淺談太陽能光伏發(fā)電對農(nóng)地環(huán)境的影響

王棟

摘 要：當前，能源問題與環(huán)境問題成為了制約社會發(fā)展的重要因素，特別是在倡導(dǎo)清潔能源的背景下，如何有效地對能源問題與環(huán)境問題進行協(xié)同解決，成為了社會大眾廣泛關(guān)注的重要內(nèi)容。該文以控制光伏發(fā)電污染為出發(fā)點，在對光伏發(fā)電的發(fā)展狀況做出闡述的基礎(chǔ)上，對光伏發(fā)電對農(nóng)地環(huán)境的影響及其應(yīng)對策略進行了研究與探討。

關(guān)鍵詞：分布式 光伏電站 農(nóng)地環(huán)境 影響

中圖分類號：S214 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）01（c）-0083-02

1 太陽能光伏發(fā)電的發(fā)展

太陽能光伏發(fā)電是現(xiàn)代清潔能源中重要的組成部分，與傳統(tǒng)的電力生產(chǎn)相比，太陽能光伏發(fā)電呈現(xiàn)出了低能耗、高產(chǎn)能以及高效率的特征。據(jù)測算，太陽能光伏系統(tǒng)每產(chǎn)生1kWh電量，相當于給火力發(fā)電節(jié)約標準煤309g，同時減少二氧化碳排放量822g，二氧化硫0.39g，氮氧化物0.36g，廢水1.3kg，煙塵0.08g。

2012年之前，國內(nèi)光伏電站建設(shè)量較少，光伏產(chǎn)業(yè)主要以產(chǎn)品制造并出口為主。我國政府于2009年出臺“金太陽示范項目”的建設(shè)補貼政策，國內(nèi)光伏應(yīng)用市場逐步發(fā)展起來。尤其是2012年歐美光伏市場對華進行“雙反”后，國內(nèi)光伏電站發(fā)展勢頭迅猛，自2015年起，國內(nèi)光伏電站累計裝機量躍升為世界第一并保持至今。在此過程中，光伏發(fā)電所具有的優(yōu)勢以及政府部門所實施的政策等，都是促使光伏發(fā)電呈現(xiàn)出快速發(fā)展趨勢的重要動力。具體而言，一方面，我國能源主管部門在光伏發(fā)電應(yīng)用、交易、接入規(guī)范等方面出臺了一系列指導(dǎo)與支持政策，這有助于光伏發(fā)電突破發(fā)展瓶頸；另一方面，許多地方政府不僅落實了國家度電補貼，而且根據(jù)區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展情況以及實際需求出臺了許多地方裝機補貼與地方度電補貼等政策，這在很大程度上激發(fā)了相關(guān)利益主體參與光伏發(fā)電推廣的意愿。另外，光伏發(fā)電成本的降低以及國家對光伏發(fā)電系統(tǒng)的扶持政策等因素，也是光伏發(fā)電呈現(xiàn)出良好發(fā)展前景的重要原因。

2 光伏發(fā)電對農(nóng)地環(huán)境的影響

雖然光伏發(fā)電在解決能源問題方面發(fā)揮出了不容忽視的作用，但是隨著社會大眾環(huán)保意識的強化，光伏發(fā)電所引發(fā)的污染問題也得到了社會大眾的廣泛關(guān)注。具體而言，光伏發(fā)電對農(nóng)地環(huán)境的污染主要與光伏產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)以及光伏電站施工具有緊密的關(guān)系。

從光伏產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)對農(nóng)地環(huán)境的影響來看，在生產(chǎn)過程中，無論是（單）多晶硅料、硅片、電池片，還是非晶硅材料以及光伏組件的生產(chǎn)過程中，都會使用到氫氟酸與鹽酸進行酸洗。而這一過程則會產(chǎn)生廢氣、廢液以及廢渣，這些三廢物質(zhì)中所具有的氟氯污染物則會對農(nóng)地環(huán)境產(chǎn)生負面影響。如在多晶硅料的生產(chǎn)過程中，多晶硅料產(chǎn)量、氣體鹽酸/氫氟酸消耗量、氯硅烷產(chǎn)出的比例為1∶1.4∶10，而在太陽能電池片的生產(chǎn)中，則會使用氫氟酸、四氟化碳（新工藝下已不再使用CF4作為刻蝕氣體）作為原料，這些物質(zhì)中含有的氟則會成為污染物。雖然這些污染物在經(jīng)過現(xiàn)代污染治理技術(shù)處理之后可以達到較高的去除率，但是經(jīng)過污染物去除之后的氣體、液體以及固體并不能被重復(fù)使用。

在光伏產(chǎn)業(yè)氟氯物的去除領(lǐng)域中，我國以及國際社會都對其去除方法做出了較多的探索。其中沉淀法、電化學法是最常使用的氟氯污染物去除技術(shù)，但是從污染物去除效果來看，氟離子濃度仍舊不能被有效控制在10mg/L的范圍之內(nèi)。對于農(nóng)地環(huán)境而言，如果這些污染物被排放到農(nóng)地且超越農(nóng)地耐受限度，則會對農(nóng)地土壤的呼吸作用、微生物群落以及酶活性等產(chǎn)生嚴重的危害。從光伏氟氯污染對農(nóng)地土壤呼吸作用的影響來看，雖然低濃度的氯離子并不會對土壤呼吸產(chǎn)生明顯的影響，但是當農(nóng)地氯離子濃度超過土壤耐受值并逐漸增高時，農(nóng)地土壤所具有的呼吸作用會逐漸下降。

