區域電網環保規劃方法框架及應用

毛國柱，張鳳熔，李 敬，顧延勛，鄒宏陽，劉 茜

(1．天津大學環境科學與工程學院，天津市300072;2． 天津天大求實電力新技術股份有限公司，天津市300387;3． 廣東電網有限責任公司珠海供電局，廣東省珠海市519000)

0 引 言

目前，電力環保領域的重心在于電力生產環節的能源結構調整、發電廠污染物減排問題，其中與氣候變化相關的溫室氣體減量化更是全球關注的焦點［2-6］。然而，對于電力輸送環節——電網系統，電力電量平衡、系統可靠性、技術可行、經濟合適等仍是電網規劃的首要目標，其環境影響沒有得到應有的重視，納入考量的也僅涉及土地資源占用和電磁噪聲問題［7-9］。國內外針對電網環保問題也已有一些研究，但這些研究的對象多是獨立的輸變電建設工程［10-11］，并且側重于對水、電磁等單一環境要素影響的防治［12-13］，立足系統性角度的電網環境問題的研究卻很少，導致電網環保工作多停留在工程項目的環境影響評價或電磁、噪聲等單一污染治理的層面上，呈現出局部、分散、滯后的特點。鑒于上述缺點，以系統性思想為基礎從規劃源頭解決電網環境問題將是今后的發展趨勢。有學者在電網環保規劃方面做了一些探索，叢俊等分析了電網規劃環評中存在的難點和問題，并提出一套不同層次規劃的協調性評價指標體系［14-15］;王志標等結合南京電網“十一五”規劃環評案例，對電網規劃環評思路、評價體系、內容框架進行探討［16］;朱堅強等則嘗試將環保因素量化直接參與電網規劃，得到電網環保全局規劃模型［17］。總體而言，電網環保規劃正處于起步階段，現有的電網環境影響評價體系較為簡單，并且還未見關于環保規劃工作方法框架體系的研究。因此，本文立足系統角度，分析電網環保規劃的特點，全面識別電網對環境的影響，建立初步的區域電網環保規劃方法框架，并且將其運用于珠海市“十三五”環保規劃，以為其他地區的電網環保規劃工作的開展提供一種思路。

1 電網環保規劃的特征分析

電網環保規劃以電網系統為主體，識別電網系統的環境問題并確定在何時、何地采取何種措施以降低電網系統的環境影響。要建立區域電網環保規劃方法框架，首先必須考慮電網環保規劃的特征，明確其與傳統大電網規劃、城市環境規劃等規劃間的聯系和差異。結合電網系統自身特點，并通過與其他規劃的對比，筆者認為電網環保規劃具有下述特征。

1.1 系統性

電網系統建設是城市建設的一個重要組成部分，因其服務于所有居民的日常生活，覆蓋面極廣，建設范圍涉及整個城市。因此，電網環保規劃的對象是整個城市的電網系統，而不是單一的輸變電工程，應以系統性的眼光將其看作一個由眾多變電站和輸電線路聯結起來的整體。既要分析局部環境影響，更要從宏觀的大電網角度分析其與環境之間的協調性。

1.2 環保目標突出性

提高供電能力、帶動經濟發展是電網系統的首要任務。在傳統的大電網結構規劃中，電網規劃的目標被表述為“在保證電力安全可靠地輸送到負荷中心的前提下，使電力建設和運行費用為最小”［8］。若僅以可靠性和成本作為決策依據，盡管電網系統的環境影響沒有工業行業顯著，但其一些被長期忽視的環境影響將有可能引發較嚴重的生態破壞和人身安全問題。因此，電網環保規劃應當在保證電網可靠性的前提下，更多地考慮環境保護目標。相比于傳統的電網規劃，環境效益的地位提升，環境保護重要性凸顯。

1.3 全面性

電網系統對各種環境要素都存在影響，包括土地資源、水環境、聲環境等，電網環保規劃涉及的環境要素更多且復雜。只有在全面識別電網系統對各環境要素的影響方式、影響程度、影響范圍的基礎上，才能實現電網系統環境影響的全面規劃防治。

1.4 銜接性與相容性

電網系統服務于城市建設，電網環保規劃應與城市總體規劃、區域能源發展規劃等上層規劃相銜接，與土地利用規劃、生態功能區規劃等同層規劃相容。若不對電網環保規劃與其他規劃之間的協調性加以考慮，將有可能出現交叉甚至相互沖突使得規劃難以落實。

