光伏项目环境影响评价及污染防治对策

李宝宝

（山西焦煤集团新能源有限公司 山西太原 030000）

引言

根据国家能源局公布的数据显示，截至2021 年底，我国光伏发电量累计并网容量30598.7 万千瓦。其中，2021 年光伏发电新增并网容量5488 万千瓦，达到历史新高。从新增装机布局来看，华北、华东、华中地区分别占全国新增光伏装机容量的39%、19%、15%。与传统燃煤发电相比，光伏发电属于清洁能源，运行期污染物排放少，也不会消耗能源燃料，且前期的建设周期也较短，因此，光伏发电项目具有良好发展前景，预计到2030 年，我国风电、太阳能发电总装机容量达12亿千瓦以上。“双碳”目标背景下，光伏产业发展迎来了发展机遇，也进入了新的发展阶段。但从全生命周期来分析，无论是陆域光伏发电项目，还是海域光伏发电，都会不同程度地对生态环境产生破坏影响，如施工期电缆铺设破坏植被，导致水土流失；运营期噪声污染，以及光伏组件擦洗废水等等[1][2]。因此，要针对光伏发电项目的特点，重点分析其给周边生态环境的影响，并针对光伏发电项目的生态环境影响进行全面的评价，根据其对环境影响的评价情况，有针对性地提出相应的污染防治措施，从而将光伏发电项目对生态环境的影响降低到最小，进一步平衡光伏发电项目经济效益和环保效益平衡，实现“双赢”。

1 光伏发电项目环评概述

1.1 光伏发电系统

太阳能光伏系统由太阳能电池阵列、蓄电池、逆变器、负载等组成。其中，太阳能电池阵列是光伏发电的核心组件。根据光伏发电与电力系统的关系，可将光伏发电划分为独立光伏发电系统、并网光伏发电系统和分布式光伏发电系统[3]。其中，独立光伏发电系统又叫离网光伏发电，由控制器、蓄电池及太阳电池组件构成。主要有太阳能户用电源系统、村庄供电系统、太阳能路灯等带蓄电池，可独立运行的光伏发电。并网光伏发电系统可通过逆变器转换并接入公共电网，分带蓄电池并网光伏发电系统、不带蓄电池并网光伏发电系统。分布式光伏发电系统又可分为集中式大型并网光伏发电系统、分布式光伏发电系统，其中，并网光伏发电系统建设周期长、占地面积大、投资成本高；而分布式光伏发电系统建设周期短、占地面积小、投资小，且政府支持力度大。

1.2 环境影响评价意义

广义上，环境影响评价是指因人为活动而分析评价生态环境影响，这种分析包括正面影响，也包括负面影响。例如，光伏发电项目可产生经济效益，带来电力保障；而负面影响，主要包括污染物排放及对生态环境的负面影响。

狭义上，光伏发电项目环境影响包括光伏发电项目建设期、运营期及退役后环境影响。无论是广义上环境影响评价，还是狭义上环境影响评价，均可为光伏发电提供科学指导，并为后期生态环境污染防治提供相应的环保建议，使光伏发电项目的建设及管理更具科学性[4][5]。

1.3 光伏发电案例

某市太阳能资源十分丰富，年辐射值预计达到5100-5500MJ/m2，并且该区域大部分地区年日照时数为2000-2500h，从照射量来看，属于我国太阳能资源B 类丰富区。该光伏发电项目由68 个光伏阵列组成，且每个阵列设置一座35kV 箱变。光伏发电项目组件产生直流电，直流电经逆变后与箱式变压器连接，其电压升至35kV，经集电线路并联后接入110kV 升压站。从项目的工程内容来看，该光伏发电项目设计服务年限为25 年，发电工程容量为100MWp，平均年发电量为155 万kW·h。光伏发电项目由主体、辅助及公用工程三部分组成。其中，主体工程包括光伏阵列（68 个）、逆变及箱变（68 台）系统、110kV 升压站。辅助工程，主要为光伏发电项目保障及电力传输，即，道路工程和集电线路。公用工程，主要为光伏发电项目提供水、电、暖等，涉及施工期及运营期生活、清洗用水，取暖用空调和加热器。

2 光伏发电项目环境影响评价

建设项目环境影响包括污染影响类、生态影响类。就光伏发电项目来说，其环境影响为生态影响类。从全生命周期来看，光伏发电项目环境影响包括施工期环境影响、运营期环境影响，以及服务期满后环境影响。因此，光伏发电项目环境影响评价要着重贯穿于建设项目的全过程[6][7]。

