太陽能光伏發(fā)電與香菇棚聯(lián)建共產(chǎn)模式的經(jīng)濟效益對比分析*

孔維麗，張玉亭，袁瑞奇，孔維威，韓玉娥，劉廣路，康源春**

（1.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物營養(yǎng)與資源環(huán)境研究所，河南鄭州450002；2.鄭州云涌電子科技有限公司，河南鄭州450000）

太陽能光伏發(fā)電與香菇棚聯(lián)建共產(chǎn)模式的經(jīng)濟效益對比分析*

孔維麗1，張玉亭1，袁瑞奇1，孔維威1，韓玉娥1，劉廣路2，康源春1**

（1.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物營養(yǎng)與資源環(huán)境研究所，河南鄭州450002；2.鄭州云涌電子科技有限公司，河南鄭州450000）

總結(jié)光伏太陽能與香菇聯(lián)建大棚的設(shè)計特點，分析該模式的建設(shè)成本及經(jīng)濟效益。結(jié)果表明采用該生產(chǎn)模式能夠顯著降低香菇棚內(nèi)溫度，提高環(huán)境濕度，改善香菇品質(zhì)，顯著提高經(jīng)濟效益。

太陽能光伏；地栽香菇；聯(lián)建；經(jīng)濟效益

香菇是世界第二大宗食用菌，其味道鮮美、營養(yǎng)豐富，有提高免疫力、抗癌等諸多功效，受到世界各國尤其是亞洲地區(qū)消費者的歡迎［1］。香菇栽培起源于中國，目前中國已經(jīng)成為世界上香菇生產(chǎn)和出口第一大國。據(jù)統(tǒng)計，河南省2014年香菇總產(chǎn)量達(dá)100萬t（河南省食用菌協(xié)會），出口創(chuàng)匯24.9億元（河南省商務(wù)廳），已經(jīng)成為全國重要的香菇產(chǎn)區(qū)，同時種植香菇也成為河南省部分地區(qū)農(nóng)民生產(chǎn)、生活增收的主要來源。

隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，全球能源危機和大氣污染問題日益突出，傳統(tǒng)的能源燃料對環(huán)境造成的危害日益突出。豐富的太陽能是重要的能源，是取之不盡、用之不竭，無污染、廉價、人類能夠自由利用的能源。河南省地處中原，是全國重要的糧食產(chǎn)區(qū)，大面積的農(nóng)田限制了光伏太陽能產(chǎn)業(yè)在平原地區(qū)的發(fā)展。如何在平原地區(qū)大力發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)，如何將光伏產(chǎn)業(yè)與農(nóng)業(yè)有效結(jié)合起來，成為光伏企業(yè)面臨的問題。

河南省高溫香菇種植一般采用簡易大棚地栽模式。由于香菇在生長過程中需要散射光，適宜溫度、濕度、良好的通風(fēng)，同時要避免雨水的直接滴淋。由于簡易大棚遮陽性差，保濕有限，在溫度達(dá)到35℃以上時，很難有效降溫、保濕，導(dǎo)致高溫季節(jié)菌棒霉變、腐爛、不出菇。太陽能光伏發(fā)電是通過架設(shè)光伏發(fā)電組件，利用太陽光能直接轉(zhuǎn)換為電能，可以獨立使用或并網(wǎng)發(fā)電。太陽能發(fā)電需要最大面積的覆蓋光照面積，通過在大棚頂部架設(shè)安裝光伏板，阻擋了陽光直射，能夠有效降低棚下溫度，保持棚下環(huán)境濕度，保證高溫季節(jié)香菇的正常生產(chǎn)；光伏板安裝在大棚頂部，不直接利用土地，在發(fā)電過程中不需要任何原材料，不排放任何廢棄物。每發(fā)一度電就相應(yīng)節(jié)約0.35 kg標(biāo)準(zhǔn)煤、4 L凈水，同時減少排放0.272 kg碳粉塵、0.997 kg CO2、0.03 kg SO2。因此，在光伏太陽能棚下種植香菇，能將兩個產(chǎn)業(yè)有機結(jié)合，實現(xiàn)資源整合、優(yōu)勢互補、互不干擾、共同發(fā)展，大幅提高土地資源利用效率。

1　設(shè)計特點與生產(chǎn)成本

1.1光伏太陽能發(fā)電裝置與地栽香菇聯(lián)建大棚設(shè)計特點

太陽能發(fā)電與食用菌栽培相結(jié)合的模式，對光伏板的安裝設(shè)計要因地制宜。本項目充分考慮平原沙地的自然條件及香菇大棚搭建習(xí)慣。高溫香菇大棚采用拱形簡易塑料大棚，大棚上方搭建光伏板。光伏板與水平面夾角45°。大棚兩側(cè)立柱高度2 m，大棚中間立柱高度4.33 m，跨度為2.2 m。大棚上覆蓋一層遮陽網(wǎng)，一層塑料布。兩個大棚之間間隔3 m，大棚之間用反光塑料薄膜覆蓋。一個大棚面積約240 m2，光伏板有效面積180 m2，共占地面積300 m2（圖1、圖2）。

