李寶寶

（山西焦煤集團(tuán)新能源有限公司 山西太原 030000）

引言

根據(jù)國家能源局公布的數(shù)據(jù)顯示，截至2021 年底，我國光伏發(fā)電量累計(jì)并網(wǎng)容量30598.7 萬千瓦。其中，2021 年光伏發(fā)電新增并網(wǎng)容量5488 萬千瓦，達(dá)到歷史新高。從新增裝機(jī)布局來看，華北、華東、華中地區(qū)分別占全國新增光伏裝機(jī)容量的39%、19%、15%。與傳統(tǒng)燃煤發(fā)電相比，光伏發(fā)電屬于清潔能源，運(yùn)行期污染物排放少，也不會消耗能源燃料，且前期的建設(shè)周期也較短，因此，光伏發(fā)電項(xiàng)目具有良好發(fā)展前景，預(yù)計(jì)到2030 年，我國風(fēng)電、太陽能發(fā)電總裝機(jī)容量達(dá)12億千瓦以上?！半p碳”目標(biāo)背景下，光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展迎來了發(fā)展機(jī)遇，也進(jìn)入了新的發(fā)展階段。但從全生命周期來分析，無論是陸域光伏發(fā)電項(xiàng)目，還是海域光伏發(fā)電，都會不同程度地對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生破壞影響，如施工期電纜鋪設(shè)破壞植被，導(dǎo)致水土流失；運(yùn)營期噪聲污染，以及光伏組件擦洗廢水等等[1][2]。因此，要針對光伏發(fā)電項(xiàng)目的特點(diǎn)，重點(diǎn)分析其給周邊生態(tài)環(huán)境的影響，并針對光伏發(fā)電項(xiàng)目的生態(tài)環(huán)境影響進(jìn)行全面的評價(jià)，根據(jù)其對環(huán)境影響的評價(jià)情況，有針對性地提出相應(yīng)的污染防治措施，從而將光伏發(fā)電項(xiàng)目對生態(tài)環(huán)境的影響降低到最小，進(jìn)一步平衡光伏發(fā)電項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益平衡，實(shí)現(xiàn)“雙贏”。

1 光伏發(fā)電項(xiàng)目環(huán)評概述

1.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)

太陽能光伏系統(tǒng)由太陽能電池陣列、蓄電池、逆變器、負(fù)載等組成。其中，太陽能電池陣列是光伏發(fā)電的核心組件。根據(jù)光伏發(fā)電與電力系統(tǒng)的關(guān)系，可將光伏發(fā)電劃分為獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)、并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)和分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)[3]。其中，獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)又叫離網(wǎng)光伏發(fā)電，由控制器、蓄電池及太陽電池組件構(gòu)成。主要有太陽能戶用電源系統(tǒng)、村莊供電系統(tǒng)、太陽能路燈等帶蓄電池，可獨(dú)立運(yùn)行的光伏發(fā)電。并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)可通過逆變器轉(zhuǎn)換并接入公共電網(wǎng)，分帶蓄電池并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)、不帶蓄電池并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)。分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)又可分為集中式大型并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)、分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，其中，并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)建設(shè)周期長、占地面積大、投資成本高；而分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)建設(shè)周期短、占地面積小、投資小，且政府支持力度大。

1.2 環(huán)境影響評價(jià)意義

廣義上，環(huán)境影響評價(jià)是指因人為活動(dòng)而分析評價(jià)生態(tài)環(huán)境影響，這種分析包括正面影響，也包括負(fù)面影響。例如，光伏發(fā)電項(xiàng)目可產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，帶來電力保障；而負(fù)面影響，主要包括污染物排放及對生態(tài)環(huán)境的負(fù)面影響。

狹義上，光伏發(fā)電項(xiàng)目環(huán)境影響包括光伏發(fā)電項(xiàng)目建設(shè)期、運(yùn)營期及退役后環(huán)境影響。無論是廣義上環(huán)境影響評價(jià)，還是狹義上環(huán)境影響評價(jià)，均可為光伏發(fā)電提供科學(xué)指導(dǎo)，并為后期生態(tài)環(huán)境污染防治提供相應(yīng)的環(huán)保建議，使光伏發(fā)電項(xiàng)目的建設(shè)及管理更具科學(xué)性[4][5]。

