太陽能光伏發(fā)電項目生態(tài)恢復(fù)的重點(diǎn)及難點(diǎn)

王石貴 張立國 徐磊

摘 要：隨著煤炭、石油和天然氣等化石燃料迅速消耗，以及由此帶來的能源危機(jī)與環(huán)染日益加劇，近年來世界各國都在積極尋找和開發(fā)新的、清潔、安全可靠的可再生能源。太陽能具有取之不盡、用之不竭和清潔安全等特點(diǎn)，是理想的可再生能源。太陽能光伏發(fā)電技術(shù)作為太陽能利用的一個重要組成部分，并被認(rèn)為是二十一世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ囊环N發(fā)電方式。然而太陽能光伏發(fā)電項目的建設(shè)不可避免地會對生態(tài)環(huán)境造成一定程度的破壞，例如在項目建設(shè)過程中的水土流失、植被退化等一系列生態(tài)問題。在生態(tài)破壞之后的恢復(fù)就顯得尤為重要，本文將結(jié)合云南光伏發(fā)電現(xiàn)狀，論述太陽能光伏發(fā)電生態(tài)恢復(fù)的重點(diǎn)及難點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電；生態(tài)恢復(fù)；生態(tài)恢復(fù)重點(diǎn)及難點(diǎn)

一、光伏發(fā)電帶來的生態(tài)問題

太陽能資源豐富，蘊(yùn)藏量大等特殊的自然條件是云南省建設(shè)太陽能光伏發(fā)電項目的優(yōu)勢，但是由于云南省屬于高原山區(qū)省份，地形起伏較大，高山峽谷相間，全省相對平緩的山區(qū)只占總面積的10%左右，大面積的土地高低參差，縱橫起伏，也使得在該區(qū)域修建太陽能光伏發(fā)電極易產(chǎn)生水土流失。項目施工破壞了原始植被覆蓋，使林草覆蓋率降低，影響工程區(qū)域脆弱的生態(tài)環(huán)境。還會使原地表土層受到破壞，導(dǎo)致林草覆蓋度降低，會使地表土壤理化性質(zhì)下降、 抗蝕能力減弱，水土流失增加。并且項目建設(shè)中土石方開挖等施工活動都會對原地形產(chǎn)生嚴(yán)重擾動，改變原有地貌，可能增加滑坡、崩塌等重力侵蝕的發(fā)生。

二、光伏發(fā)電植被恢復(fù)的重點(diǎn)和難點(diǎn)

1.光伏發(fā)電植被恢復(fù)的重點(diǎn)

植被恢復(fù)過程是破壞過程的逆向過程，這一過程可能沿被破壞時的軌跡復(fù)歸，也可能是沿一種新途徑去恢復(fù)；可能是自然進(jìn)行，也可能是需要人工支持和誘導(dǎo)下的過渡過程。“恢復(fù)”為恢復(fù)到原先的狀態(tài)，或到一種未受損傷的或完整的狀態(tài)，即回到初始那種健康完善的狀態(tài)。

而云南地處喀斯特地貌地區(qū)，喀斯特石漠化是土地荒漠化的主要類型之一，環(huán)境惡化與土地退化嚴(yán)重。云南太陽能光伏發(fā)電廠基本在此類型土地條件下建設(shè)，喀斯特石漠化植被恢復(fù)需要重點(diǎn)注意以下幾點(diǎn)：

（1）植物生長所需的土壤和水?？λ固厣絽^(qū)山高坡陡，為土壤的重力侵蝕提供勢能，除河谷和洼地外，山體的坡度大部分都在25。以上，上部巖石風(fēng)化脫落，形成落石在中下部堆積，土壤稀少，土層極薄，不利于植物生長。

在喀斯特地區(qū)，碳酸鹽巖系抗風(fēng)化能力強(qiáng)，母巖造壤能力差，成土過程緩慢。差異性風(fēng)化和非等體積風(fēng)化使基巖面凹凸不平，甚至形成裂隙、地下管道和洞穴，從而形成土粒垂直方向上的搬運(yùn)，使土壤表現(xiàn)為負(fù)增長，殘留的土壤粘而瘦，物理性質(zhì)很差；數(shù)石灰土土體母巖常有較發(fā)達(dá)的裂隙、縫溝、管道、 洞穴等，使土壤中的重力水極快地滲漏到地下水中，而地下水埋藏深，不能補(bǔ)給土體，不利于植物生長。

（2）光伏太陽方陣占地面積大，不易植被恢復(fù)。由于太陽能的能量密度低，一般情況下，每平方米，太陽強(qiáng)度為1000W/m2，所以光伏太陽能方陣的占地面積大，大約1兆瓦大約占地面積為20畝，進(jìn)行全面系統(tǒng)的植被恢復(fù)工程難度大。而且太陽能板安裝后遮擋了植物生長需要的陽光。

