“农光互补”项目的环境效益及主要环境问题研究

摘要：发展“农光互补”项目能带来经济效益和环境效益，其碳减排效益显著，但也不可避免地产生不良环境影响。以某“农光互补”项目为例，开展环境影响评价，提出环境影响减缓措施。总体来说，要进一步强化监管，持续完善“农光互补”项目环境影响评价审批流程。

关键词：“农光互补”项目；环境效益；环境影响评价；污染防治

中图分类号：X24；F326.4 文献标识码：A 文章编号：1008-9500（2024）08-0-03

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2024.08.036

Study on the Environmental Benefits and Major Environmental Issues of the “Agriculture-Photovoltaic Complementary” Projects

ZENG Ziying

（Guangdong Provincial Academy of Environmental Science， Guangzhou 510045， China）

Abstract： The development of “agriculture-photovoltaic complementary” projects can bring economic and environmental benefits， with significant carbon reduction benefits， but it also inevitably produces adverse environmental impacts. Taking a certain “agriculture-photovoltaic complementary” project as an example， the environmental impact assessment is conducted， and the measures are proposed to mitigate environmental impacts. Overall， it is necessary to further strengthen supervision and continuously improve the approval process for environmental impact assessment of the “agriculture-photovoltaic complementary” projects.

Keywords： “agriculture-photovoltaic complementary” project; environmental benefits; environmental impact assessment; pollution prevention

长期以来，我国能源消费结构基本以化石能源为主，节能减排潜力巨大[1]。在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的目标驱动下，发展太阳能发电项目具有重大的减排意义。国家能源局高度关注并积极支持光伏农业发展[2]，将种植简单、管理方便、有经济用途的农作物种植在太阳能光伏板下，实现板上发电、板下种植的“光伏+农业模式”，提高单位面积土地利用率和产出率。与此同时，要全面识别光伏发电项目可能对生态环境造成的影响，采取有效的环境影响减缓措施，最大限度降低光伏发电项目对生态环境的不良影响，最终实现“农光互补”项目高质量发展。

1 发展“农光互补”项目的必要性

1.1 我国拥有丰富的太阳能资源，开发潜力大

我国太阳能资源丰富，按太阳年总辐照量空间区域分布，我国划分为极丰富带、很丰富带、丰富带和一般带4个区域，有96.4%的地区太阳年总辐照量超过1 050 kW·h/m2，陆地表面每年接受的太阳辐射相当于1.7×1012 t标准煤[3]。广东省年太阳总辐射保持在3 758.8～5 273.0 MJ/m2，分布趋势为东部和沿海多，北部、西部和内陆少，连山壮族瑶族自治县和云浮市为2个低值中心[4]。

1.2 合理开发利用太阳能资源，可缓解能源压力

我国将煤炭作为主要能源，在能源生产和消费中，煤炭约占商品能源消费构成的75%，已成为我国大气污染的主要来源。大力发展太阳能、风能、生物质能、地热能和海洋能等新能源的利用技术将成为减少环境污染的重要举措之一。我国太阳能资源丰富，建设光伏电站，开发太阳能资源符合可再生能源发展规划和能源产业发展方向。大力推进低碳能源替代高碳能源，能有效缓解环境危机和能源危机，大幅度降低传统能源尤其是煤炭资源的消耗。

面对碳减排的压力，我国为世界温室气体减排做出积极的努力。2023年，国务院印发《空气质量持续改善行动计划》，提出要优化能源结构，加速能源清洁低碳高效发展，大力发展新能源和清洁能源，到2025年，非化石能源消费比重达20%左右，电能占终端能源消费的比重达30%左右[5]。“农光互补”项目利用太阳能资源发电，基本没有大气污染物的产生和排放，能够大力发展清洁的可再生能源，对完成“十四五”时期节能降碳目标、助力实现碳达峰碳中和具有重要的意义。

