太阳能光伏发电项目生态恢复的重点及难点

王石贵 张立国 徐磊

摘 要：随着煤炭、石油和天然气等化石燃料迅速消耗，以及由此带来的能源危机与环染日益加剧，近年来世界各国都在积极寻找和开发新的、清洁、安全可靠的可再生能源。太阳能具有取之不尽、用之不竭和清洁安全等特点，是理想的可再生能源。太阳能光伏发电技术作为太阳能利用的一个重要组成部分，并被认为是二十一世纪最具发展潜力的一种发电方式。然而太阳能光伏发电项目的建设不可避免地会对生态环境造成一定程度的破坏，例如在项目建设过程中的水土流失、植被退化等一系列生态问题。在生态破坏之后的恢复就显得尤为重要，本文将结合云南光伏发电现状，论述太阳能光伏发电生态恢复的重点及难点。

关键词：光伏发电；生态恢复；生态恢复重点及难点

一、光伏发电带来的生态问题

太阳能资源丰富，蕴藏量大等特殊的自然条件是云南省建设太阳能光伏发电项目的优势，但是由于云南省属于高原山区省份，地形起伏较大，高山峡谷相间，全省相对平缓的山区只占总面积的10%左右，大面积的土地高低参差，纵横起伏，也使得在该区域修建太阳能光伏发电极易产生水土流失。项目施工破坏了原始植被覆盖，使林草覆盖率降低，影响工程区域脆弱的生态环境。还会使原地表土层受到破坏，导致林草覆盖度降低，会使地表土壤理化性质下降、 抗蚀能力减弱，水土流失增加。并且项目建设中土石方开挖等施工活动都会对原地形产生严重扰动，改变原有地貌，可能增加滑坡、崩塌等重力侵蚀的发生。

二、光伏发电植被恢复的重点和难点

1.光伏发电植被恢复的重点

植被恢复过程是破坏过程的逆向过程，这一过程可能沿被破坏时的轨迹复归，也可能是沿一种新途径去恢复；可能是自然进行，也可能是需要人工支持和诱导下的过渡过程。“恢复”为恢复到原先的状态，或到一种未受损伤的或完整的状态，即回到初始那种健康完善的状态。

而云南地处喀斯特地貌地区，喀斯特石漠化是土地荒漠化的主要类型之一，环境恶化与土地退化严重。云南太阳能光伏发电厂基本在此类型土地条件下建设，喀斯特石漠化植被恢复需要重点注意以下几点：

（1）植物生长所需的土壤和水。喀斯特山区山高坡陡，为土壤的重力侵蚀提供势能，除河谷和洼地外，山体的坡度大部分都在25。以上，上部岩石风化脱落，形成落石在中下部堆积，土壤稀少，土层极薄，不利于植物生长。

在喀斯特地区，碳酸盐岩系抗风化能力强，母岩造壤能力差，成土过程缓慢。差异性风化和非等体积风化使基岩面凹凸不平，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运，使土壤表现为负增长，残留的土壤粘而瘦，物理性质很差；数石灰土土体母岩常有较发达的裂隙、缝沟、管道、 洞穴等，使土壤中的重力水极快地渗漏到地下水中，而地下水埋藏深，不能补给土体，不利于植物生长。

（2）光伏太阳方阵占地面积大，不易植被恢复。由于太阳能的能量密度低，一般情况下，每平方米，太阳强度为1000W/m2，所以光伏太阳能方阵的占地面积大，大约1兆瓦大约占地面积为20亩，进行全面系统的植被恢复工程难度大。而且太阳能板安装后遮挡了植物生长需要的阳光。

（3）云南属于喀斯特地貌区域，雨水无组织排放。工程的建设施工，减少了雨水的入渗，从而降低了雨水对项目区地下水的补给，增加了排涝压力。由于喀斯特地区降雨季节性不均和特殊的水文地质条件，早春时节干旱伴随倒春寒，土壤缺水且没有地下水的补给；雨后土体水分不断蒸发或被植物利用，在下一次降水前没有其他补给来源，较高的岩石裸露导致土层不连续，制约土体内水分的侧向流动。以上原因都严重抑制种子萌发和植物生长，植被更新较其它地区缓慢，而且干燥的环境还容易引发火灾，地面高低起伏，救火的难度较大。

2.方阵植被恢复的难点

综合以上所述，云南太阳能光伏发电厂进行植被恢复所面对的难点主要是由于特殊的喀斯特地貌所造成的缺水，少土；因为太阳能的能量密度低所造成的光伏发电方阵面积过大，太阳能板的遮挡，植物生长需要的阳光减少，工程的建设施工，减少了雨水的入渗，从而降低了雨水对项目区地下水的补给，增加了排涝压力，进行全面系统的植被恢复难度较高。

3.解决光伏植被恢复的措施

（1）表土收集。云南的太阳能光伏发电厂基本建设于喀斯特地貌之上，由于特殊的地质条件，在进行光伏发电厂建设前的表土剥离与收集，用于之后太阳能方阵的植被恢复，将是行之有效的植被恢复措施之一。

进行表土的收集能有效保护地表熟土资源不流失，这些土壤肥力充足，用于植被恢复时能显著提高植被恢复成效，还能有效的减少植被恢复面积过大产生的额外资金投入。

（2）雨水收集。喀斯特地区降雨季节性不均和特殊的水文地质条件，进行雨水的收集与利用也是解决光伏植被恢复的措施。

光伏发电厂雨水收集的主要方法为：建设雨水收集池；场地雨水收集可以采用下凹式绿地集水；厂区道路雨水收集，可以将道路两侧的绿化和雨水收集口相结合，通过绿化过滤道路径流进行雨水收集回用。

（3）植物选择。云南的太阳能光伏发电厂在植物选择方面应优先选择本地植被，同时也要考虑植被的高度。选择不恰当会带来以下的隐患：隐患一：杂草遮挡组件，组件性能下降。过组件的杂草，在光照下产生阴影，阴影倒映在组件上，降低了光伏辐射量，间接的降低了组件的输出电流，导致组件输出性能的下降，降低发电量。隐患二：杂草遮挡，容易让组件产生热斑效应。组件长期受到杂草遮挡，久而久之遮挡部分将被当作负载，消耗其他有光照的太阳电池组件所产生的能量。被遮蔽的组件此时会发热，产生热斑效应，长期的热斑会对组件性能造成不可逆的影响甚至引起组件烧毁，进而缩短电站整体寿命，影响电站的收益。隐患三：茂密的杂草，影响设备的散热。光伏电站的主要设备，逆变器、 汇流箱在运行过程中会产生一定的热量，长期处于茂密杂草遮挡中的话，会抑制设备对外散热，热量长时间散不出去，会导致设备过热而引发故障。另外值得一提的是夏天气候炎热加上设备温度过高散不出去，还会存在火灾风险。在宾川县西村光伏电站进行植被恢复，选择种植当地适宜性强的灌木马桑Coriarianepalensis、攀援性藤本金银花Lonicerajaponica、草本黑麦草Lolium perenne L.等。

三、结语

通过实施上述措施，进行的表土收集到表土可用于厂区绿化或是用于光伏方阵下的植被恢复；雨水收集措施所收集到的雨水可用于清洗太阳能板、厂区防火、植被恢复，发展农业（引进经济作物）。

作者简介：王石贵（1981-11-22），男，汉族，云南省曲靖市陆良县人，本科，现工程师；从事水土保持、生态治理、环境污染治理工作。