陸上風電場建設對生態環境的影響及緩解措施研究

崔雅文

（國家電投集團風電產業創新中心，上海 200233）

0.引言

風能是眾多可再生能源之一，體現出清潔與可再生的優勢。在能源形勢日益緊張的新時代，風能、太陽能等新能源是能源發展的主要方向。對于風能來說，發電是最重要的應用形式之一，具有很高的生態價值，且環保效果明顯。雖然如此，風能發電對自然環境也是一種人為破壞，進而對周邊生態環境產生相應的負面影響。隨著近年來風能發電的快速發展，風電場的數量與日俱增，建設發展過程中對周邊生態環境的影響也開始引起業界的熱烈關注，針對性研究越發深入。文章將針對具體的生態環境影響進行詳細分析，并提出可行性緩解措施，以維護風電場周圍生態環境。

1.風電場節能減排優勢及帶來的環境問題

對風能的應用主要體現在風力發電方面，此舉存在非常理想的環保效益。風力發電不消耗煤炭、石油、天然氣等化石能源，不會對水源和空氣造成污染，其釋放的物質基本不存在有毒、有害物質，建設風電場逐步發展成為緩解化石能源危機、治理環境污染的重要手段之一。

盡管風力發電擁有眾多優勢，但其在建設與運行期間也會對自然環境與生態環境造成不良影響，例如電磁輻射、噪聲污染、危害動物生存、光影效應以及植被破壞等，因此，在進行風電場建設時，負責人員需要仔細分析項目開發可能帶來的生態影響[1]。在充分了解各項對環境產生影響的要素之后，技術人員需要和業主方、施工方共同制定科學的施工與維護方案，嚴密監控建設和運行階段的各項指標，應用可靠、嚴謹的管理體系來提升風電場建設與運行質效，真正保護好當地環境。

2.陸上風電場建設對生態環境的影響

本文分別從施工階段陸上風電場建設對生態環境的影響和運營階段陸上風電場對生態環境的影響2個方面進行分析，運營階段著重分析運營期間鳥類覓食、鳥類遷徙和風機產生的油污對生態環境產生的具體影響，做為后文優化和改善陸上風電場建設對生態環境的影響的基礎。

2.1 施工階段的影響

2010年底，我國風電累計裝機容量4182.7萬千瓦，躍居世界第一，2021年我國陸上風力發電裝機容量達到30209萬千瓦。隨著陸上風電場大規模開發，施工對生態環境造成的不良影響也越發嚴重。首先，有相當多的風電場建設在丘陵與沙漠地帶，2022年2月，國家發改委、能源局發布的《關于完善能源綠色低碳轉型體制機制和政策措施的意見》也提出了以沙漠、戈壁、荒漠地區為重點，加快推進大型風電、光伏發電基地建設的要求。但這些地區的自然環境對惡化的抵抗力較差，彈性復原能力也較低，項目選址階段應充分考慮環境保護因素。其次，在建設陸上風電場時，需要修建道路、開挖地基、鋪設施工和生產設備等，有時不可避免要砍伐樹木、破壞植被，使當地環境受到不良影響[2]。再次，風電場建設屬于大規模項目，普遍會出現挖土石、扔土石和臨時堆放等情況，不僅會破壞一些植物，還會使一些植物被掩埋。在風電場建設期間一定會應用挖掘機，還有大批工作人員、車輛和設備對地表進行多次破壞，使大面積植被受到影響和破壞。此外，在陸上風電場開發建設初期，要科學微觀選址、優化風場布局。風機機位、升壓站等屬于永久性占地，周邊植被被清除之后將無法再度生長。同時，不合理的風場布局勢必導致道路和集電線路的不合理，從而增加對風電場環境的破壞程度。

2.2 運行階段的影響

首先，是對鳥類覓食的影響。風電場運行時會影響周圍的鳥類正常生存。 特別是風力渦輪機對鳥類覓食的有重大影響。在風機周圍，長期居住在這里的鳥兒，受到風輪旋轉、葉片變槳、機艙偏航、機械剎車、箱變變壓等噪音的干擾，影響了它們的生活方式。并且，在風機運行期間，風機葉片偶爾會撞擊到外出活動的鳥類，造成鳥類傷亡。鳥類活動范圍主要集中在草地和淺灘地區，許多陸上風電場就建設在這些地區及其附近。除此之外，鳥類在輸電線路或是電氣設備上停留會導致電氣發生短路現象，引發事故問題，因而在風電上的輸電桿塔上一般會安裝驅鳥裝置。