2 “农光互补”项目的经济效益与环境效益

以峰值功率计，某“农光互补”项目设计总装机容量约为75 MW，采用440 W单晶硅组件，共分为20个光伏分区（功率为3.942 40 MW的有18个，功率2.759 68 MW的有1个，功率为1.379 84 MW的有1个），其中，光伏组串有656个，单晶硅光伏组件有170 686块。

根据《光伏发电站设计规范》（GB 50797—2012），经核算，该光伏电站建成后，首年发电量为8 492.49万kW·h，20年发电量累计159 191.708万kW·h，年均发电量为7 959.59万kW·h，20年年均等效利用小时数为1 059.83 h。

2.1 经济效益

根据现行光伏项目平价上网政策，该“农光互补”项目发电电价与燃煤电厂脱硫脱硝标杆上网电价一致，均为0.453元/（kW·h），光伏电站年均发电量收益为3 605.3万元。此外，该项目占地面积为90 hm2，根据相关研究，光伏电站的生态产品单位面积价值量为3.79元/m2，其中蔬菜区生态产品单位面积价值量最低，为3.15元/m2[6]。该项目选用蔬菜区生态产品单位面积价值量进行核算，得出光伏电站生态产品价值，年收益为273.0万元。综上，该项目的年综合经济收益约为3 878.3万元。

2.2 环境效益

在20年的服务期内，该“农光互补”项目平均每年向当地提供绿色清洁电能约7 959.59万kW·h。按照火电煤耗400 g/（kW·h）计算，对比相同发电规模的火电厂，20年共节约标准煤约63.68万t，SO2排放量减少约7 556.18 t，氮氧化物（NOx）排放量减少约7 750.43 t。2022年，全国电网平均排放因子为0.5 703 t CO2/（MW·h）[7]，则20年可减少CO2排放量约90.79万t。

3 “农光互补”项目主要环境问题识别

“农光互补”项目对于改善环境、促进经济发展等有着重要的意义，但项目建设与运营过程以及项目服务期满后会对生态环境造成一定的影响，涉及水环境、大气环境、声环境、光污染和固体废物。

3.1 水环境

项目施工过程会产生施工废水和生活污水，水污染物包括悬浮物、石油类、化学需氧量、生化需氧量和氨氮等。运营过程中，要定期对光伏组件进行清洁、除尘，约半年清洗擦拭一次，会产生少量的光伏组件清洗废水，主要污染物为悬浮物。

3.2 大气环境

“农光互补”项目的大气污染问题主要发生在建设阶段，区域地面开挖、建筑材料运输和卸载、临时物料堆放过程均会产生扬尘，施工设备排放尾气，主要大气污染物包括总悬浮颗粒物、总碳氢化合物、CO和NOx等。项目运营阶段利用光伏发电系统将太阳能转化为电能，太阳能属于清洁能源，太阳能转化为电能的过程无废气排放，不会对大气环境造成不良影响。

3.3 声环境

噪声污染主要来源于机械作业。施工噪声源主要有电锯、混凝土运输泵、冲击钻和切割机等施工设备，噪声源强为80～95 dB（A）。光伏发电过程不涉及机械传动，主要噪声源是光伏组件、逆变器和配套电器设备等，噪声源强为50～60 dB（A）。

3.4 光污染

“农光互补”项目利用太阳能进行能量转化，单晶硅组件表面玻璃在阳光下会反射强光，形成光污染。该项目光伏方阵朝南，安装倾角固定（16°），影响时间主要集中在日出后1～2 h和日落前1～2 h，随着太阳光入射角的增大，受反射光影响的面积减少。

3.5 固体废物

项目服务期满后会产生大量的废光伏电池组件，其中电池板是层压结构，主要由电池片、乙烯-醋酸乙烯共聚物、玻璃和铝边框组成。根据现有的光伏电池组件回收处置技术，晶体硅光伏组件中80%可回收综合利用，其中玻璃、铝边框和钢铁的回收率可达100%，电路板等其他物质属于危险废物，综合利用率约为45.4%[8]。

