是权宜之计。”燕国相说。

这也在一次针对林牧场用能的专题调研中得到印证——2015年4月,江西电力科学研究院针对长平生态林牧场开展了生猪养殖用能专题调研。结果显示,由于用能管理方式较粗放、自动化水平不够高,长平林牧场的能源资源就地利用率非常低。“沼气发电系统发电利用小时数偏低,林牧场抽取的地下水的能量没有充分利用,当地丰富的太阳能资源也没有得到开发。”江西电力科学研究院电网技术中心高级工程师、综合能源技术攻关团队负责人何伟介绍。

既要促进乡村特色产业发展,也要尽可能在发展的过程中减少排放,为环境“减负”。国网江西省电力有限公司针对乡镇能源资源综合利用与生态发展不协调等问题,结合乡村特色产业,打造乡村综合能源示范工程,研发了“江西绿色生态乡镇综合能源管理平台”,并选取长平林牧场作为落地应用试点。

怎样能在不增加电网投资的前提下提高林牧场的能源自给率?2019年6月,何伟带领项目团队基于长平林牧场的自然环境和现有可利用资源,提出了可再生能源循环利用方案。方案中的一个个项目逐渐落地——2020年至今,国网江西电力出资在林牧场二期养殖栏舍屋顶安装了近500平方米的光伏发电设备,由林牧场自发自用,余电上网;给沼气发电系统安装了控制装置,提高了并网安全性;建设了水源热泵工程,大幅减少了供冷供暖用电量;安装了容量为450千瓦时的磷酸铁锂储能装置,部署分级供电和微电网系统,一旦电网发生故障停电,可自动切换至微网运行模式。

登录“江西绿色生态乡镇综合能源管理平台”,长平林牧场微电网的光伏发电、储能、沼气发电、地源热泵的负荷装机容量和实时功率等信息一目了然。“林牧场全场最大负荷550千瓦,平均负荷350千瓦。目前已建成的沼气发电系统装机容量100千瓦,光伏发电系统装机容量50千瓦,地源热泵系统制热功率80千瓦。”何伟介绍。

如今,长平林牧场已成为一座现代化的绿色生态林牧场:存在储水池内的地下水经过水源热泵循环,利用了热能,降低了养殖栏舍的供冷供暖负荷;生猪饮用地下水,产生的粪便污染物经厌氧发酵生成沼气,用于发电;发酵产生的废水经生物降解,形成洁净水,用于农田灌溉;废水沉淀物生产固体有机肥料,给农田施肥。场内新建的屋顶光伏和储能微网工程组成了多能源协调互补系统,提高了供电可靠性。“沼气发电系统可以在沼气量大的时候多发电,用不完的电量储存到储能装置里,沼气发电机组利用小时数也提高了。”何伟说。

“我们林牧场现在占地800多亩,养殖母猪800头,全年可生产仔猪约16000头,产值近2400万元。未来3年,我们再建好二期、三期,争取做到存栏仔猪4万头。”燕国相信心满满。

“经过测算,长平林牧场二期、三期工程投产后年用电量约150万千瓦时,使用我们研发的系统每年可节约用能成本30万元。”何伟说。

国网江西电力计划将界阜镇内其他光伏电站、小水电接入“江西绿色生态乡镇综合能源管理平台”,优化长平林牧场微网系统运行状态,实现镇域内多种能源协调运行,帮助当地充分利用可再生能源,为农村生产生活方式绿色转型提供可复制的经验。

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