其次，風機對遷徙鳥類的影響。在季節交替時期，一些鳥類要進行遷徙，途中往往會路過一些風電場，存在與風機葉片相撞致使鳥類受傷或死亡的概率。鳥類與風力發電機葉片相撞的概率取決于它們穿越風輪平面的時間長短，主要與鳥的體型大小、飛行高度和飛行速度有關，不同的鳥類有不同的體型大小、不同的飛行高度和不同的飛行速度[3]。一般情況下，中小型鳥類更容易受到風力渦輪機葉片的傷害，但其他鳥類并非絕對安全，有資料顯示，就連金雕、兀鷲這種大型猛禽每年也有相當數量死于與風力渦輪機葉片的碰撞。

最后，風機產生的油污會對環境產生影響。風電機組在作業時需要潤滑油和冷卻油等物質，由于風電機組生產技術水平存在差異，各類機組都會出現程度不一的漏油問題[4]。油污泄漏主要有如下3種形式：第一，順著風機塔筒下淌；第二，從機艙縫隙流出；第三，在對機組進行檢修時流出機油。即便泄漏途徑不同，但漏油會影響周圍動植物的正常生長并且產生油脂垃圾。為此，風電廠檢修人員需要及時查明風機漏油原因，及時落實防漏管理措施，清除現有已生成的油污。此外，發電機電刷磨損所產生的碳粉，如果不能很好地收集，也會泄漏出來污染空氣與環境。優化風電機組設計，開展防滲漏控制研究是降低風電機組油污、碳粉等對環境污染影響的有效手段。

3.生態環境緩解措施研究

針對陸上風電場建設對生態環境產生的各種影響，結合上文的分析，本文從倡導科學選址、多元化手段、強化生態水土穩固程度、注重風電場與周圍環境協調性、加強法律法規建設5個角度提出生態環境緩解的應對之舉。

3.1 倡導科學選址從源頭控制污染

為了保護風電場區植被與環境免遭破壞與污染，首先要在在源頭上進行控制。在風電場施工之前要準確定位風電場施工范圍，同時制定嚴謹可行的施工方案。第一，在風電場開發建設前期，詳細勘察風電場周邊具體情況，根據場區及周邊地形、地貌、水文、動物、植被、設施、村落等自然生態環境特征，合理地微觀選址，科學地進行風電場總體布局規劃，把風電場全壽命期內對生態環境的影響、動植物影響控制在最小范圍，控制施工期間產生的噪聲污染以及環境影響等不足，盡量抑制當地范圍內動植物受到的影響程度[5]；第二，在結束風電場科學布局規劃后，施工人員要和技術人員深入交流，制定嚴謹的施工方案與操作流程。例如在風電場施工期間要避開雨季，避免雨水給項目建設產生不良影響，控制水土流失出現概率。施工時要嚴格按照規定的工藝流程文明生產，如通過輕裝輕卸和灑水等手段減少由于項目施工而產生的負面大氣環境影響。除此之外，在風電場建設和運營階段勢必會產生相應的固體廢棄物和廢水等垃圾，給周邊生態環境帶來程度不一的影響，需要利用科學的方式逐漸降低其對生態環境的破壞。為徹底處理掉建設期間出現的生活與作業廢水，可以利用廢水集中收集的方式實施統一處理。針對工作人員產生的生活廢品可以在施工現場臨時開設垃圾堆放區，定期清理、集中運輸，降低風電場施工期間水源和固體廢棄物的污染影響。

3.2 多元化手段控制環境破壞

第一，在開展風電場施工階段需要臨時占地，因此需要存儲當前施工區內表土，在施工結束后，將這部分土壤填充回去，為后續植被復原打好有利基礎。如果當前施工區域屬于項目永久性用地，則該區域就不能用土壤回填來復原植被，并且此區域植被在遭到破壞后也不能恢復到施工之前的狀態，這時可采取異地補償措施，也就是在周邊某地區復原同等數量與質量的植被，采取占一補一原則，控制風電場項目工程對周邊環境產生的不良影響。

