太陽能光伏發電項目生態恢復的重點及難點

王石貴 張立國 徐磊

摘 要：隨著煤炭、石油和天然氣等化石燃料迅速消耗，以及由此帶來的能源危機與環染日益加劇，近年來世界各國都在積極尋找和開發新的、清潔、安全可靠的可再生能源。太陽能具有取之不盡、用之不竭和清潔安全等特點，是理想的可再生能源。太陽能光伏發電技術作為太陽能利用的一個重要組成部分，并被認為是二十一世紀最具發展潛力的一種發電方式。然而太陽能光伏發電項目的建設不可避免地會對生態環境造成一定程度的破壞，例如在項目建設過程中的水土流失、植被退化等一系列生態問題。在生態破壞之后的恢復就顯得尤為重要，本文將結合云南光伏發電現狀，論述太陽能光伏發電生態恢復的重點及難點。

關鍵詞：光伏發電；生態恢復；生態恢復重點及難點

一、光伏發電帶來的生態問題

太陽能資源豐富，蘊藏量大等特殊的自然條件是云南省建設太陽能光伏發電項目的優勢，但是由于云南省屬于高原山區省份，地形起伏較大，高山峽谷相間，全省相對平緩的山區只占總面積的10%左右，大面積的土地高低參差，縱橫起伏，也使得在該區域修建太陽能光伏發電極易產生水土流失。項目施工破壞了原始植被覆蓋，使林草覆蓋率降低，影響工程區域脆弱的生態環境。還會使原地表土層受到破壞，導致林草覆蓋度降低，會使地表土壤理化性質下降、 抗蝕能力減弱，水土流失增加。并且項目建設中土石方開挖等施工活動都會對原地形產生嚴重擾動，改變原有地貌，可能增加滑坡、崩塌等重力侵蝕的發生。

二、光伏發電植被恢復的重點和難點

1.光伏發電植被恢復的重點

植被恢復過程是破壞過程的逆向過程，這一過程可能沿被破壞時的軌跡復歸，也可能是沿一種新途徑去恢復；可能是自然進行，也可能是需要人工支持和誘導下的過渡過程。“恢復”為恢復到原先的狀態，或到一種未受損傷的或完整的狀態，即回到初始那種健康完善的狀態。

而云南地處喀斯特地貌地區，喀斯特石漠化是土地荒漠化的主要類型之一，環境惡化與土地退化嚴重。云南太陽能光伏發電廠基本在此類型土地條件下建設，喀斯特石漠化植被恢復需要重點注意以下幾點：

（1）植物生長所需的土壤和水。喀斯特山區山高坡陡，為土壤的重力侵蝕提供勢能，除河谷和洼地外，山體的坡度大部分都在25。以上，上部巖石風化脫落，形成落石在中下部堆積，土壤稀少，土層極薄，不利于植物生長。

在喀斯特地區，碳酸鹽巖系抗風化能力強，母巖造壤能力差，成土過程緩慢。差異性風化和非等體積風化使基巖面凹凸不平，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運，使土壤表現為負增長，殘留的土壤粘而瘦，物理性質很差；數石灰土土體母巖常有較發達的裂隙、縫溝、管道、 洞穴等，使土壤中的重力水極快地滲漏到地下水中，而地下水埋藏深，不能補給土體，不利于植物生長。

（2）光伏太陽方陣占地面積大，不易植被恢復。由于太陽能的能量密度低，一般情況下，每平方米，太陽強度為1000W/m2，所以光伏太陽能方陣的占地面積大，大約1兆瓦大約占地面積為20畝，進行全面系統的植被恢復工程難度大。而且太陽能板安裝后遮擋了植物生長需要的陽光。

（3）云南屬于喀斯特地貌區域，雨水無組織排放。工程的建設施工，減少了雨水的入滲，從而降低了雨水對項目區地下水的補給，增加了排澇壓力。由于喀斯特地區降雨季節性不均和特殊的水文地質條件，早春時節干旱伴隨倒春寒，土壤缺水且沒有地下水的補給；雨后土體水分不斷蒸發或被植物利用，在下一次降水前沒有其他補給來源，較高的巖石裸露導致土層不連續，制約土體內水分的側向流動。以上原因都嚴重抑制種子萌發和植物生長，植被更新較其它地區緩慢，而且干燥的環境還容易引發火災，地面高低起伏，救火的難度較大。

2.方陣植被恢復的難點

綜合以上所述，云南太陽能光伏發電廠進行植被恢復所面對的難點主要是由于特殊的喀斯特地貌所造成的缺水，少土；因為太陽能的能量密度低所造成的光伏發電方陣面積過大，太陽能板的遮擋，植物生長需要的陽光減少，工程的建設施工，減少了雨水的入滲，從而降低了雨水對項目區地下水的補給，增加了排澇壓力，進行全面系統的植被恢復難度較高。

3.解決光伏植被恢復的措施

（1）表土收集。云南的太陽能光伏發電廠基本建設于喀斯特地貌之上，由于特殊的地質條件，在進行光伏發電廠建設前的表土剝離與收集，用于之后太陽能方陣的植被恢復，將是行之有效的植被恢復措施之一。

進行表土的收集能有效保護地表熟土資源不流失，這些土壤肥力充足，用于植被恢復時能顯著提高植被恢復成效，還能有效的減少植被恢復面積過大產生的額外資金投入。

（2）雨水收集。喀斯特地區降雨季節性不均和特殊的水文地質條件，進行雨水的收集與利用也是解決光伏植被恢復的措施。

光伏發電廠雨水收集的主要方法為：建設雨水收集池；場地雨水收集可以采用下凹式綠地集水；廠區道路雨水收集，可以將道路兩側的綠化和雨水收集口相結合，通過綠化過濾道路徑流進行雨水收集回用。

（3）植物選擇。云南的太陽能光伏發電廠在植物選擇方面應優先選擇本地植被，同時也要考慮植被的高度。選擇不恰當會帶來以下的隱患：隱患一：雜草遮擋組件，組件性能下降。過組件的雜草，在光照下產生陰影，陰影倒映在組件上，降低了光伏輻射量，間接的降低了組件的輸出電流，導致組件輸出性能的下降，降低發電量。隱患二：雜草遮擋，容易讓組件產生熱斑效應。組件長期受到雜草遮擋，久而久之遮擋部分將被當作負載，消耗其他有光照的太陽電池組件所產生的能量。被遮蔽的組件此時會發熱，產生熱斑效應，長期的熱斑會對組件性能造成不可逆的影響甚至引起組件燒毀，進而縮短電站整體壽命，影響電站的收益。隱患三：茂密的雜草，影響設備的散熱。光伏電站的主要設備，逆變器、 匯流箱在運行過程中會產生一定的熱量，長期處于茂密雜草遮擋中的話，會抑制設備對外散熱，熱量長時間散不出去，會導致設備過熱而引發故障。另外值得一提的是夏天氣候炎熱加上設備溫度過高散不出去，還會存在火災風險。在賓川縣西村光伏電站進行植被恢復，選擇種植當地適宜性強的灌木馬桑Coriarianepalensis、攀援性藤本金銀花Lonicerajaponica、草本黑麥草Lolium perenne L.等。

三、結語

通過實施上述措施，進行的表土收集到表土可用于廠區綠化或是用于光伏方陣下的植被恢復；雨水收集措施所收集到的雨水可用于清洗太陽能板、廠區防火、植被恢復，發展農業（引進經濟作物）。

作者簡介：王石貴（1981-11-22），男，漢族，云南省曲靖市陸良縣人，本科，現工程師；從事水土保持、生態治理、環境污染治理工作。