綜上，電網環保規劃具有區別于其他規劃的特征，因此必須針對這些特征，建立適用于城市建設和電網系統發展的環保規劃方法框架。

地佐辛與納布啡用于剖宮產術后靜脈自控鎮痛的臨床觀察…………………………………………………… 孫 晶等（12）：1678

2 區域電網環保規劃方法框架

我國的環境規劃工作已經在流域環境規劃、土地利用規劃、城市環境規劃等多個方面展開，并各自形成了較為成熟的規劃理論和方法體系。盡管電網系統與流域、城市系統并不相同，但環境規劃中的景觀生態學等以整體優化為目標的理論卻值得借鑒［18-19］。區域電網環保規劃以城市電網系統及其周圍的自然環境所構成的整體為基本單位，從景觀生態學的角度來看，電網系統中的變電站即表征著大小各異的斑塊，輸電線路則是聯結各變電站的廊道，二者共同構成空間結構網絡，鑲嵌于區域背景生態系統基質中。對于電網與生態系統之間交互作用的認識，應從局部擴展到宏觀層面，既要考慮獨立的變電站、輸電線路對局部環境要素的改變，又要考慮空間結構網絡對區域生態系統的割裂。而生態優先理念則要求把對生態系統功能、結構、過程的維護置于優先地位，強調電網建設與生態系統間的協調性。本文基于景觀生態學理論和生態優先理念，遵循環境規劃的基本步驟，結合電網環保規劃自身特點，初步建立起區域電網環保規劃方法框架(見圖1):首先，對區域電網環保現狀進行全面調查和評價分析，識別重點應對的環境問題;在此基礎上，確定綜合考慮局部和宏觀影響的規劃目標和指標體系，進而根據環境問題分類，采取“規劃－實施－防治”、“源頭－途徑－末端”2種思路分別進行規劃方案的設計，并提出優先實施的環保項目，對其投資效益進行評估。

圖1 區域電網環保規劃方法框架Fig．1 Method framework for environmental planning of regional power grid

(1)電網環保現狀分析。收集研究區域自然環境、城市總體規劃、電網規劃、輸變電工程環境影響報告書、電磁監測報告書等相關資料，結合實地調研對區域電網環境影響進行定量和定性分析評價。對于土地資源占用、環境質量等影響，可將電磁、噪聲等監測統計數據與相關國家標準進行比對，定量評價;對于宏觀影響，可將電網結構圖與景觀類型圖進行空間疊加做定性分析，描述電網系統所引起的生態景觀變化、對生態敏感區產生的影響。通過評價了解區域環境特征、電網基本情況，并識別存在的主要電網環境問題及其分布情況，確定應重點應對的環境問題和控制區域。

(2)環保目標與指標體系構建。根據區域可持續發展、綠色電網建設等環境保護戰略的要求，提出電網環保規劃總體目標。以總體目標作為出發點，構建指標體系對其進行表征，將總體目標分解為具體可考核的指標，進而對各項指標設定工作目標。指標體系的構建要遵循定量與定性相結合的原則，從局部和宏觀角度綜合考慮，涵蓋土地資源占用、電磁輻射、景觀割裂等方面;規劃期內工作目標的設定要有可達性，應與電網環保現狀、環保投入的經濟實力相適應。

(3)電網環保規劃方案。電網環保規劃方案總體按照“影響全面識別－問題分類防治”的路線進行設計，首先根據電網環保現狀分析評價結果，結合指標體系將問題劃分為生態環境、生態景觀、環境質量3 類;對3 類問題采取不同的思路分別構建保護體系。對于生態環境、生態景觀的影響，采取“規劃－實施－防治”的思路，在電網規劃、實施、防護3個階段制定對策措施，構建土地利用保護體系和生態景觀保護體系;對于環境質量影響，根據“源頭－途徑－末端”的全過程理念對電磁輻射、六氟化硫(SF6)泄漏、噪聲等環境污染問題進行綜合防治，建立環境質量保護體系。然后，對保護體系中提出的多個備選方案進行優選，采用費用－效益分析、可行性分析等方法綜合評價、比較、篩選;再將優選方案進行匯總，得到電網環保規劃總方案。

(4)環保項目及其投資效益評估。電網環保規劃總方案構建了3 類保護體系，給出了每類問題的防治方案。為有效解決突出的電網環境問題，如土地資源占用、電磁輻射等，還需制定有針對性的環保項目重點防治。項目從現存環境問題治理和未來電網建設潛在問題的預防2個角度提出。將環保項目進行匯總得到項目清單，根據規劃基準年設備、材料的價格水平估算項目實施所需要的資金投入，并通過污染物減排量計算結合定性評估，預計項目實施可能產生的環保效益。

3 珠海電網“十三五”環保規劃案例

3.1 研究區概況

珠海市是珠江口西岸的核心城市，區位優越，東與香港隔海相望，南與澳門相連，西鄰新會、臺山市，北與中山市接壤，地理坐標處于北緯21°48'至22°27'、東經113°03'至114°19'之間(珠海市政區圖見圖2)。珠海市下轄香洲區、金灣區和斗門區3個行政轄區，面積為1 711.24 km2。珠海市電力行業發展相對較快，電網線路覆蓋全市域范圍。2014年，珠海市電源總裝機容量達到2 961.25 MW;110 kV 以上變電站共計62 座，并且電網線路規模還在持續擴大。

