基于全寿命周期的光伏发电项目环境影响分析

赵 宇 王艺颖 杜文汉 肖 进

（常州工学院 江苏常州 213032）

引言

当前全世界都把目光投向了可再生能源，希望通过可再生能源的使用改变人类的能源结构，从而得到可持续发展，而太阳能以其特有的优势而成为关注的焦点。太阳辐射能首先是丰富的能源，它取之不尽、用之不竭的、而且是无污染和廉价的能源。光伏发电系统就是一种利用太阳能采用特殊材料和设备组成的系统[1]。随着国家对于环境的重视和可持续发展的要求，光伏发电系统已经成为国家鼓励发展的一种绿色环保的电能提供设施。但是任何工程项目总是或多或少对于环境有一定影响，本文基于全寿命周期管理对光伏发电系统的环境影响进行分析。

对于光伏发电系统的全寿命周期管理就是指对光伏发电项目从可研到退役的整个过程管理[2]，因此光伏发电系统的全寿命周期管理就相应的划分为五个阶段，分别是可研阶段、设计阶段、建设阶段、生产运营阶段和服务期满后，所以对于光伏发电系统的环境影响进行分析得理念应贯穿于这五个阶段[3]。

1 可研阶段的环境影响分析

对于一个光伏发电项目，在可研阶段要开展现场调查、资料分析等充分做好光资源情况、厂址位置的选择、地质与地形条件情况评价等。在可研阶段进行环境影响分析就应该充分围绕以上这些因素考虑。

可研阶段进行环境影响分析时应从地理因子、气象和环境因子等去考虑，这些影响因子情况复杂，影响大小较难量化。厂址位置的选择时，虽然它决定着施工和运营阶段工作的便捷程度，但是如果选择不当就会对项目周围的其他因素造成影响，所以可研阶段进行厂址位置选择时应该尽可能选择交通便利、对周边影响较小的厂址，通常是距离城市较近、基础设施可靠、无文物遗址等，而且地质与地形条件较好，项目实施时不会对地质和地形造成破坏。组件支架设计难度的大小、施工难度、场地平整、土建及支架成本的高低也应该充分考虑，因为它决定着运营阶段组件因遮挡因素产生的效率损失、暴雨或洪水等恶劣自然条件下组件支架沉降的程度、修剪杂草或灌木丛引起的运营成本增加、风沙引起的组件清洗频率增多等。所以在可研阶段的环境影响分析主要是应充分预估后续建设与运营时对环境所造成的影响，避免在建设和运营时增加不必要的支出。

2 设计阶段的环境影响分析

光伏发电项目在设计阶段的环境影响分析，主要从其选址与其对生态的影响来考虑。按照光伏发电项目安置地点的生物群落和生物多样性的不同分类为森林、草地、沙漠、沙漠灌木林和农田等基本土地类型。一般而言，生物多样性的不同与其气候条件尤其是降雨量有关。通常光伏发电项目的最为理想的选址为沙漠地带。因为在沙漠地带的日照充足，全天几乎无云层遮挡，而且生物量很少，不占用耕地，几乎不用考虑光伏发电项目建设对当地生态的影响。草原或者灌木林生态区也是常见光伏发电项目的选址区，这些地方生态环境比较脆弱，光伏发电项目的建设要做更为充分的环境影响评估，防止对当地的生态环境造成过度的破环。合理的设计规划与布置可以降低对生态环境影响，所以在光伏发电项目在设计阶段主要是结合所选厂址进行合理设计减少光伏发电项目对周边环境的影响。

3 建设阶段的环境影响分析

光伏发电项目在建设过程中，对地形地貌的影响较大，将会对施工区域内的社会和自然环境带来不同程度的影响。建设过程中施工道路修建、场地平整、材料堆放、基础开挖、电缆沟开挖等施工活动都会造成植被破坏，从而引起水土流失。由于光伏发电项目选址多在一些环境脆弱区，所以还可能将会引起原有生态系统的改变。这些环境脆弱区内常年降雨量偏少、日照充足、太阳辐射较强，以往人类活动较少，但由于光伏发电项目建设会对其表层结块土进行破坏，就会造成水土流失和扬尘。

光伏发电项目在建设阶段会产生一些废弃物和垃圾，这些废弃物也将对环境造成污染和破坏。施工废弃物主要是由于在施工期间进行土建工作时的运输车辆、施工机具使用，会带来一些包括废水及固体废弃物的排放。这些废弃物的排放只需要在建设施工期间合理收集处置，不随意排放就不会对环境造成很大的影响。施工废弃物经垃圾桶收集后运至附近垃圾中转站集中处置后基本对环境影响不大。

光伏发电项目在建设阶段的施工噪声也是不容忽视的，只不过这些噪声污染都是只暂时存在于建设施工期间。施工噪声主要来自于施工机械和运输设备，主要有推土机、挖掘机、起重机和搅拌机械等。虽然施工场地多处于空旷地带，但仍然需要严格控制施工噪声，避免夜间施工造成对周围生态环境的影响。

4 生产运营阶段的环境影响分析

光伏发电项目在生产运营期间常规污染主要包括：水污染方面主要包含运维人员的生活污水与太阳能电池组件的面板清洗废水。与光伏发电项目建设阶段废弃物的处理相似，只要进行合理的管理和集中处理，就不会环境造成影响。其中太阳能电池组件的面板清洗废水，还可以采用专门设施回收后再利用，或者用于绿化等用途。固体废弃物主要是一些故障电池组件及电气元器件。太阳能电池组件故障率约为万分之一，电气元件及变压器的设计寿命也均大于25 年，基本不产生固体废弃物。运营阶段噪声污染主要来源于变压器产生的电磁噪声。这种噪声主要是由变压器硅钢片的磁致伸缩而引起铁心振动所发出，以及冷却风扇和油泵等运行时产生的振动。但光伏发电项目的电气设备一般较小，不会产生太严重的噪声污染。尽管目前光伏发电项目的电气设备及线路电压等级产生的电磁环境影响基本不需要考虑，但是未来光伏发电项目的建设则需要考虑工频电磁场的环境影响。

视觉污染主要是由于太阳能电池组件面板为多晶硅表面覆以钢化玻璃结构，导致太阳光照射后产生反射光。对于视觉污染，目前太阳能电池制造时通过需要涂覆减反射源来防止，控制由于光线反射引起的光污染。

意外污染物质是在光伏发电系统的正常运行期时发生的一些意外事故如火灾、地震等导致，可能使一些有毒物质释放，变压器也会发生漏油事故，均会对人员和环境造成污染，带来风险。

5 运营期满后影响分析

国内光伏发电项目的设计运营期一般为25 年，按国家相关要求在项目运营期满后，整个项目的电池组件及支架、变压器等将被全部拆除或者更换。对于项目运营期满后的废太阳能组件属于一般废物，需要由太阳能组件生产厂家回收再利用。而拆除后的变压器、逆变器等需要交由专业单位进行回收处理。此外，待运营期满后全部拆除了电池组件及支架、变压器等设施后的土地还需要进行生态恢复，以达到环境影响最小化。

结语

综合以上分析，目前国内光伏发电项目对环境的影响主要集中在建设阶段、运营阶段和运营期满后的三个阶段。由于国内光伏发电系统尚多数处于设计建设运营阶段，因此目前要多加关注三个阶段，待若干年后运营期满后，大量报废的组件将成为对环境有重大影响的因素，因此应该在今后的环境保护方面应该加以重视。