第二，在風電場運營期間無法避免噪聲的出現，這會對生態環境帶來不同程度的噪聲污染。風電場噪聲主要來源于風輪葉片掃風、葉片變槳、機艙偏航、機艙內設備旋轉、剎車和振動、箱變運行等。優化風電機組結構，設計制造低噪音的風力發電機部件和整機是控制風電場噪音最根本的途徑。此外，風電場運維人員要對場內風機進行檢修和養護，使其在運行時一直保持穩定狀態，減少機器運行給周邊環境帶來的影響。在機器出現不良情況時，其噪聲會飛速上漲，必須立即停機檢修。

第三，風電場中的風力發電機組高達百米以上，風輪直徑從幾十米不斷增加直逼200m，這些龐然大物在陽光照耀之下必然產生光影，影響周邊居民和動物的生活。因此，風電場在微觀選址階段就要根據機位點地形結合周邊民居和養殖場所分布情況，科學選擇合理的風機光影影響時段，計算光影影響角度和距離，以確定風機機位點的安全距離，消除風機光影所造成負面影響。

3.3 強化生態水土穩固程度

在防治風電場周邊水土流失問題時，要制定可靠的防治措施，提高水土生態穩定性。針對具體風機機位，合理布置物料堆場、設備站位，制定科學吊裝工藝，優化吊裝平臺尺寸，盡量減少開挖面積與土石方開挖量。條件具備情況下，可在風機吊裝平臺周圍種植灌木防止水土流失。對于可能會發生滑坡的地方可采取開挖邊坡、擴大種植灌木和混交喬木的范圍等措施。在地表礫石較大的地區，可在土壤表面種植藤蔓，防止礫石移動，同時及時糾正風電場邊坡切割造成的土壤問題，改善該地區整體土壤質量狀況[6]。針對升壓站周邊環境的水土問題，可以種植耐貧瘠、耐旱、耐陰、耐光、耐高溫的早熟禾。這類植被不僅能在零下20℃生存，在零下9℃環境下也可以保持色澤。同時，以草坪內灌木為裝飾，不僅可以增加該區域的美感，還能夠保持該區域的水和土壤條件。

3.4 注重風電場與周圍環境協調性

為有效緩解風電場周邊生態環境問題，提升風電場和周圍環境的協調性非常關鍵。在完善風電場周圍生態環境狀況時，要科學調查當地地形地貌特征、土壤情況、植被情況以及水文氣候等，在了解當地具體的生態環境問題之后，才可以制定出更加精準的對策來助力生態環境復原效果。在進行風電場生態環境調查期間，要利用可靠的評價和分析手段來分析其運行和建設階段對環境產生的影響，預設科學的復原目標與執行原則，再提出復原方案的具體標準[7]。在對詳細的復原方案進行設計時，要和施工人員展開深入的溝通，在掌握風電場目前整體工作情況之后確定復原工作核心內容，如水土流失等，利用對核心內容的優化加強風電場生態治理質效。

3.5 加強法律法規建設

現階段，我國有很多珍稀植被地區還沒有納入環境保護名錄，比如我國云南省西部地區[8]。由于缺少針對性法律政策管制，風電場在建設期間，有可能因為應對環境保護意識不足而對植被和環境造成破壞[9]。鑒于此，國家需要盡快補充和完善相關領域的法律政策制定，同時向社會進行定期宣傳。以此從國家方面獲得生態環境建設的政策支持，并讓社會大眾充分了解陸上風電場建設以及生態環境保護的重要價值。將國家制定的法規政策有效落實，將政府、社會組織以及社會大眾充分結合，形成合力，共同助力陸上風電場生態環境保護工作。

4.結語

為確保我國風電事業可以獲得綠色健康、長效發展，需要立足以下幾個方面進行深入研究。第一，落實風電場生態環境現場勘查、監測，挖掘生態環境的實際情況與機理，為生態環境維護以及氣候變化預防政策、方案提供有力依據。第二，構建風電場生態、氣候與環保一體化模型，為國家各類下墊區、各類氣候區不同規模風電場布局對區域生態環境的反應度評估制定可行性工具與方法。第三，進一步研究在氣候變化背景下我國風能資源的變化趨勢，為后續風能資源深度開發做好準備。第四，構建風電場運行過程中生態環境變化評估標準與評價體系，健全風電場建設工程環境評估機制。第五，根據風能資源實況，落實生態環境影響管制下，風電場局部開發與適配性電網研究，以此支撐風電與電網長效管理，為國家生態文明建設以及長期風電發展目標的落實提供助力。在未來，國家還需要繼續進行相關問題的研究，結合新時期研發出的新技術提高陸上風電場建設的信息化發展進程并實現生態文明信息化維護目標。