3.2 珠海電網環保現狀分析

根據定量定性分析，珠海市電網在局部和宏觀層面對區域生態系統造成一定的影響。在局部環境影響方面，2014年，電網系統占用土地面積達4.967 16 ×107m2，并且變電站存在面積超標、選址與珠海市城市總體規劃(2011 ～2020年)中“四區劃分”規定不符的問題;500 kV 輸電線路電場強度為5.216 kV/m，超過HJ/T 24—1998《500 kV 超高壓送變電工程電磁輻射環境影響評價技術規范》中4 kV/m 的安全標準，易引發事故;戶外式500 kV 變電站、戶內式變電站不滿足GB12348—2008《工業企業廠界環境噪聲排放限值標準》;SF6是一種重要的溫室氣體，在泄漏、回收利用方面還應重點加強;生活污水、危險廢物等排放量小且配備有回收處理裝置，環境影響相對較小。在宏觀影響方面，輸電線路穿越森林公園、自然保護區，穿越長度達31.77 km，對敏感區內野生動植物產生影響;電網建設在一定程度上增加了景觀破碎度，使生態系統完整性趨于變差;變電站、輸電線路外觀與周圍環境的不協調造成一定的視覺沖擊。綜上，珠海市電網環境問題在土地資源占用、生態敏感區、電磁、噪聲、SF6等方面較為突出，而在水環境、危險廢物方面影響不顯著。

3.3 珠海電網“十三五”環保規劃指標與目標

以促進珠海市電網的綠色、可持續發展，提升地區整體生態環境質量作為本規劃的總體目標和出發點，從生態環境、生態景觀和環境質量3個方面構建電網環保指標體系［20-21］。生態環境和環境質量指標以定量分析為主，生態景觀指標以定性分析為主，指標層整體反映了電網系統的環境影響。如表1［22-26］所示，結合環保現狀分析結果，對各項指標設定了目標值，變電站用地面積、電磁環境等指標具有對應的國家標準，以標準值作為目標值;生態敏感區影響、景觀敏感度等無法量化的指標則僅要求降低已有影響。

3.4 環保規劃方案及項目清單

根據珠海電網環保現狀分析，電網系統對生態系統造成了一定的影響，在土地資源占用、生態敏感區、電磁、噪聲、SF6等方面的問題較為突出。綜合國內外針對電網各類環境問題防治中所采用的技術，結合現狀分析，構建3 類環境保護體系，形成電網環保規劃總方案。

(1)生態環境保護體系:“規劃－實施－防治”三階段措施。①應對土地占用問題方案:變電站選址提倡利用廢棄物場地;輸變電工程建設提倡采用3C 變電站、GIS/HGIS 型變電站等新技術［27］。②應對土地資源可持續利用影響方案:優化變電站規劃設計;工程實施采用線路高跨設計、全方位高地腿塔基設計等對環境破壞小的方案;在工程建設后期增強土地、植被的恢復工作。③應對自然保護區和森林公園影響方案:對穿越生態敏感區的輸電線路重新規劃，繞避敏感區;優化線路實施方案;對已建于敏感區內的變電站采取定期監測、植被恢復等防護措施。

(2)生態景觀保護體系:“規劃－實施－防治”三階段措施。慎重考慮變電站站址及輸電線路走廊，盡量避開林地、耕地景觀;在輸變電工程建成后，加強植被景觀的恢復和維護，保護生態完整性。

(3)環境質量保護體系:“源頭－途徑－末端”三環節治理。①電磁污染防治:源頭優化變電站、輸電線路設計;途徑采取距離防護措施，屏蔽、吸波材料等技術防護措施，末端加強電磁科普宣傳［28］。②噪聲污染防治:通過合理選址、避開人群密集區，以及電磁、機械防噪等實現噪聲源控制;在噪聲傳播過程采取吸聲材料、遮蔽方法控制。③SF6泄露問題防治:減少使用量和泄漏率;加強回收、處理、再利用;完善管理監督體系。

在上述3 類環境保護體系構建的基礎上，針對重點環境問題和環境影響顯著的電網段提出優先實施項目并分析其投資效益，匯總為項目清單如表2所示。

表1 珠海電網“十三五”環保規劃指標與目標Table 1 Indicators and targets for‘13th Five-Year’environmental planning of Zhuhai power grid

4 結 論

從電網環保規劃的系統性、環保目標突出性、全面性、銜接性與相容性等特征出發，將景觀生態學理論、生態優先理念引入到電網環保規劃中，遵循環境規劃基本步驟，建立起區域電網環保規劃方法框架，該方法框架更加注重區域生態環境質量的整體提升。將該方法框架運用于珠海市電網“十三五”環保規劃中，對電網系統環境影響進行了系統識別和綜合防治。首先對電網環保現狀進行分析，明確了土地資源占用、電磁輻射等較為突出的環境問題;其次，從生態環境、生態景觀和環境質量3個方面構建電網環保指標體系并設定目標值;然后，采取“規劃－實施－防治”、“源頭－途徑－末端”2 類思路分別構建生態環境、生態景觀及環境質量保護體系，形成電網環保規劃總體方案，并且針對重點問題提出優先實施的環保項目。上述規劃方案的設計考慮了不同電網環境問題的特點，環保項目的提出具有針對性。區域電網環保規劃方法框架的建立為今后其他地區電網環保規劃工作的開展提供了一種思路，對于綠色電網建設、區域生態改善將起到促進作用。

表2 環保項目清單及其投資效益分析Table 2 Environmental protection project list and its investment benefit analysis

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