基于全壽命周期的光伏發(fā)電項(xiàng)目環(huán)境影響分析

趙 宇 王藝穎 杜文漢 肖 進(jìn)

（常州工學(xué)院 江蘇常州 213032）

引言

當(dāng)前全世界都把目光投向了可再生能源，希望通過可再生能源的使用改變?nèi)祟惖哪茉唇Y(jié)構(gòu)，從而得到可持續(xù)發(fā)展，而太陽能以其特有的優(yōu)勢(shì)而成為關(guān)注的焦點(diǎn)。太陽輻射能首先是豐富的能源，它取之不盡、用之不竭的、而且是無污染和廉價(jià)的能源。光伏發(fā)電系統(tǒng)就是一種利用太陽能采用特殊材料和設(shè)備組成的系統(tǒng)[1]。隨著國家對(duì)于環(huán)境的重視和可持續(xù)發(fā)展的要求，光伏發(fā)電系統(tǒng)已經(jīng)成為國家鼓勵(lì)發(fā)展的一種綠色環(huán)保的電能提供設(shè)施。但是任何工程項(xiàng)目總是或多或少對(duì)于環(huán)境有一定影響，本文基于全壽命周期管理對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)的環(huán)境影響進(jìn)行分析。

對(duì)于光伏發(fā)電系統(tǒng)的全壽命周期管理就是指對(duì)光伏發(fā)電項(xiàng)目從可研到退役的整個(gè)過程管理[2]，因此光伏發(fā)電系統(tǒng)的全壽命周期管理就相應(yīng)的劃分為五個(gè)階段，分別是可研階段、設(shè)計(jì)階段、建設(shè)階段、生產(chǎn)運(yùn)營階段和服務(wù)期滿后，所以對(duì)于光伏發(fā)電系統(tǒng)的環(huán)境影響進(jìn)行分析得理念應(yīng)貫穿于這五個(gè)階段[3]。

1 可研階段的環(huán)境影響分析

對(duì)于一個(gè)光伏發(fā)電項(xiàng)目，在可研階段要開展現(xiàn)場調(diào)查、資料分析等充分做好光資源情況、廠址位置的選擇、地質(zhì)與地形條件情況評(píng)價(jià)等。在可研階段進(jìn)行環(huán)境影響分析就應(yīng)該充分圍繞以上這些因素考慮。

可研階段進(jìn)行環(huán)境影響分析時(shí)應(yīng)從地理因子、氣象和環(huán)境因子等去考慮，這些影響因子情況復(fù)雜，影響大小較難量化。廠址位置的選擇時(shí)，雖然它決定著施工和運(yùn)營階段工作的便捷程度，但是如果選擇不當(dāng)就會(huì)對(duì)項(xiàng)目周圍的其他因素造成影響，所以可研階段進(jìn)行廠址位置選擇時(shí)應(yīng)該盡可能選擇交通便利、對(duì)周邊影響較小的廠址，通常是距離城市較近、基礎(chǔ)設(shè)施可靠、無文物遺址等，而且地質(zhì)與地形條件較好，項(xiàng)目實(shí)施時(shí)不會(huì)對(duì)地質(zhì)和地形造成破壞。組件支架設(shè)計(jì)難度的大小、施工難度、場地平整、土建及支架成本的高低也應(yīng)該充分考慮，因?yàn)樗鼪Q定著運(yùn)營階段組件因遮擋因素產(chǎn)生的效率損失、暴雨或洪水等惡劣自然條件下組件支架沉降的程度、修剪雜草或灌木叢引起的運(yùn)營成本增加、風(fēng)沙引起的組件清洗頻率增多等。所以在可研階段的環(huán)境影響分析主要是應(yīng)充分預(yù)估后續(xù)建設(shè)與運(yùn)營時(shí)對(duì)環(huán)境所造成的影響，避免在建設(shè)和運(yùn)營時(shí)增加不必要的支出。