1.3 光伏發(fā)電案例

某市太陽能資源十分豐富，年輻射值預(yù)計(jì)達(dá)到5100-5500MJ/m2，并且該區(qū)域大部分地區(qū)年日照時(shí)數(shù)為2000-2500h，從照射量來看，屬于我國太陽能資源B 類豐富區(qū)。該光伏發(fā)電項(xiàng)目由68 個(gè)光伏陣列組成，且每個(gè)陣列設(shè)置一座35kV 箱變。光伏發(fā)電項(xiàng)目組件產(chǎn)生直流電，直流電經(jīng)逆變后與箱式變壓器連接，其電壓升至35kV，經(jīng)集電線路并聯(lián)后接入110kV 升壓站。從項(xiàng)目的工程內(nèi)容來看，該光伏發(fā)電項(xiàng)目設(shè)計(jì)服務(wù)年限為25 年，發(fā)電工程容量為100MWp，平均年發(fā)電量為155 萬kW·h。光伏發(fā)電項(xiàng)目由主體、輔助及公用工程三部分組成。其中，主體工程包括光伏陣列（68 個(gè)）、逆變及箱變（68 臺）系統(tǒng)、110kV 升壓站。輔助工程，主要為光伏發(fā)電項(xiàng)目保障及電力傳輸，即，道路工程和集電線路。公用工程，主要為光伏發(fā)電項(xiàng)目提供水、電、暖等，涉及施工期及運(yùn)營期生活、清洗用水，取暖用空調(diào)和加熱器。

2 光伏發(fā)電項(xiàng)目環(huán)境影響評價(jià)

建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響包括污染影響類、生態(tài)影響類。就光伏發(fā)電項(xiàng)目來說，其環(huán)境影響為生態(tài)影響類。從全生命周期來看，光伏發(fā)電項(xiàng)目環(huán)境影響包括施工期環(huán)境影響、運(yùn)營期環(huán)境影響，以及服務(wù)期滿后環(huán)境影響。因此，光伏發(fā)電項(xiàng)目環(huán)境影響評價(jià)要著重貫穿于建設(shè)項(xiàng)目的全過程[6][7]。

2.1 施工期

光伏發(fā)電項(xiàng)目進(jìn)入施工環(huán)節(jié)時(shí)（見圖1），常常包括施工的準(zhǔn)備環(huán)節(jié)，電場場地平整及地基開挖環(huán)節(jié)，光伏發(fā)電構(gòu)筑物基座澆筑環(huán)節(jié)，光伏組件及電氣設(shè)備安裝，以及集電線纜開挖環(huán)節(jié)，場地清理并綠化環(huán)節(jié)，以及工程驗(yàn)收和投入運(yùn)營等。在不同環(huán)節(jié)均會產(chǎn)生一定的環(huán)境影響。根據(jù) 《環(huán)境保護(hù)法》《大氣污染防治法》《噪聲污染防治法》《環(huán)境影響評價(jià)法》等，光伏發(fā)電項(xiàng)目施工期的環(huán)境影響主要有揚(yáng)塵、噪聲、固體廢物、水土流失、廢水。其中，施工準(zhǔn)備環(huán)節(jié)主要是施工道路修整時(shí)的施工噪聲、施工揚(yáng)塵；光伏構(gòu)筑物地基澆筑環(huán)節(jié)的主要環(huán)境影響有水土流失、固體廢物排放，以及施工噪聲等。

圖1 光伏發(fā)電施工工藝流程及環(huán)境影響

施工期的生態(tài)環(huán)境影響呈現(xiàn)出一些該環(huán)節(jié)的特點(diǎn)：例如，大氣污染，主要是來自地基開挖、道路修筑、物料運(yùn)輸，以及柴油發(fā)電機(jī)燃油排放等，廢水污染，主要是施工廢水及施工人員的生活污水；無論是廢水、廢氣及噪聲，施工環(huán)節(jié)的環(huán)境影響較小、時(shí)間較短，且隨著施工環(huán)節(jié)的結(jié)束而結(jié)束。因此，光伏發(fā)電項(xiàng)目施工期的生態(tài)環(huán)境雖然受到一定的影響，但采取相應(yīng)的措施后，其生態(tài)環(huán)境能夠得到有效恢復(fù)和改善。此外，由于光伏發(fā)電項(xiàng)目會占用土地，改變土地利用性質(zhì)，影響植被，且光、輻射等長期性污染也是影響生態(tài)環(huán)境的重要因素，因此，在選址前要認(rèn)真做好踏勘，避讓自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景區(qū)等環(huán)境敏感區(qū)。

