太阳能光伏发电与香菇棚联建共产模式的经济效益对比分析*

孔维丽，张玉亭，袁瑞奇，孔维威，韩玉娥，刘广路，康源春**

（1.河南省农业科学院植物营养与资源环境研究所，河南郑州450002；2.郑州云涌电子科技有限公司，河南郑州450000）

太阳能光伏发电与香菇棚联建共产模式的经济效益对比分析*

孔维丽1，张玉亭1，袁瑞奇1，孔维威1，韩玉娥1，刘广路2，康源春1**

（1.河南省农业科学院植物营养与资源环境研究所，河南郑州450002；2.郑州云涌电子科技有限公司，河南郑州450000）

总结光伏太阳能与香菇联建大棚的设计特点，分析该模式的建设成本及经济效益。结果表明采用该生产模式能够显著降低香菇棚内温度，提高环境湿度，改善香菇品质，显著提高经济效益。

太阳能光伏；地栽香菇；联建；经济效益

香菇是世界第二大宗食用菌，其味道鲜美、营养丰富，有提高免疫力、抗癌等诸多功效，受到世界各国尤其是亚洲地区消费者的欢迎［1］。香菇栽培起源于中国，目前中国已经成为世界上香菇生产和出口第一大国。据统计，河南省2014年香菇总产量达100万t（河南省食用菌协会），出口创汇24.9亿元（河南省商务厅），已经成为全国重要的香菇产区，同时种植香菇也成为河南省部分地区农民生产、生活增收的主要来源。

随着现代工业的发展，全球能源危机和大气污染问题日益突出，传统的能源燃料对环境造成的危害日益突出。丰富的太阳能是重要的能源，是取之不尽、用之不竭，无污染、廉价、人类能够自由利用的能源。河南省地处中原，是全国重要的粮食产区，大面积的农田限制了光伏太阳能产业在平原地区的发展。如何在平原地区大力发展光伏产业，如何将光伏产业与农业有效结合起来，成为光伏企业面临的问题。

河南省高温香菇种植一般采用简易大棚地栽模式。由于香菇在生长过程中需要散射光，适宜温度、湿度、良好的通风，同时要避免雨水的直接滴淋。由于简易大棚遮阳性差，保湿有限，在温度达到35℃以上时，很难有效降温、保湿，导致高温季节菌棒霉变、腐烂、不出菇。太阳能光伏发电是通过架设光伏发电组件，利用太阳光能直接转换为电能，可以独立使用或并网发电。太阳能发电需要最大面积的覆盖光照面积，通过在大棚顶部架设安装光伏板，阻挡了阳光直射，能够有效降低棚下温度，保持棚下环境湿度，保证高温季节香菇的正常生产；光伏板安装在大棚顶部，不直接利用土地，在发电过程中不需要任何原材料，不排放任何废弃物。每发一度电就相应节约0.35 kg标准煤、4 L净水，同时减少排放0.272 kg碳粉尘、0.997 kg CO2、0.03 kg SO2。因此，在光伏太阳能棚下种植香菇，能将两个产业有机结合，实现资源整合、优势互补、互不干扰、共同发展，大幅提高土地资源利用效率。

1　设计特点与生产成本

1.1光伏太阳能发电装置与地栽香菇联建大棚设计特点

太阳能发电与食用菌栽培相结合的模式，对光伏板的安装设计要因地制宜。本项目充分考虑平原沙地的自然条件及香菇大棚搭建习惯。高温香菇大棚采用拱形简易塑料大棚，大棚上方搭建光伏板。光伏板与水平面夹角45°。大棚两侧立柱高度2 m，大棚中间立柱高度4.33 m，跨度为2.2 m。大棚上覆盖一层遮阳网，一层塑料布。两个大棚之间间隔3 m，大棚之间用反光塑料薄膜覆盖。一个大棚面积约240 m2，光伏板有效面积180 m2，共占地面积300 m2（图1、图2）。

图1　太阳能、香菇联建大棚设计图（单位：cm）Fig.1Greenhouses design of solar PV and Lentinus edodes costruction（unit：cm）

图2　太阳能光伏、香菇联建大棚Fig.2Greenhouses of solar PV and Lentinus edodes costruction

1.2光伏发电与香菇生产联建生产成本

光伏发电与香菇联建生产成本包含两部分：太阳能板建造成本及香菇生产成本。

1.2.1光伏太阳能板搭建成本

以一个240 m2的大棚为例，光伏板有效面积180 m2，占地面积300 m2。光伏板建造成本包括支架部分、逆变器、控制器、线缆。其生产成本见表1。

表1　光伏太阳能建造成本Tab.1Construction costs of solar PV

1.2.2地栽香菇生产成本

大棚为水泥柱骨架或钢柱骨架，棚顶竹竿，覆盖塑料布和遮阳网，造价3 200元，折旧10年，每年成本320元。大棚骨架与光伏板骨架分离，大棚骨架损坏可重新安装。原辅材料主要包括木屑、麸皮等。木屑价格600元·t-1，麸皮价格2 000元·t-1，污染率按照5%计算。香菇生产季节在11月下旬至翌年1月上旬，人工主要包括接种、管理、采摘。全部机械装袋，菌袋采用规格15 cm×55 cm×0.005 cm的聚丙烯袋，每袋装料1.75 kg。每袋菌棒生产成本3.5元左右，具体见表2。