2.1 施工期

光伏发电项目进入施工环节时（见图1），常常包括施工的准备环节，电场场地平整及地基开挖环节，光伏发电构筑物基座浇筑环节，光伏组件及电气设备安装，以及集电线缆开挖环节，场地清理并绿化环节，以及工程验收和投入运营等。在不同环节均会产生一定的环境影响。根据 《环境保护法》《大气污染防治法》《噪声污染防治法》《环境影响评价法》等，光伏发电项目施工期的环境影响主要有扬尘、噪声、固体废物、水土流失、废水。其中，施工准备环节主要是施工道路修整时的施工噪声、施工扬尘；光伏构筑物地基浇筑环节的主要环境影响有水土流失、固体废物排放，以及施工噪声等。

图1 光伏发电施工工艺流程及环境影响

施工期的生态环境影响呈现出一些该环节的特点：例如，大气污染，主要是来自地基开挖、道路修筑、物料运输，以及柴油发电机燃油排放等，废水污染，主要是施工废水及施工人员的生活污水；无论是废水、废气及噪声，施工环节的环境影响较小、时间较短，且随着施工环节的结束而结束。因此，光伏发电项目施工期的生态环境虽然受到一定的影响，但采取相应的措施后，其生态环境能够得到有效恢复和改善。此外，由于光伏发电项目会占用土地，改变土地利用性质，影响植被，且光、辐射等长期性污染也是影响生态环境的重要因素，因此，在选址前要认真做好踏勘，避让自然保护区、风景区等环境敏感区。

2.2 运营期

光伏发电项目施工完成，经验收达标进入运营环节后（见图2），各个环节都会产生不同的污染物，给周边生态环境造成一定影响。根据类型来看，光伏发电项目环境影响包括生态环境影响、电磁辐射、土地利用、光污染、噪声污染等等。

图2 光伏发电运营期工艺流程及环境影响

（1）生态环境影响

运营期，光伏电池组件阴影影响植被，光伏板遮挡并改变了受光伏板布置区域光热条件、风速等，影响整个光伏板遮挡区域植物生长的生态环境，使其受太阳光大为减少。此外，光伏发电项目建成后，开展一系列的观光游等项目，使项目所在区域人类活动增加，影响了项目区域原本的生态环境，降低动物数量。光伏发电项目运营阶段太阳板雨水直流至地基，长时间的雨水冲刷会导致地基局部区域水土流失，影响生态环境。

（2）电磁辐射

光伏发电项目多采取矩阵式，这种光伏发电模式属中低压电力设备类型，其周围无论是电场，还是电磁辐射的强度，大多远低于限值，因此，电磁辐射环境影响较小。

（3）土地利用

光伏发电项目在运营过程中，由于光伏电板遮光，以及太阳板雨水冲刷等影响，干扰原有的生态系统，导致土地裸露，生物量减少，植被覆盖率降低，最终会影响土壤结构，降低土壤有机物含量，考虑光影等影响，多种植菌菇等喜阴菌或草药，改变了土地的利用模式。

（4）影响土壤理化性质

运营期的长时间影响，光伏板遮阳土壤出现光照区与阴影区的明显分界，阴影区常年缺少雨水供应，下方土壤水分入渗少，蒸发减少，增加土壤容重，对土壤的渗透性及蓄水能力都会产生一定的影响。

（5）光污染

太阳能光伏发电电池组件由多晶硅板、减反射膜、钢化玻璃压制而成。光伏电池表面玻璃在太阳光的反射强光照射下，这些特殊材质产生的光反射、折射，易造成光污染。长时间生活或工作于白色亮光环境下，会损害视网膜和虹膜，导致食欲减退、失眠、情绪低落，光污染也会伤害鸟类、昆虫，让候鸟在光污染环境中迷失方向，影响驾驶员短暂失盲，还会影响高速公路车辆安全行使[8][9][10]。

2.3 服务期满

该项目设计运行年限为30 年。30 年服务期满后，该光伏发电项目需要进行拆除，拆除环节还需要关注其对周围环境的影响。拆除包括光伏阵列组件、逆变器设备，以及基座建筑物、集电线路等，可见，在光伏发电项目运营期满后，需要重点关注废旧电池、光伏组件、建筑垃圾等。

