陆上风电场建设对生态环境的影响及缓解措施研究

崔雅文

（国家电投集团风电产业创新中心，上海 200233）

0.引言

风能是众多可再生能源之一，体现出清洁与可再生的优势。在能源形势日益紧张的新时代，风能、太阳能等新能源是能源发展的主要方向。对于风能来说，发电是最重要的应用形式之一，具有很高的生态价值，且环保效果明显。虽然如此，风能发电对自然环境也是一种人为破坏，进而对周边生态环境产生相应的负面影响。随着近年来风能发电的快速发展，风电场的数量与日俱增，建设发展过程中对周边生态环境的影响也开始引起业界的热烈关注，针对性研究越发深入。文章将针对具体的生态环境影响进行详细分析，并提出可行性缓解措施，以维护风电场周围生态环境。

1.风电场节能减排优势及带来的环境问题

对风能的应用主要体现在风力发电方面，此举存在非常理想的环保效益。风力发电不消耗煤炭、石油、天然气等化石能源，不会对水源和空气造成污染，其释放的物质基本不存在有毒、有害物质，建设风电场逐步发展成为缓解化石能源危机、治理环境污染的重要手段之一。

尽管风力发电拥有众多优势，但其在建设与运行期间也会对自然环境与生态环境造成不良影响，例如电磁辐射、噪声污染、危害动物生存、光影效应以及植被破坏等，因此，在进行风电场建设时，负责人员需要仔细分析项目开发可能带来的生态影响[1]。在充分了解各项对环境产生影响的要素之后，技术人员需要和业主方、施工方共同制定科学的施工与维护方案，严密监控建设和运行阶段的各项指标，应用可靠、严谨的管理体系来提升风电场建设与运行质效，真正保护好当地环境。

2.陆上风电场建设对生态环境的影响

本文分别从施工阶段陆上风电场建设对生态环境的影响和运营阶段陆上风电场对生态环境的影响2个方面进行分析，运营阶段着重分析运营期间鸟类觅食、鸟类迁徙和风机产生的油污对生态环境产生的具体影响，做为后文优化和改善陆上风电场建设对生态环境的影响的基础。

2.1 施工阶段的影响

2010年底，我国风电累计装机容量4182.7万千瓦，跃居世界第一，2021年我国陆上风力发电装机容量达到30209万千瓦。随着陆上风电场大规模开发，施工对生态环境造成的不良影响也越发严重。首先，有相当多的风电场建设在丘陵与沙漠地带，2022年2月，国家发改委、能源局发布的《关于完善能源绿色低碳转型体制机制和政策措施的意见》也提出了以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点，加快推进大型风电、光伏发电基地建设的要求。但这些地区的自然环境对恶化的抵抗力较差，弹性复原能力也较低，项目选址阶段应充分考虑环境保护因素。其次，在建设陆上风电场时，需要修建道路、开挖地基、铺设施工和生产设备等，有时不可避免要砍伐树木、破坏植被，使当地环境受到不良影响[2]。再次，风电场建设属于大规模项目，普遍会出现挖土石、扔土石和临时堆放等情况，不仅会破坏一些植物，还会使一些植物被掩埋。在风电场建设期间一定会应用挖掘机，还有大批工作人员、车辆和设备对地表进行多次破坏，使大面积植被受到影响和破坏。此外，在陆上风电场开发建设初期，要科学微观选址、优化风场布局。风机机位、升压站等属于永久性占地，周边植被被清除之后将无法再度生长。同时，不合理的风场布局势必导致道路和集电线路的不合理，从而增加对风电场环境的破坏程度。

2.2 运行阶段的影响

首先，是对鸟类觅食的影响。风电场运行时会影响周围的鸟类正常生存。 特别是风力涡轮机对鸟类觅食的有重大影响。在风机周围，长期居住在这里的鸟儿，受到风轮旋转、叶片变桨、机舱偏航、机械刹车、箱变变压等噪音的干扰，影响了它们的生活方式。并且，在风机运行期间，风机叶片偶尔会撞击到外出活动的鸟类，造成鸟类伤亡。鸟类活动范围主要集中在草地和浅滩地区，许多陆上风电场就建设在这些地区及其附近。除此之外，鸟类在输电线路或是电气设备上停留会导致电气发生短路现象，引发事故问题，因而在风电上的输电杆塔上一般会安装驱鸟装置。