圖1　太陽能、香菇聯(lián)建大棚設(shè)計圖（單位：cm）Fig.1Greenhouses design of solar PV and Lentinus edodes costruction（unit：cm）

圖2　太陽能光伏、香菇聯(lián)建大棚Fig.2Greenhouses of solar PV and Lentinus edodes costruction

1.2光伏發(fā)電與香菇生產(chǎn)聯(lián)建生產(chǎn)成本

光伏發(fā)電與香菇聯(lián)建生產(chǎn)成本包含兩部分：太陽能板建造成本及香菇生產(chǎn)成本。

1.2.1光伏太陽能板搭建成本

以一個240 m2的大棚為例，光伏板有效面積180 m2，占地面積300 m2。光伏板建造成本包括支架部分、逆變器、控制器、線纜。其生產(chǎn)成本見表1。

表1　光伏太陽能建造成本Tab.1Construction costs of solar PV

1.2.2地栽香菇生產(chǎn)成本

大棚為水泥柱骨架或鋼柱骨架，棚頂竹竿，覆蓋塑料布和遮陽網(wǎng)，造價3 200元，折舊10年，每年成本320元。大棚骨架與光伏板骨架分離，大棚骨架損壞可重新安裝。原輔材料主要包括木屑、麩皮等。木屑價格600元·t-1，麩皮價格2 000元·t-1，污染率按照5%計算。香菇生產(chǎn)季節(jié)在11月下旬至翌年1月上旬，人工主要包括接種、管理、采摘。全部機械裝袋，菌袋采用規(guī)格15 cm×55 cm×0.005 cm的聚丙烯袋，每袋裝料1.75 kg。每袋菌棒生產(chǎn)成本3.5元左右，具體見表2。

表2　地埋香菇每袋生產(chǎn)成本核算Tab.2Costs calculation of buried Lentinus edodes for each bag

2　經(jīng)濟效益與應(yīng)用效果分析

2.1光伏發(fā)電與香菇生產(chǎn)聯(lián)建共產(chǎn)模式經(jīng)濟效益

太陽能光伏發(fā)電與地栽香菇聯(lián)建共產(chǎn)模式的經(jīng)濟效益包括太陽能發(fā)電并網(wǎng)產(chǎn)生的經(jīng)濟效益和香菇生產(chǎn)效益兩部分。每公頃香菇的經(jīng)濟效益一般在45萬元左右，太陽能光伏發(fā)電的經(jīng)濟效益在75萬元以上，每公頃土地每年的經(jīng)濟效益穩(wěn)定120萬元以上。

2.1.1地栽香菇經(jīng)濟效益分析

地栽香菇經(jīng)濟效益以667平方米為單位核算經(jīng)濟效益。每個大棚120 m2，每667平方米5個大棚。每平米擺放30袋，每667平方米凈擺放數(shù)量9 000棒。除去走道面積：0.75 m×25 m×2=37.5 m2，占大棚總面積的30%。2015年7月～10月鮮香菇收購價平均價格11元·kg-1～12元·kg-1。平均每袋產(chǎn)鮮菇0.6 kg左右，毛收入6.6元～7.2元；除去生產(chǎn)成本，每袋凈收益3.1元～3.7元。每667平方米種植香菇9 000袋，每667平方米凈收益2.8萬元～3.3萬元。

2.1.2太陽能光伏發(fā)電經(jīng)濟效益分析

本項目在蘭考縣紅廟鎮(zhèn)管場村香菇基地設(shè)計安裝太陽能光伏，利用兩個香菇大棚，有效利用棚頂面積180 m2，總占地面積約300 m2?？傃b機容量為20 kWp。系統(tǒng)為無存儲裝置的并網(wǎng)型電站。年均發(fā)電量為29 200度。20年累計發(fā)電58.4萬度。按照上網(wǎng)標(biāo)桿電價（按照1元）計算，扣除維護(hù)成本每年可以收益2.66萬元，累計收益53.2萬。按照投資26萬元計算，9.77年可以收回全部投資。

2.2太陽能光伏與地栽香菇聯(lián)建共產(chǎn)模式的應(yīng)用效果

2.2.1發(fā)電效果

香菇大棚光伏發(fā)電系統(tǒng)運轉(zhuǎn)正常，發(fā)電全部并入當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)。