表2　地埋香菇每袋生产成本核算Tab.2Costs calculation of buried Lentinus edodes for each bag

2　经济效益与应用效果分析

2.1光伏发电与香菇生产联建共产模式经济效益

太阳能光伏发电与地栽香菇联建共产模式的经济效益包括太阳能发电并网产生的经济效益和香菇生产效益两部分。每公顷香菇的经济效益一般在45万元左右，太阳能光伏发电的经济效益在75万元以上，每公顷土地每年的经济效益稳定120万元以上。

2.1.1地栽香菇经济效益分析

地栽香菇经济效益以667平方米为单位核算经济效益。每个大棚120 m2，每667平方米5个大棚。每平米摆放30袋，每667平方米净摆放数量9 000棒。除去走道面积：0.75 m×25 m×2=37.5 m2，占大棚总面积的30%。2015年7月～10月鲜香菇收购价平均价格11元·kg-1～12元·kg-1。平均每袋产鲜菇0.6 kg左右，毛收入6.6元～7.2元；除去生产成本，每袋净收益3.1元～3.7元。每667平方米种植香菇9 000袋，每667平方米净收益2.8万元～3.3万元。

2.1.2太阳能光伏发电经济效益分析

本项目在兰考县红庙镇管场村香菇基地设计安装太阳能光伏，利用两个香菇大棚，有效利用棚顶面积180 m2，总占地面积约300 m2。总装机容量为20 kWp。系统为无存储装置的并网型电站。年均发电量为29 200度。20年累计发电58.4万度。按照上网标杆电价（按照1元）计算，扣除维护成本每年可以收益2.66万元，累计收益53.2万。按照投资26万元计算，9.77年可以收回全部投资。

2.2太阳能光伏与地栽香菇联建共产模式的应用效果

2.2.1发电效果

香菇大棚光伏发电系统运转正常，发电全部并入当地电网。

2.2.2环境参数变化

在大棚内安装环境自动监控检测棚内温度、湿度、光照、CO2浓度四要素的变化情况，以不安装太阳能光伏板的大棚为对照，观察参数变化及香菇出菇情况。于2015年7月14日、7月25上午11∶00对3种环境下的4个要素进行检测，通过数据对比发现，安装光伏发电装置后棚内温度明显下降，香菇出菇时间较普通大棚早15 d，一级菇比例大幅提高。试验结果见表3、表4。

表37　月14日不同设施条件的环境参数Tab.3Different facilities environment parameter on July 14

表47　月25日不同设施条件的环境参数Tab.4Different facilities environment parameter on July 25

通过监控数据分析，光伏发电大棚具有明显降低环境温度的作用，在温度最高时（11∶00），光伏发电大棚温度较自然环境降低8℃～14℃，较普通大棚降低3℃；湿度明显较自然环境提高20%～30%，较普通大棚提高10%；光照强度较普通大棚减少415 lx，使棚内环境更有利于香菇生长。

2.2.3联建模式对香菇的影响

种植香菇品种为L808，示范地点在兰考县红庙镇管场村香菇基地。通过观测记载、统计分析香菇出菇时间、产量、品质、销售价格等因素，可以看出光伏发电大棚更利于香菇子实体形成，出菇时间较普通大棚提早20 d，盛菇期较普通大棚提前15 d左右，批发销售价格提高2元·kg-1，子实体性状更好，菌盖较厚，菌柄粗，不易开伞。结果见表5。

表5　两种大棚对香菇的影响Tab.5Two kinds greenhouses influence for Lentinus edodes

3　小结趋势分析

2014年上千亩光伏食用菌大棚在山东即墨普东镇建成并投入发电。河南地处中原，是国家粮食核心区、产量大省，秸秆资源丰富，劳动力资源丰富。丰富的秸秆资源助推了食用菌种植的跨越式发展，种植面积遍布全省各地区。2013年河南省食用菌总产量达到480万t，产值190亿元，29个县仅种植食用菌实现产值超1亿元。种植食用菌已经成为农民发家致富的重要途径之一，同时规模大棚也为光伏板的搭建提供了良好的基础条件。

［1］王鑫.河南省西峡县香菇出口现状分析与对策研究［J］.牡丹江大学学报，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

*项目来源：河南省现代农业产业技术体系（S2013-09）；河南省农业科学院科研发展专项资金项目（20157809）；国家食用菌产业技术体系郑州综合试验站（CARS-24）。

孔维丽（1976-），女，硕士，副研究员，主要从事食用菌栽培技术研究。E-mail：kongweili2005@126.con

**通信作者：康源春（1964-），男，本科，研究员，主要从事食用菌栽培产业开发研究。E-mail：Kyc_2725@163.com

2016-02-25