综上，根据光伏项目环境影响的主要内容，结合该项目的实际情况。施工期主要环境影响有：噪声，主要是施工过程中机械噪声及交通噪声所致；废水，主要来自施工人员生产、生活环节；固体废物，主要是建筑材料，以及在此环节产生的建筑垃圾、生活垃圾等固体废物。生态环境影响主要体现在植被的破坏，随着项目施工完成，经过人工种植，可有效恢复植被。运营期主要环境影响有：本项目在建设前就对选址进行了科学规划，对表土进行剥离，并在施工时采取了相应的措施，减少了水土流失，而且在施工结束后，及时进行了植被恢复，在光伏板下种植草药、菌菇等喜阴物种，设置畜牧养殖大棚，土地实际利用功能未受较大影响，经过一段时期的运行，监测和观察，土壤渗透性、蓄水力影响不大。针对光污染问题，选用典型多晶硅太阳能电池组件，表层选用特种钢化玻璃，降低反射率，结合选址地区交通量小等因素，减小光污染影响。无论是从经济效益，还是从生态环境效益的可持续发展来看（见表1），该项目合理采取相应的保护措施，提前做好选址规划和工艺技术应用，能够产生良好的经济及生态环保效益。

表1 光伏发电环境效益一览表

3 光伏发电项目环境污染防治

从光伏发电项目环境影响评价来看，光伏发电项目对周边的生态环境影响主要在施工期、运营期，以及服务期满后的生态环境影响。为此，针对光伏发电项目环境污染问题，应对不同时期的环境污染，采取相应的对策措施。

例如，施工期，要重点做好选址、生活污水及垃圾外运处理。而运营期，则重点做好固废、噪声、光污染及电池组件的清洗等。服务期满后，重点做好生态恢复，以及相关废弃物的拆除等[11][12]。

3.1 施工期

光伏发电项目施工期环境污染主要来自建筑、生活垃圾，以及噪声、生活污水等影响。首先是要科学选址，光伏发电项目应考量太阳光照射强度因素，以及根据其后期的生态环境影响科学选址，远离城市及高速公路。然后针对施工过程中产生的生活污水、工业废水等，应做好相应的处理，最大限度降低对生态环境的影响。施工过程中的废组件由设备商回收；生活垃圾应统一运往指定地点进行处理；建筑垃圾分类做好收集，弃土则用于填方或运往弃土场；弃渣、废弃水泥建材等无法回收的，则统一运往建筑垃圾堆场集中处置。施工期的废油量少，做好运输、使用过程中防渗及避免雨淋等措施。施工噪声则采取降噪处理，严禁夜晚施工。

3.2 运营期

（1）废水

运营期光伏发电项目的废水环境影响主要来自清洗电池组件，废水中含有悬浮物，但废水较少，收集后集中处理达标再用于场区周边绿化，不外排，减少周边环境影响。

（2）噪声

光伏发电项目噪声主要来自运营期变压器、逆变器等设备运转发出的电磁噪声。为此，要合理布置变压器，采用箱式布置逆变器，且远离敏感环境区域，做好日常变压器、逆变器设备的运行维护，使其始终保持良好运行工况。

（3）固废

固废主要来自光伏发电项目运行过程中废弃的电池板组件，其设计使用寿命多在25 年，光伏组件报废后应集中收集，暂存于废旧电池板存储间，定期回收，集中处理。

（4）光污染

选用多晶硅光伏板块，硅片表层覆盖反射膜层，采用光伏阵列，安装时采用低度倾角，反射面固定朝天，以免对周围、地面道路交通及居民生活造成光污染。

3.3 服务期满

光伏发电项目设计运营期为25 年，在运营期满后，需要根据规定对电池组件、变压器、电池组件支架等生产区相关设备进行更换或拆除。其中，废旧电池属一般废物，经统一收集回收至厂家做再利用，变压器、逆变器等废旧物，在光伏发电项目服务器满后拆除并交由专门机构统一处理。光伏发电项目场地在服务期满后，应对其进行生态恢复。

结语

针对光伏发电项目的行业特点，总结如下。

（1）要认真做好光伏发电项目规划环评、项目环评。根据地区能源产业发展规划环评，做好光伏发电项目的环境影响评价，严禁未评先建，边评边建。

（2）严把光伏发电项目环评重点内容。根据施工期、运营期及服务期满等，不同阶段、环节，重点做好光伏板清洗废水处理、生态恢复，光污染、噪声污染防治。

（3）光伏发电项目占地面积大，在具体确定点位、范围及方案时，应严格遵守环境影响评价中提出的具体措施，严禁随意更改。

（4）光伏发电项目对植被、水土流失、电磁辐射及光污染等影响具有一定的滞后性和累积性，因此，还需要进一步做好光伏发电项目的环境影响后评价工作，评估具体项目实际执行过程中的生态环保措施效果，并根据环境影响后评价情况，及时做好补救和改进。

“十四五”时期，我国进一步加大清洁能源生产发展，太阳能、水能和风能发电产业蹄疾步稳，进一步减少化石能源消耗。在大力发展光伏发电产业的同时，要更加注重生态环保，最大限度降低项目带来的环境影响，实现光伏发电项目的生态环保和经济效益双赢、多赢和共赢。