4 “农光互补”项目环境影响减缓措施

4.1 施工期环境影响减缓措施

施工废水经隔油池、沉淀池处理后可回用于场地降尘、车辆冲洗。生活污水经化粪池处理达标后用于农作物施肥，施工期间产生的废水均可回用，不外排。施工废气主要为运输车辆扬尘和施工机械尾气，采取定期洒水、保持场地清洁、使用苫布遮盖等防尘降尘措施，可将施工过程产生的扬尘对周围环境的影响降到最低程度。噪声污染防治则是通过选用低噪声机械设备、合理安排施工时间和禁止夜间施工等有效措施防止噪声扰民。固体废物主要是地表植被、建筑垃圾和生活垃圾，统一收集，集中堆放，交由有资质的单位妥善处理，对周边环境无明显的影响。

4.2 运营期环境影响减缓措施

一是废水。光伏组件清洗废水主要污染物为悬浮物，不含重金属离子等污染物，可直接用于灌溉光伏板下种植的农作物，不外排。二是噪声。通常，“农光互补”项目占地面积较大，光伏组件分布较为分散，光伏组件、逆变器和配套电器设备的噪声源强均不高，经过10 m的距离衰减后，噪声可降低20 dB（A）。项目在没有光照的时间段不工作，不会产生噪声。三是光污染。采用表面材质为硅晶材料、颜色为深咖啡色和反射率控制在0.3以下的光伏组件，符合有关标准的要求，能最大限度避免光污染对周边居民的生活、工作产生影响。四是固体废物。要加强逆变升压器运行、检修和事故过程中废机油处理处置以及服务期满后光伏组件、支架与变压器等设备拆除过程的监管，建立固体废物处理处置台账，集中收集后委托有资质的单位处理，禁止随意倾倒固体废物。

5 结论

大力发展“农光互补”项目能带来一定的经济效益和环境效益，但也会产生不良环境影响。从全生命周期来看，光伏发电碳排放强度为火力发电的27.96%，是2022年全国电网平均发电碳排放强度的45.59%，碳减排效益显著。因此，按照《中华人民共和国环境保护法》《中华人民共和国环境影响评价法》等的有关要求，开展全面的环境影响评价，从项目选址、污染物排放管控、不良环境影响减缓措施等方面充分论证项目开发的环境合理性。同时，做好施工阶段、运营阶段和服务期满后的环境污染防治工作，规范“农光互补”项目事前审批、事中事后监管，是保障“农光互补”项目生态化、低碳化与绿色化高质量发展，实现能源智慧高效利用的重要前提。

参考文献

1 朱法华，王玉山，徐 振，等.碳达峰、碳中和目标下中国能源低碳发展研究[J].环境影响评价，2021（5）：1-8.

2 国家能源局.对十四届全国人大一次会议第4886号建议的答复[EB/OL].（2023-10-17）[2024-05-07].http：//zfxxgk.nea.gov.cn/2023-10/17/c_1310756742.htm.

3 李俊峰，王斯成.中国光伏发展报告2007[R].北京：中国环境科学出版社，2007.

4 杜尧东，毛慧琴，刘爱君，等.广东省太阳总辐射的气候学计算及其分布特征[J].资源科学，2003（6）：66-70.

5 国务院.空气质量持续改善行动计划[EB/OL].（2023-12-07）[2024-05-07].https：//www.gov.cn/zhengce/zhengceku/202312/content_6919001.htm.

6 魏宇帆，金建峰，丁 倩，等.农光互补电站的生态产品价值核算：以正泰江山200 MW农光互补电站为例[J].农业资源与环境学报，2024（1）：197-211.

7 生态环境部办公厅.关于做好2023—2025年发电行业企业温室气体排放报告管理有关工作的通知[EB/OL].（2023-02-07）[2024-05-07].https：//www.mee.gov.cn/xxgk2018/xxgk/xxgk06/202302/t20230207_1015569.html.

8 焦在强，崔 垚，闫兴国，等.光伏电站项目全生命周期碳排放研究[J].中国资源综合利用，2023（10）：158-160.