2.2 運(yùn)營期

光伏發(fā)電項(xiàng)目施工完成，經(jīng)驗(yàn)收達(dá)標(biāo)進(jìn)入運(yùn)營環(huán)節(jié)后（見圖2），各個(gè)環(huán)節(jié)都會產(chǎn)生不同的污染物，給周邊生態(tài)環(huán)境造成一定影響。根據(jù)類型來看，光伏發(fā)電項(xiàng)目環(huán)境影響包括生態(tài)環(huán)境影響、電磁輻射、土地利用、光污染、噪聲污染等等。

圖2 光伏發(fā)電運(yùn)營期工藝流程及環(huán)境影響

（1）生態(tài)環(huán)境影響

運(yùn)營期，光伏電池組件陰影影響植被，光伏板遮擋并改變了受光伏板布置區(qū)域光熱條件、風(fēng)速等，影響整個(gè)光伏板遮擋區(qū)域植物生長的生態(tài)環(huán)境，使其受太陽光大為減少。此外，光伏發(fā)電項(xiàng)目建成后，開展一系列的觀光游等項(xiàng)目，使項(xiàng)目所在區(qū)域人類活動(dòng)增加，影響了項(xiàng)目區(qū)域原本的生態(tài)環(huán)境，降低動(dòng)物數(shù)量。光伏發(fā)電項(xiàng)目運(yùn)營階段太陽板雨水直流至地基，長時(shí)間的雨水沖刷會導(dǎo)致地基局部區(qū)域水土流失，影響生態(tài)環(huán)境。

（2）電磁輻射

光伏發(fā)電項(xiàng)目多采取矩陣式，這種光伏發(fā)電模式屬中低壓電力設(shè)備類型，其周圍無論是電場，還是電磁輻射的強(qiáng)度，大多遠(yuǎn)低于限值，因此，電磁輻射環(huán)境影響較小。

（3）土地利用

光伏發(fā)電項(xiàng)目在運(yùn)營過程中，由于光伏電板遮光，以及太陽板雨水沖刷等影響，干擾原有的生態(tài)系統(tǒng)，導(dǎo)致土地裸露，生物量減少，植被覆蓋率降低，最終會影響土壤結(jié)構(gòu)，降低土壤有機(jī)物含量，考慮光影等影響，多種植菌菇等喜陰菌或草藥，改變了土地的利用模式。

（4）影響土壤理化性質(zhì)

運(yùn)營期的長時(shí)間影響，光伏板遮陽土壤出現(xiàn)光照區(qū)與陰影區(qū)的明顯分界，陰影區(qū)常年缺少雨水供應(yīng)，下方土壤水分入滲少，蒸發(fā)減少，增加土壤容重，對土壤的滲透性及蓄水能力都會產(chǎn)生一定的影響。

（5）光污染

太陽能光伏發(fā)電電池組件由多晶硅板、減反射膜、鋼化玻璃壓制而成。光伏電池表面玻璃在太陽光的反射強(qiáng)光照射下，這些特殊材質(zhì)產(chǎn)生的光反射、折射，易造成光污染。長時(shí)間生活或工作于白色亮光環(huán)境下，會損害視網(wǎng)膜和虹膜，導(dǎo)致食欲減退、失眠、情緒低落，光污染也會傷害鳥類、昆蟲，讓候鳥在光污染環(huán)境中迷失方向，影響駕駛員短暫失盲，還會影響高速公路車輛安全行使[8][9][10]。

2.3 服務(wù)期滿

該項(xiàng)目設(shè)計(jì)運(yùn)行年限為30 年。30 年服務(wù)期滿后，該光伏發(fā)電項(xiàng)目需要進(jìn)行拆除，拆除環(huán)節(jié)還需要關(guān)注其對周圍環(huán)境的影響。拆除包括光伏陣列組件、逆變器設(shè)備，以及基座建筑物、集電線路等，可見，在光伏發(fā)電項(xiàng)目運(yùn)營期滿后，需要重點(diǎn)關(guān)注廢舊電池、光伏組件、建筑垃圾等。