從光伏氟氯污染對農(nóng)地微生物群落的影響來看，如果農(nóng)地中的氟污染物逐漸提升，那么農(nóng)地土壤中的微生物群落會呈現(xiàn)出先升高后降低的發(fā)展趨勢，與此同時，隨著時間的延長，農(nóng)地土壤中的微生物群落變化趨勢會趨于平穩(wěn)。由此可見，對農(nóng)地微生活群落產(chǎn)生影響的主要是氟污染物濃度，而污染時間所帶來的影響并不明顯；從光伏氟氯污染對農(nóng)地酶活性的影響來看，在短時間內(nèi)，氟離子濃度變化對農(nóng)地土壤酶活性所產(chǎn)生的影響并沒有明顯的變化，但是如果農(nóng)地土壤長期受到氟離子的影響，則農(nóng)地中的過氧化氫酶活性則會出現(xiàn)較大幅度的下降。與此同時，在氟離子的作用下，短期內(nèi)的農(nóng)地土壤所具有的土壤脲酶活性會在一定程度上提升，但隨著時間的延長，農(nóng)地土壤脲酶活性會呈現(xiàn)出下降趨勢。

需要一提的是，氟離子濃度對農(nóng)地土壤脲酶活性所產(chǎn)生的影響并不明顯。針對分布式光伏產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)對農(nóng)地環(huán)境所帶來的影響，一方面，我國光伏產(chǎn)業(yè)工作者需要對生產(chǎn)環(huán)節(jié)廢棄物排放量的控制策略做出更多的探索；另一方面，我國環(huán)保領(lǐng)域工作者則需要對光伏生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的氟氯離子去除技術(shù)進行進一步的研究，從而為光伏產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)階段的農(nóng)地污染問題提供解決路徑。

另外，在光伏電站（主要指集中式地面光伏電站）建設(shè)工作中，由于地面光伏電站施工作業(yè)面較大，因此，光伏電站建設(shè)工作也會對農(nóng)地環(huán)境產(chǎn)生一定的影響，具體而言，光伏電站建設(shè)工作對農(nóng)地環(huán)境產(chǎn)生的影響主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

首先，光伏電站建設(shè)工作會對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響。無論是光伏電站施工前期的開挖處理工作，還是施工過程中的設(shè)備使用、材料堆放等工作，都會對自然生態(tài)系統(tǒng)帶來一定的影響。

其次，光伏電站建設(shè)工作存在引發(fā)水土流失的風險。在光伏電站施工工作中，不可避免地需要擾動農(nóng)地表層土壤，而在一些氣候干燥的地區(qū)，對農(nóng)地表層土壤的擾動難免會造成塵土飛揚甚至水土流失現(xiàn)象。

最后，光伏電站建設(shè)工作的開展，也會對農(nóng)地植被產(chǎn)生負面的影響。光伏電站建設(shè)階段對農(nóng)地環(huán)境所產(chǎn)生的負面影響，主要可以通過以下幾種路徑來實現(xiàn)有效規(guī)避：首先，在光伏電站建設(shè)工作中，需要重視對施工網(wǎng)格計劃進行科學的設(shè)計與有效的落實。這要求施工網(wǎng)格計劃設(shè)計工作者能夠兼顧光伏電站建設(shè)需求以及農(nóng)地環(huán)境保護需求，并以此為依據(jù)合理選擇各類光伏組件、逆變器，并合理布置子陣區(qū)，與此同時，針對光伏電站建設(shè)中可能出現(xiàn)的各類環(huán)保問題，施工網(wǎng)絡(luò)設(shè)計工作者還應(yīng)當有針對性地設(shè)計環(huán)保措施并由專人進行監(jiān)督，從而確保環(huán)保施工能夠得以有效落實，進而避免對農(nóng)地環(huán)境產(chǎn)生負面影響。其次，在光伏電站施工工作中，施工工作者需要根據(jù)施工場地實際情況，對支架基礎(chǔ)以及布置方式等進行合理選擇。其中，光伏電站施工中可供選擇的支架基礎(chǔ)主要包括灌注樁基礎(chǔ)、混凝土預(yù)制管樁基礎(chǔ)和土塊中立基礎(chǔ)，這些支架基礎(chǔ)的選擇需要依據(jù)農(nóng)地土壤地質(zhì)特點來完成。與此同時，如果施工場地具有較大風速，則有必要選取加強型支架開展施工，從而在確保支架穩(wěn)固性以及光伏組件面板平整度的基礎(chǔ)上，減少光伏電站施工對農(nóng)地表層土壤以及植被所產(chǎn)生的負面影響。

3 結(jié)語

綜上所述，光伏電站建設(shè)工作的開展，對于解決能源問題發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，與此同時，光伏產(chǎn)業(yè)中的組件生產(chǎn)以及施工建設(shè)工作，也會為農(nóng)地環(huán)境帶來一定的負面影響，為此，在光伏發(fā)電普及過程中，不僅需要重視控制與去除組件生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的氟氯污染物，而且有必要做好施工設(shè)計、施工組織以及施工監(jiān)督工作。

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