（3）云南屬于喀斯特地貌區(qū)域，雨水無組織排放。工程的建設(shè)施工，減少了雨水的入滲，從而降低了雨水對項目區(qū)地下水的補(bǔ)給，增加了排澇壓力。由于喀斯特地區(qū)降雨季節(jié)性不均和特殊的水文地質(zhì)條件，早春時節(jié)干旱伴隨倒春寒，土壤缺水且沒有地下水的補(bǔ)給；雨后土體水分不斷蒸發(fā)或被植物利用，在下一次降水前沒有其他補(bǔ)給來源，較高的巖石裸露導(dǎo)致土層不連續(xù)，制約土體內(nèi)水分的側(cè)向流動。以上原因都嚴(yán)重抑制種子萌發(fā)和植物生長，植被更新較其它地區(qū)緩慢，而且干燥的環(huán)境還容易引發(fā)火災(zāi)，地面高低起伏，救火的難度較大。

2.方陣植被恢復(fù)的難點(diǎn)

綜合以上所述，云南太陽能光伏發(fā)電廠進(jìn)行植被恢復(fù)所面對的難點(diǎn)主要是由于特殊的喀斯特地貌所造成的缺水，少土；因?yàn)樘柲艿哪芰棵芏鹊退斐傻墓夥l(fā)電方陣面積過大，太陽能板的遮擋，植物生長需要的陽光減少，工程的建設(shè)施工，減少了雨水的入滲，從而降低了雨水對項目區(qū)地下水的補(bǔ)給，增加了排澇壓力，進(jìn)行全面系統(tǒng)的植被恢復(fù)難度較高。

3.解決光伏植被恢復(fù)的措施

（1）表土收集。云南的太陽能光伏發(fā)電廠基本建設(shè)于喀斯特地貌之上，由于特殊的地質(zhì)條件，在進(jìn)行光伏發(fā)電廠建設(shè)前的表土剝離與收集，用于之后太陽能方陣的植被恢復(fù)，將是行之有效的植被恢復(fù)措施之一。

進(jìn)行表土的收集能有效保護(hù)地表熟土資源不流失，這些土壤肥力充足，用于植被恢復(fù)時能顯著提高植被恢復(fù)成效，還能有效的減少植被恢復(fù)面積過大產(chǎn)生的額外資金投入。

（2）雨水收集?？λ固氐貐^(qū)降雨季節(jié)性不均和特殊的水文地質(zhì)條件，進(jìn)行雨水的收集與利用也是解決光伏植被恢復(fù)的措施。

光伏發(fā)電廠雨水收集的主要方法為：建設(shè)雨水收集池；場地雨水收集可以采用下凹式綠地集水；廠區(qū)道路雨水收集，可以將道路兩側(cè)的綠化和雨水收集口相結(jié)合，通過綠化過濾道路徑流進(jìn)行雨水收集回用。

（3）植物選擇。云南的太陽能光伏發(fā)電廠在植物選擇方面應(yīng)優(yōu)先選擇本地植被，同時也要考慮植被的高度。選擇不恰當(dāng)會帶來以下的隱患：隱患一：雜草遮擋組件，組件性能下降。過組件的雜草，在光照下產(chǎn)生陰影，陰影倒映在組件上，降低了光伏輻射量，間接的降低了組件的輸出電流，導(dǎo)致組件輸出性能的下降，降低發(fā)電量。隱患二：雜草遮擋，容易讓組件產(chǎn)生熱斑效應(yīng)。組件長期受到雜草遮擋，久而久之遮擋部分將被當(dāng)作負(fù)載，消耗其他有光照的太陽電池組件所產(chǎn)生的能量。被遮蔽的組件此時會發(fā)熱，產(chǎn)生熱斑效應(yīng)，長期的熱斑會對組件性能造成不可逆的影響甚至引起組件燒毀，進(jìn)而縮短電站整體壽命，影響電站的收益。隱患三：茂密的雜草，影響設(shè)備的散熱。光伏電站的主要設(shè)備，逆變器、 匯流箱在運(yùn)行過程中會產(chǎn)生一定的熱量，長期處于茂密雜草遮擋中的話，會抑制設(shè)備對外散熱，熱量長時間散不出去，會導(dǎo)致設(shè)備過熱而引發(fā)故障。另外值得一提的是夏天氣候炎熱加上設(shè)備溫度過高散不出去，還會存在火災(zāi)風(fēng)險。在賓川縣西村光伏電站進(jìn)行植被恢復(fù)，選擇種植當(dāng)?shù)剡m宜性強(qiáng)的灌木馬桑Coriarianepalensis、攀援性藤本金銀花Lonicerajaponica、草本黑麥草Lolium perenne L.等。

三、結(jié)語

通過實(shí)施上述措施，進(jìn)行的表土收集到表土可用于廠區(qū)綠化或是用于光伏方陣下的植被恢復(fù)；雨水收集措施所收集到的雨水可用于清洗太陽能板、廠區(qū)防火、植被恢復(fù)，發(fā)展農(nóng)業(yè)（引進(jìn)經(jīng)濟(jì)作物）。

作者簡介：王石貴（1981-11-22），男，漢族，云南省曲靖市陸良縣人，本科，現(xiàn)工程師；從事水土保持、生態(tài)治理、環(huán)境污染治理工作。