2 設(shè)計(jì)階段的環(huán)境影響分析

光伏發(fā)電項(xiàng)目在設(shè)計(jì)階段的環(huán)境影響分析，主要從其選址與其對(duì)生態(tài)的影響來考慮。按照光伏發(fā)電項(xiàng)目安置地點(diǎn)的生物群落和生物多樣性的不同分類為森林、草地、沙漠、沙漠灌木林和農(nóng)田等基本土地類型。一般而言，生物多樣性的不同與其氣候條件尤其是降雨量有關(guān)。通常光伏發(fā)電項(xiàng)目的最為理想的選址為沙漠地帶。因?yàn)樵谏衬貛У娜照粘渥?，全天幾乎無云層遮擋，而且生物量很少，不占用耕地，幾乎不用考慮光伏發(fā)電項(xiàng)目建設(shè)對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)的影響。草原或者灌木林生態(tài)區(qū)也是常見光伏發(fā)電項(xiàng)目的選址區(qū)，這些地方生態(tài)環(huán)境比較脆弱，光伏發(fā)電項(xiàng)目的建設(shè)要做更為充分的環(huán)境影響評(píng)估，防止對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境造成過度的破環(huán)。合理的設(shè)計(jì)規(guī)劃與布置可以降低對(duì)生態(tài)環(huán)境影響，所以在光伏發(fā)電項(xiàng)目在設(shè)計(jì)階段主要是結(jié)合所選廠址進(jìn)行合理設(shè)計(jì)減少光伏發(fā)電項(xiàng)目對(duì)周邊環(huán)境的影響。

3 建設(shè)階段的環(huán)境影響分析

光伏發(fā)電項(xiàng)目在建設(shè)過程中，對(duì)地形地貌的影響較大，將會(huì)對(duì)施工區(qū)域內(nèi)的社會(huì)和自然環(huán)境帶來不同程度的影響。建設(shè)過程中施工道路修建、場地平整、材料堆放、基礎(chǔ)開挖、電纜溝開挖等施工活動(dòng)都會(huì)造成植被破壞，從而引起水土流失。由于光伏發(fā)電項(xiàng)目選址多在一些環(huán)境脆弱區(qū)，所以還可能將會(huì)引起原有生態(tài)系統(tǒng)的改變。這些環(huán)境脆弱區(qū)內(nèi)常年降雨量偏少、日照充足、太陽輻射較強(qiáng)，以往人類活動(dòng)較少，但由于光伏發(fā)電項(xiàng)目建設(shè)會(huì)對(duì)其表層結(jié)塊土進(jìn)行破壞，就會(huì)造成水土流失和揚(yáng)塵。

光伏發(fā)電項(xiàng)目在建設(shè)階段會(huì)產(chǎn)生一些廢棄物和垃圾，這些廢棄物也將對(duì)環(huán)境造成污染和破壞。施工廢棄物主要是由于在施工期間進(jìn)行土建工作時(shí)的運(yùn)輸車輛、施工機(jī)具使用，會(huì)帶來一些包括廢水及固體廢棄物的排放。這些廢棄物的排放只需要在建設(shè)施工期間合理收集處置，不隨意排放就不會(huì)對(duì)環(huán)境造成很大的影響。施工廢棄物經(jīng)垃圾桶收集后運(yùn)至附近垃圾中轉(zhuǎn)站集中處置后基本對(duì)環(huán)境影響不大。

光伏發(fā)電項(xiàng)目在建設(shè)階段的施工噪聲也是不容忽視的，只不過這些噪聲污染都是只暫時(shí)存在于建設(shè)施工期間。施工噪聲主要來自于施工機(jī)械和運(yùn)輸設(shè)備，主要有推土機(jī)、挖掘機(jī)、起重機(jī)和攪拌機(jī)械等。雖然施工場地多處于空曠地帶，但仍然需要嚴(yán)格控制施工噪聲，避免夜間施工造成對(duì)周圍生態(tài)環(huán)境的影響。