其次，风机对迁徙鸟类的影响。在季节交替时期，一些鸟类要进行迁徙，途中往往会路过一些风电场，存在与风机叶片相撞致使鸟类受伤或死亡的概率。鸟类与风力发电机叶片相撞的概率取决于它们穿越风轮平面的时间长短，主要与鸟的体型大小、飞行高度和飞行速度有关，不同的鸟类有不同的体型大小、不同的飞行高度和不同的飞行速度[3]。一般情况下，中小型鸟类更容易受到风力涡轮机叶片的伤害，但其他鸟类并非绝对安全，有资料显示，就连金雕、兀鹫这种大型猛禽每年也有相当数量死于与风力涡轮机叶片的碰撞。

最后，风机产生的油污会对环境产生影响。风电机组在作业时需要润滑油和冷却油等物质，由于风电机组生产技术水平存在差异，各类机组都会出现程度不一的漏油问题[4]。油污泄漏主要有如下3种形式：第一，顺着风机塔筒下淌；第二，从机舱缝隙流出；第三，在对机组进行检修时流出机油。即便泄漏途径不同，但漏油会影响周围动植物的正常生长并且产生油脂垃圾。为此，风电厂检修人员需要及时查明风机漏油原因，及时落实防漏管理措施，清除现有已生成的油污。此外，发电机电刷磨损所产生的碳粉，如果不能很好地收集，也会泄漏出来污染空气与环境。优化风电机组设计，开展防渗漏控制研究是降低风电机组油污、碳粉等对环境污染影响的有效手段。

3.生态环境缓解措施研究

针对陆上风电场建设对生态环境产生的各种影响，结合上文的分析，本文从倡导科学选址、多元化手段、强化生态水土稳固程度、注重风电场与周围环境协调性、加强法律法规建设5个角度提出生态环境缓解的应对之举。

3.1 倡导科学选址从源头控制污染

为了保护风电场区植被与环境免遭破坏与污染，首先要在在源头上进行控制。在风电场施工之前要准确定位风电场施工范围，同时制定严谨可行的施工方案。第一，在风电场开发建设前期，详细勘察风电场周边具体情况，根据场区及周边地形、地貌、水文、动物、植被、设施、村落等自然生态环境特征，合理地微观选址，科学地进行风电场总体布局规划，把风电场全寿命期内对生态环境的影响、动植物影响控制在最小范围，控制施工期间产生的噪声污染以及环境影响等不足，尽量抑制当地范围内动植物受到的影响程度[5]；第二，在结束风电场科学布局规划后，施工人员要和技术人员深入交流，制定严谨的施工方案与操作流程。例如在风电场施工期间要避开雨季，避免雨水给项目建设产生不良影响，控制水土流失出现概率。施工时要严格按照规定的工艺流程文明生产，如通过轻装轻卸和洒水等手段减少由于项目施工而产生的负面大气环境影响。除此之外，在风电场建设和运营阶段势必会产生相应的固体废弃物和废水等垃圾，给周边生态环境带来程度不一的影响，需要利用科学的方式逐渐降低其对生态环境的破坏。为彻底处理掉建设期间出现的生活与作业废水，可以利用废水集中收集的方式实施统一处理。针对工作人员产生的生活废品可以在施工现场临时开设垃圾堆放区，定期清理、集中运输，降低风电场施工期间水源和固体废弃物的污染影响。

3.2 多元化手段控制环境破坏

第一，在开展风电场施工阶段需要临时占地，因此需要存储当前施工区内表土，在施工结束后，将这部分土壤填充回去，为后续植被复原打好有利基础。如果当前施工区域属于项目永久性用地，则该区域就不能用土壤回填来复原植被，并且此区域植被在遭到破坏后也不能恢复到施工之前的状态，这时可采取异地补偿措施，也就是在周边某地区复原同等数量与质量的植被，采取占一补一原则，控制风电场项目工程对周边环境产生的不良影响。

第二，在风电场运营期间无法避免噪声的出现，这会对生态环境带来不同程度的噪声污染。风电场噪声主要来源于风轮叶片扫风、叶片变桨、机舱偏航、机舱内设备旋转、刹车和振动、箱变运行等。优化风电机组结构，设计制造低噪音的风力发电机部件和整机是控制风电场噪音最根本的途径。此外，风电场运维人员要对场内风机进行检修和养护，使其在运行时一直保持稳定状态，减少机器运行给周边环境带来的影响。在机器出现不良情况时，其噪声会飞速上涨，必须立即停机检修。