2.2.2環(huán)境參數(shù)變化

在大棚內(nèi)安裝環(huán)境自動監(jiān)控檢測棚內(nèi)溫度、濕度、光照、CO2濃度四要素的變化情況，以不安裝太陽能光伏板的大棚為對照，觀察參數(shù)變化及香菇出菇情況。于2015年7月14日、7月25上午11∶00對3種環(huán)境下的4個要素進(jìn)行檢測，通過數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn)，安裝光伏發(fā)電裝置后棚內(nèi)溫度明顯下降，香菇出菇時間較普通大棚早15 d，一級菇比例大幅提高。試驗結(jié)果見表3、表4。

表37　月14日不同設(shè)施條件的環(huán)境參數(shù)Tab.3Different facilities environment parameter on July 14

表47　月25日不同設(shè)施條件的環(huán)境參數(shù)Tab.4Different facilities environment parameter on July 25

通過監(jiān)控數(shù)據(jù)分析，光伏發(fā)電大棚具有明顯降低環(huán)境溫度的作用，在溫度最高時（11∶00），光伏發(fā)電大棚溫度較自然環(huán)境降低8℃～14℃，較普通大棚降低3℃；濕度明顯較自然環(huán)境提高20%～30%，較普通大棚提高10%；光照強度較普通大棚減少415 lx，使棚內(nèi)環(huán)境更有利于香菇生長。

2.2.3聯(lián)建模式對香菇的影響

種植香菇品種為L808，示范地點在蘭考縣紅廟鎮(zhèn)管場村香菇基地。通過觀測記載、統(tǒng)計分析香菇出菇時間、產(chǎn)量、品質(zhì)、銷售價格等因素，可以看出光伏發(fā)電大棚更利于香菇子實體形成，出菇時間較普通大棚提早20 d，盛菇期較普通大棚提前15 d左右，批發(fā)銷售價格提高2元·kg-1，子實體性狀更好，菌蓋較厚，菌柄粗，不易開傘。結(jié)果見表5。

表5　兩種大棚對香菇的影響Tab.5Two kinds greenhouses influence for Lentinus edodes

3　小結(jié)趨勢分析

2014年上千畝光伏食用菌大棚在山東即墨普東鎮(zhèn)建成并投入發(fā)電。河南地處中原，是國家糧食核心區(qū)、產(chǎn)量大省，秸稈資源豐富，勞動力資源豐富。豐富的秸稈資源助推了食用菌種植的跨越式發(fā)展，種植面積遍布全省各地區(qū)。2013年河南省食用菌總產(chǎn)量達(dá)到480萬t，產(chǎn)值190億元，29個縣僅種植食用菌實現(xiàn)產(chǎn)值超1億元。種植食用菌已經(jīng)成為農(nóng)民發(fā)家致富的重要途徑之一，同時規(guī)模大棚也為光伏板的搭建提供了良好的基礎(chǔ)條件。

［1］王鑫.河南省西峽縣香菇出口現(xiàn)狀分析與對策研究［J］.牡丹江大學(xué)學(xué)報，2014，4（23）：151-153.

Analysis on Economic Benefits of Solar PV and Lentinus edodes Costruction Model

KONG Wei-li1，ZHANG Yu-ting1，YUAN Rui-qi1，KONG Wei-wei1，HAN Yu-e1，LIU Guang-lu2，KANG Yuan-chun1
（1.Institute of Plant Nutrition，Agricultural Resources and Environmental Science，Henan Academy of Agricultural Sciences，Henan，Zhengzhou 45000，China；2.Zhengzhou Yunyong Electronics and Technology Co.Ltd.，Henan，Zhengzhou 450002，China）

Absract：The design characteristics of solar PV and Lentinus edodes costruction greenhouses were summaried，and the cost and economic benefit of the mode construction were analyzed，the result shows that this mode reduced the temperature of mushroom greenhouses，raised environment humidity，improved the quality of L.edodes and increased the economic benefit significantly.

photovoltaic；high tempture Lentinus edodes；construction；economic benefits

S646.1

A

1003-8310（2016）03-0071-03

10.13629/j.cnki.53-1054.2016.03.016

*項目來源：河南省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（S2013-09）；河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院科研發(fā)展專項資金項目（20157809）；國家食用菌產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系鄭州綜合試驗站（CARS-24）。

孔維麗（1976-），女，碩士，副研究員，主要從事食用菌栽培技術(shù)研究。E-mail：kongweili2005@126.con

**通信作者：康源春（1964-），男，本科，研究員，主要從事食用菌栽培產(chǎn)業(yè)開發(fā)研究。E-mail：Kyc_2725@163.com

2016-02-25