4 生產(chǎn)運(yùn)營階段的環(huán)境影響分析

光伏發(fā)電項(xiàng)目在生產(chǎn)運(yùn)營期間常規(guī)污染主要包括：水污染方面主要包含運(yùn)維人員的生活污水與太陽能電池組件的面板清洗廢水。與光伏發(fā)電項(xiàng)目建設(shè)階段廢棄物的處理相似，只要進(jìn)行合理的管理和集中處理，就不會(huì)環(huán)境造成影響。其中太陽能電池組件的面板清洗廢水，還可以采用專門設(shè)施回收后再利用，或者用于綠化等用途。固體廢棄物主要是一些故障電池組件及電氣元器件。太陽能電池組件故障率約為萬分之一，電氣元件及變壓器的設(shè)計(jì)壽命也均大于25 年，基本不產(chǎn)生固體廢棄物。運(yùn)營階段噪聲污染主要來源于變壓器產(chǎn)生的電磁噪聲。這種噪聲主要是由變壓器硅鋼片的磁致伸縮而引起鐵心振動(dòng)所發(fā)出，以及冷卻風(fēng)扇和油泵等運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)。但光伏發(fā)電項(xiàng)目的電氣設(shè)備一般較小，不會(huì)產(chǎn)生太嚴(yán)重的噪聲污染。盡管目前光伏發(fā)電項(xiàng)目的電氣設(shè)備及線路電壓等級(jí)產(chǎn)生的電磁環(huán)境影響基本不需要考慮，但是未來光伏發(fā)電項(xiàng)目的建設(shè)則需要考慮工頻電磁場的環(huán)境影響。

視覺污染主要是由于太陽能電池組件面板為多晶硅表面覆以鋼化玻璃結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致太陽光照射后產(chǎn)生反射光。對(duì)于視覺污染，目前太陽能電池制造時(shí)通過需要涂覆減反射源來防止，控制由于光線反射引起的光污染。

意外污染物質(zhì)是在光伏發(fā)電系統(tǒng)的正常運(yùn)行期時(shí)發(fā)生的一些意外事故如火災(zāi)、地震等導(dǎo)致，可能使一些有毒物質(zhì)釋放，變壓器也會(huì)發(fā)生漏油事故，均會(huì)對(duì)人員和環(huán)境造成污染，帶來風(fēng)險(xiǎn)。

5 運(yùn)營期滿后影響分析

國內(nèi)光伏發(fā)電項(xiàng)目的設(shè)計(jì)運(yùn)營期一般為25 年，按國家相關(guān)要求在項(xiàng)目運(yùn)營期滿后，整個(gè)項(xiàng)目的電池組件及支架、變壓器等將被全部拆除或者更換。對(duì)于項(xiàng)目運(yùn)營期滿后的廢太陽能組件屬于一般廢物，需要由太陽能組件生產(chǎn)廠家回收再利用。而拆除后的變壓器、逆變器等需要交由專業(yè)單位進(jìn)行回收處理。此外，待運(yùn)營期滿后全部拆除了電池組件及支架、變壓器等設(shè)施后的土地還需要進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)，以達(dá)到環(huán)境影響最小化。

結(jié)語

綜合以上分析，目前國內(nèi)光伏發(fā)電項(xiàng)目對(duì)環(huán)境的影響主要集中在建設(shè)階段、運(yùn)營階段和運(yùn)營期滿后的三個(gè)階段。由于國內(nèi)光伏發(fā)電系統(tǒng)尚多數(shù)處于設(shè)計(jì)建設(shè)運(yùn)營階段，因此目前要多加關(guān)注三個(gè)階段，待若干年后運(yùn)營期滿后，大量報(bào)廢的組件將成為對(duì)環(huán)境有重大影響的因素，因此應(yīng)該在今后的環(huán)境保護(hù)方面應(yīng)該加以重視。