第三，风电场中的风力发电机组高达百米以上，风轮直径从几十米不断增加直逼200m，这些庞然大物在阳光照耀之下必然产生光影，影响周边居民和动物的生活。因此，风电场在微观选址阶段就要根据机位点地形结合周边民居和养殖场所分布情况，科学选择合理的风机光影影响时段，计算光影影响角度和距离，以确定风机机位点的安全距离，消除风机光影所造成负面影响。

3.3 强化生态水土稳固程度

在防治风电场周边水土流失问题时，要制定可靠的防治措施，提高水土生态稳定性。针对具体风机机位，合理布置物料堆场、设备站位，制定科学吊装工艺，优化吊装平台尺寸，尽量减少开挖面积与土石方开挖量。条件具备情况下，可在风机吊装平台周围种植灌木防止水土流失。对于可能会发生滑坡的地方可采取开挖边坡、扩大种植灌木和混交乔木的范围等措施。在地表砾石较大的地区，可在土壤表面种植藤蔓，防止砾石移动，同时及时纠正风电场边坡切割造成的土壤问题，改善该地区整体土壤质量状况[6]。针对升压站周边环境的水土问题，可以种植耐贫瘠、耐旱、耐阴、耐光、耐高温的早熟禾。这类植被不仅能在零下20℃生存，在零下9℃环境下也可以保持色泽。同时，以草坪内灌木为装饰，不仅可以增加该区域的美感，还能够保持该区域的水和土壤条件。

3.4 注重风电场与周围环境协调性

为有效缓解风电场周边生态环境问题，提升风电场和周围环境的协调性非常关键。在完善风电场周围生态环境状况时，要科学调查当地地形地貌特征、土壤情况、植被情况以及水文气候等，在了解当地具体的生态环境问题之后，才可以制定出更加精准的对策来助力生态环境复原效果。在进行风电场生态环境调查期间，要利用可靠的评价和分析手段来分析其运行和建设阶段对环境产生的影响，预设科学的复原目标与执行原则，再提出复原方案的具体标准[7]。在对详细的复原方案进行设计时，要和施工人员展开深入的沟通，在掌握风电场目前整体工作情况之后确定复原工作核心内容，如水土流失等，利用对核心内容的优化加强风电场生态治理质效。

3.5 加强法律法规建设

现阶段，我国有很多珍稀植被地区还没有纳入环境保护名录，比如我国云南省西部地区[8]。由于缺少针对性法律政策管制，风电场在建设期间，有可能因为应对环境保护意识不足而对植被和环境造成破坏[9]。鉴于此，国家需要尽快补充和完善相关领域的法律政策制定，同时向社会进行定期宣传。以此从国家方面获得生态环境建设的政策支持，并让社会大众充分了解陆上风电场建设以及生态环境保护的重要价值。将国家制定的法规政策有效落实，将政府、社会组织以及社会大众充分结合，形成合力，共同助力陆上风电场生态环境保护工作。

4.结语

为确保我国风电事业可以获得绿色健康、长效发展，需要立足以下几个方面进行深入研究。第一，落实风电场生态环境现场勘查、监测，挖掘生态环境的实际情况与机理，为生态环境维护以及气候变化预防政策、方案提供有力依据。第二，构建风电场生态、气候与环保一体化模型，为国家各类下垫区、各类气候区不同规模风电场布局对区域生态环境的反应度评估制定可行性工具与方法。第三，进一步研究在气候变化背景下我国风能资源的变化趋势，为后续风能资源深度开发做好准备。第四，构建风电场运行过程中生态环境变化评估标准与评价体系，健全风电场建设工程环境评估机制。第五，根据风能资源实况，落实生态环境影响管制下，风电场局部开发与适配性电网研究，以此支撑风电与电网长效管理，为国家生态文明建设以及长期风电发展目标的落实提供助力。在未来，国家还需要继续进行相关问题的研究，结合新时期研发出的新技术提高陆上风电场建设的信息化发展进程并实现生态文明信息化维护目标。