綜上，根據(jù)光伏項(xiàng)目環(huán)境影響的主要內(nèi)容，結(jié)合該項(xiàng)目的實(shí)際情況。施工期主要環(huán)境影響有：噪聲，主要是施工過程中機(jī)械噪聲及交通噪聲所致；廢水，主要來自施工人員生產(chǎn)、生活環(huán)節(jié)；固體廢物，主要是建筑材料，以及在此環(huán)節(jié)產(chǎn)生的建筑垃圾、生活垃圾等固體廢物。生態(tài)環(huán)境影響主要體現(xiàn)在植被的破壞，隨著項(xiàng)目施工完成，經(jīng)過人工種植，可有效恢復(fù)植被。運(yùn)營期主要環(huán)境影響有：本項(xiàng)目在建設(shè)前就對選址進(jìn)行了科學(xué)規(guī)劃，對表土進(jìn)行剝離，并在施工時(shí)采取了相應(yīng)的措施，減少了水土流失，而且在施工結(jié)束后，及時(shí)進(jìn)行了植被恢復(fù)，在光伏板下種植草藥、菌菇等喜陰物種，設(shè)置畜牧養(yǎng)殖大棚，土地實(shí)際利用功能未受較大影響，經(jīng)過一段時(shí)期的運(yùn)行，監(jiān)測和觀察，土壤滲透性、蓄水力影響不大。針對光污染問題，選用典型多晶硅太陽能電池組件，表層選用特種鋼化玻璃，降低反射率，結(jié)合選址地區(qū)交通量小等因素，減小光污染影響。無論是從經(jīng)濟(jì)效益，還是從生態(tài)環(huán)境效益的可持續(xù)發(fā)展來看（見表1），該項(xiàng)目合理采取相應(yīng)的保護(hù)措施，提前做好選址規(guī)劃和工藝技術(shù)應(yīng)用，能夠產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)及生態(tài)環(huán)保效益。

表1 光伏發(fā)電環(huán)境效益一覽表

3 光伏發(fā)電項(xiàng)目環(huán)境污染防治

從光伏發(fā)電項(xiàng)目環(huán)境影響評價(jià)來看，光伏發(fā)電項(xiàng)目對周邊的生態(tài)環(huán)境影響主要在施工期、運(yùn)營期，以及服務(wù)期滿后的生態(tài)環(huán)境影響。為此，針對光伏發(fā)電項(xiàng)目環(huán)境污染問題，應(yīng)對不同時(shí)期的環(huán)境污染，采取相應(yīng)的對策措施。

例如，施工期，要重點(diǎn)做好選址、生活污水及垃圾外運(yùn)處理。而運(yùn)營期，則重點(diǎn)做好固廢、噪聲、光污染及電池組件的清洗等。服務(wù)期滿后，重點(diǎn)做好生態(tài)恢復(fù)，以及相關(guān)廢棄物的拆除等[11][12]。

3.1 施工期

光伏發(fā)電項(xiàng)目施工期環(huán)境污染主要來自建筑、生活垃圾，以及噪聲、生活污水等影響。首先是要科學(xué)選址，光伏發(fā)電項(xiàng)目應(yīng)考量太陽光照射強(qiáng)度因素，以及根據(jù)其后期的生態(tài)環(huán)境影響科學(xué)選址，遠(yuǎn)離城市及高速公路。然后針對施工過程中產(chǎn)生的生活污水、工業(yè)廢水等，應(yīng)做好相應(yīng)的處理，最大限度降低對生態(tài)環(huán)境的影響。施工過程中的廢組件由設(shè)備商回收；生活垃圾應(yīng)統(tǒng)一運(yùn)往指定地點(diǎn)進(jìn)行處理；建筑垃圾分類做好收集，棄土則用于填方或運(yùn)往棄土場；棄渣、廢棄水泥建材等無法回收的，則統(tǒng)一運(yùn)往建筑垃圾堆場集中處置。施工期的廢油量少，做好運(yùn)輸、使用過程中防滲及避免雨淋等措施。施工噪聲則采取降噪處理，嚴(yán)禁夜晚施工。

