基于全壽命周期的光伏發電項目環境影響分析

趙 宇 王藝穎 杜文漢 肖 進

（常州工學院 江蘇常州 213032）

引言

當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人類的能源結構，從而得到可持續發展，而太陽能以其特有的優勢而成為關注的焦點。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的能源。光伏發電系統就是一種利用太陽能采用特殊材料和設備組成的系統[1]。隨著國家對于環境的重視和可持續發展的要求，光伏發電系統已經成為國家鼓勵發展的一種綠色環保的電能提供設施。但是任何工程項目總是或多或少對于環境有一定影響，本文基于全壽命周期管理對光伏發電系統的環境影響進行分析。

對于光伏發電系統的全壽命周期管理就是指對光伏發電項目從可研到退役的整個過程管理[2]，因此光伏發電系統的全壽命周期管理就相應的劃分為五個階段，分別是可研階段、設計階段、建設階段、生產運營階段和服務期滿后，所以對于光伏發電系統的環境影響進行分析得理念應貫穿于這五個階段[3]。

1 可研階段的環境影響分析

對于一個光伏發電項目，在可研階段要開展現場調查、資料分析等充分做好光資源情況、廠址位置的選擇、地質與地形條件情況評價等。在可研階段進行環境影響分析就應該充分圍繞以上這些因素考慮。

可研階段進行環境影響分析時應從地理因子、氣象和環境因子等去考慮，這些影響因子情況復雜，影響大小較難量化。廠址位置的選擇時，雖然它決定著施工和運營階段工作的便捷程度，但是如果選擇不當就會對項目周圍的其他因素造成影響，所以可研階段進行廠址位置選擇時應該盡可能選擇交通便利、對周邊影響較小的廠址，通常是距離城市較近、基礎設施可靠、無文物遺址等，而且地質與地形條件較好，項目實施時不會對地質和地形造成破壞。組件支架設計難度的大小、施工難度、場地平整、土建及支架成本的高低也應該充分考慮，因為它決定著運營階段組件因遮擋因素產生的效率損失、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營成本增加、風沙引起的組件清洗頻率增多等。所以在可研階段的環境影響分析主要是應充分預估后續建設與運營時對環境所造成的影響，避免在建設和運營時增加不必要的支出。

2 設計階段的環境影響分析

光伏發電項目在設計階段的環境影響分析，主要從其選址與其對生態的影響來考慮。按照光伏發電項目安置地點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。通常光伏發電項目的最為理想的選址為沙漠地帶。因為在沙漠地帶的日照充足，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電項目建設對當地生態的影響。草原或者灌木林生態區也是常見光伏發電項目的選址區，這些地方生態環境比較脆弱，光伏發電項目的建設要做更為充分的環境影響評估，防止對當地的生態環境造成過度的破環。合理的設計規劃與布置可以降低對生態環境影響，所以在光伏發電項目在設計階段主要是結合所選廠址進行合理設計減少光伏發電項目對周邊環境的影響。

3 建設階段的環境影響分析

光伏發電項目在建設過程中，對地形地貌的影響較大，將會對施工區域內的社會和自然環境帶來不同程度的影響。建設過程中施工道路修建、場地平整、材料堆放、基礎開挖、電纜溝開挖等施工活動都會造成植被破壞，從而引起水土流失。由于光伏發電項目選址多在一些環境脆弱區，所以還可能將會引起原有生態系統的改變。這些環境脆弱區內常年降雨量偏少、日照充足、太陽輻射較強，以往人類活動較少，但由于光伏發電項目建設會對其表層結塊土進行破壞，就會造成水土流失和揚塵。

光伏發電項目在建設階段會產生一些廢棄物和垃圾，這些廢棄物也將對環境造成污染和破壞。施工廢棄物主要是由于在施工期間進行土建工作時的運輸車輛、施工機具使用，會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施工期間合理收集處置，不隨意排放就不會對環境造成很大的影響。施工廢棄物經垃圾桶收集后運至附近垃圾中轉站集中處置后基本對環境影響不大。

光伏發電項目在建設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存在于建設施工期間。施工噪聲主要來自于施工機械和運輸設備，主要有推土機、挖掘機、起重機和攪拌機械等。雖然施工場地多處于空曠地帶，但仍然需要嚴格控制施工噪聲，避免夜間施工造成對周圍生態環境的影響。

4 生產運營階段的環境影響分析

光伏發電項目在生產運營期間常規污染主要包括：水污染方面主要包含運維人員的生活污水與太陽能電池組件的面板清洗廢水。與光伏發電項目建設階段廢棄物的處理相似，只要進行合理的管理和集中處理，就不會環境造成影響。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計壽命也均大于25 年，基本不產生固體廢棄物。運營階段噪聲污染主要來源于變壓器產生的電磁噪聲。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所發出，以及冷卻風扇和油泵等運行時產生的振動。但光伏發電項目的電氣設備一般較小，不會產生太嚴重的噪聲污染。盡管目前光伏發電項目的電氣設備及線路電壓等級產生的電磁環境影響基本不需要考慮，但是未來光伏發電項目的建設則需要考慮工頻電磁場的環境影響。

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構，導致太陽光照射后產生反射光。對于視覺污染，目前太陽能電池制造時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。

意外污染物質是在光伏發電系統的正常運行期時發生的一些意外事故如火災、地震等導致，可能使一些有毒物質釋放，變壓器也會發生漏油事故，均會對人員和環境造成污染，帶來風險。

5 運營期滿后影響分析

國內光伏發電項目的設計運營期一般為25 年，按國家相關要求在項目運營期滿后，整個項目的電池組件及支架、變壓器等將被全部拆除或者更換。對于項目運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單位進行回收處理。此外，待運營期滿后全部拆除了電池組件及支架、變壓器等設施后的土地還需要進行生態恢復，以達到環境影響最小化。

結語

綜合以上分析，目前國內光伏發電項目對環境的影響主要集中在建設階段、運營階段和運營期滿后的三個階段。由于國內光伏發電系統尚多數處于設計建設運營階段，因此目前要多加關注三個階段，待若干年后運營期滿后，大量報廢的組件將成為對環境有重大影響的因素，因此應該在今后的環境保護方面應該加以重視。