3.2 運(yùn)營期

（1）廢水

運(yùn)營期光伏發(fā)電項(xiàng)目的廢水環(huán)境影響主要來自清洗電池組件，廢水中含有懸浮物，但廢水較少，收集后集中處理達(dá)標(biāo)再用于場區(qū)周邊綠化，不外排，減少周邊環(huán)境影響。

（2）噪聲

光伏發(fā)電項(xiàng)目噪聲主要來自運(yùn)營期變壓器、逆變器等設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)出的電磁噪聲。為此，要合理布置變壓器，采用箱式布置逆變器，且遠(yuǎn)離敏感環(huán)境區(qū)域，做好日常變壓器、逆變器設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)，使其始終保持良好運(yùn)行工況。

（3）固廢

固廢主要來自光伏發(fā)電項(xiàng)目運(yùn)行過程中廢棄的電池板組件，其設(shè)計(jì)使用壽命多在25 年，光伏組件報(bào)廢后應(yīng)集中收集，暫存于廢舊電池板存儲間，定期回收，集中處理。

（4）光污染

選用多晶硅光伏板塊，硅片表層覆蓋反射膜層，采用光伏陣列，安裝時(shí)采用低度傾角，反射面固定朝天，以免對周圍、地面道路交通及居民生活造成光污染。

3.3 服務(wù)期滿

光伏發(fā)電項(xiàng)目設(shè)計(jì)運(yùn)營期為25 年，在運(yùn)營期滿后，需要根據(jù)規(guī)定對電池組件、變壓器、電池組件支架等生產(chǎn)區(qū)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行更換或拆除。其中，廢舊電池屬一般廢物，經(jīng)統(tǒng)一收集回收至廠家做再利用，變壓器、逆變器等廢舊物，在光伏發(fā)電項(xiàng)目服務(wù)器滿后拆除并交由專門機(jī)構(gòu)統(tǒng)一處理。光伏發(fā)電項(xiàng)目場地在服務(wù)期滿后，應(yīng)對其進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)。

結(jié)語

針對光伏發(fā)電項(xiàng)目的行業(yè)特點(diǎn)，總結(jié)如下。

（1）要認(rèn)真做好光伏發(fā)電項(xiàng)目規(guī)劃環(huán)評、項(xiàng)目環(huán)評。根據(jù)地區(qū)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃環(huán)評，做好光伏發(fā)電項(xiàng)目的環(huán)境影響評價(jià)，嚴(yán)禁未評先建，邊評邊建。

（2）嚴(yán)把光伏發(fā)電項(xiàng)目環(huán)評重點(diǎn)內(nèi)容。根據(jù)施工期、運(yùn)營期及服務(wù)期滿等，不同階段、環(huán)節(jié)，重點(diǎn)做好光伏板清洗廢水處理、生態(tài)恢復(fù)，光污染、噪聲污染防治。

（3）光伏發(fā)電項(xiàng)目占地面積大，在具體確定點(diǎn)位、范圍及方案時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格遵守環(huán)境影響評價(jià)中提出的具體措施，嚴(yán)禁隨意更改。

（4）光伏發(fā)電項(xiàng)目對植被、水土流失、電磁輻射及光污染等影響具有一定的滯后性和累積性，因此，還需要進(jìn)一步做好光伏發(fā)電項(xiàng)目的環(huán)境影響后評價(jià)工作，評估具體項(xiàng)目實(shí)際執(zhí)行過程中的生態(tài)環(huán)保措施效果，并根據(jù)環(huán)境影響后評價(jià)情況，及時(shí)做好補(bǔ)救和改進(jìn)。

“十四五”時(shí)期，我國進(jìn)一步加大清潔能源生產(chǎn)發(fā)展，太陽能、水能和風(fēng)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)蹄疾步穩(wěn)，進(jìn)一步減少化石能源消耗。在大力發(fā)展光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的同時(shí)，要更加注重生態(tài)環(huán)保，最大限度降低項(xiàng)目帶來的環(huán)境影響，實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電項(xiàng)目的生態(tài)環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益雙贏、多贏和共贏。