中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊:光熱電站因其清潔綠色無(wú)污染以及可伴儲(chǔ)熱系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定發(fā)電輸出的優(yōu)勢(shì)獲得了全球一大批的擁躉，但已建成的光熱發(fā)電項(xiàng)目如Ivanpah等電站也多次因?yàn)槲：σ吧鷦?dòng)植物生存環(huán)境和晃花飛行員眼睛等缺陷而招致一些環(huán)保人士和反對(duì)派的質(zhì)疑和批評(píng)。那么隨著國(guó)內(nèi)光熱發(fā)電行業(yè)形勢(shì)的好轉(zhuǎn)和不斷發(fā)展，未來(lái)國(guó)內(nèi)越來(lái)越多的光熱發(fā)電項(xiàng)目會(huì)為這些電站所在地區(qū)的環(huán)境帶來(lái)哪些影響呢？
事實(shí)上，雖然國(guó)內(nèi)完成建設(shè)和投入運(yùn)行的光熱電站寥寥無(wú)幾，但我國(guó)科研人員對(duì)于大規(guī)模光熱電站的建設(shè)運(yùn)行可能對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境造成的影響早就開始了關(guān)注和研究。從2010年起，在國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃)和國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863計(jì)劃）等支持下，中科院電工所、北京航空航天大學(xué)等機(jī)構(gòu)吳治永、常春和侯安平等科研人員就開始針對(duì)“在中國(guó)建設(shè)大規(guī)模光熱電站對(duì)于當(dāng)?shù)丨h(huán)境的影響”等問(wèn)題進(jìn)行了調(diào)查和研究，調(diào)查的對(duì)象是中國(guó)西北部干旱和半干旱地區(qū)——一片光資源充足但生態(tài)系統(tǒng)相對(duì)脆弱的區(qū)域。研究人員重點(diǎn)關(guān)注了水資源消耗、土壤侵蝕和土壤溫度改變等幾方面問(wèn)題。
根據(jù)他們的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，大規(guī)模光熱電站的建設(shè)和運(yùn)行確實(shí)會(huì)對(duì)電站所在地的生態(tài)環(huán)境造成一定的負(fù)面影響，但是這些影響往往是非常短暫的。光熱電站的建設(shè)需要在陽(yáng)光資源豐富的地區(qū)使用大面積土地來(lái)收集足夠的陽(yáng)光來(lái)產(chǎn)生能量，這對(duì)于當(dāng)?shù)丨h(huán)境確實(shí)會(huì)帶來(lái)一些負(fù)面影響。但是一旦光熱電站投入使用后，會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境產(chǎn)生一系列積極的作用，比如減少水土流失等。
研究報(bào)告認(rèn)為，和其它可再生能源技術(shù)一樣，CSP技術(shù)的應(yīng)用相對(duì)于煤炭等傳統(tǒng)能源來(lái)說(shuō)可以為社會(huì)提供廣泛的環(huán)境效益和社會(huì)效益，主要體現(xiàn)在減少溫室氣體排放、改善空氣污染和減少資源浪費(fèi)方面。
水資源消耗問(wèn)題
根據(jù)中國(guó)年降雨量分布圖我們可以看到，中國(guó)西北地區(qū)屬于比較缺水的地區(qū)，但是對(duì)于光熱電站來(lái)說(shuō)，水資源又是必不可少的。
光熱電站用水需要是多方面的，比如生產(chǎn)水蒸氣推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電、冷卻等，特別是在干旱和半干旱環(huán)境條件下，電站運(yùn)維人員要使用大量水來(lái)清洗反射鏡。
但是，光熱電站用水量的多少跟選擇的CSP技術(shù)也有很大關(guān)系。比如，一個(gè)裝機(jī)規(guī)模為50MW、采用水冷卻的光熱電站平均一年用水量約為160萬(wàn)m3。但如果采用空氣冷卻或者空-水冷技術(shù)的話，同規(guī)模光熱電站的用水量可減少為40萬(wàn)m3左右。
土壤侵蝕問(wèn)題
因?yàn)闅夂蚋稍?、森林覆蓋率低、沙石土質(zhì)和強(qiáng)風(fēng)等自然原因，中國(guó)西北地區(qū)土壤侵蝕問(wèn)題一直存在。近年來(lái)隨著氣候變化問(wèn)題的日趨嚴(yán)重，導(dǎo)致全球變暖和極端氣候事件頻頻發(fā)生。再加上人類過(guò)度放牧、對(duì)煤及礦物的不合理開采等原因共同造成了土壤侵蝕問(wèn)題的進(jìn)一步惡化。
研究人員發(fā)現(xiàn)，在光熱電站建設(shè)過(guò)程中，項(xiàng)目所在地及周邊區(qū)域往往會(huì)因?yàn)榻煌ㄔO(shè)施建設(shè)和電站基礎(chǔ)挖掘等原因出現(xiàn)植被遭到破壞和水土流失增加等環(huán)境問(wèn)題。
然而，通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬研究人員發(fā)現(xiàn)，如果將光熱反射鏡場(chǎng)當(dāng)作防風(fēng)林使用的話，可以大大減緩風(fēng)速，從而減少風(fēng)沙的流動(dòng)，能夠起到保護(hù)土壤免受侵蝕的作用。事實(shí)上，隨著西北地區(qū)近年來(lái)光伏電站的不斷發(fā)展，人們也在不斷摸索新能源項(xiàng)目與當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)發(fā)展的辦法。如何進(jìn)行有效的水土保持，未來(lái)也必將成為西北地區(qū)沙漠光伏電站和光熱電站在建設(shè)運(yùn)營(yíng)中的重要議題。
圖：寧夏中衛(wèi)市光伏電站、枸杞林和樹木共存的土地綜合利用模式
土壤溫度問(wèn)題
為了準(zhǔn)確掌握光熱電站對(duì)于土壤溫度的影響，研究人員搜集統(tǒng)計(jì)了北京延慶光熱項(xiàng)目所在地從2010年8月到2013年10月每一小時(shí)的土壤溫度數(shù)據(jù)。
然后，研究人員將收集到的數(shù)據(jù)與光熱電站附近地區(qū)的土壤溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。對(duì)比結(jié)果顯示，在春天和夏天光熱電站可以使所在地土壤溫度比附近土壤溫度低0.5-4°C，而在冬天光熱電站所在地土壤溫度則比附近土壤溫度高0.5-4°C。研究人員將這種現(xiàn)象歸結(jié)于光熱電站改變空氣流動(dòng)和產(chǎn)生陰影等原因。研究人員認(rèn)為，空氣流動(dòng)改變導(dǎo)致熱空氣與土地之間的熱量傳輸發(fā)生改變，而夏季光熱電站產(chǎn)生的陰影也很可能對(duì)土壤溫度造成影響。
事實(shí)上這一研究發(fā)現(xiàn)非常重要，因?yàn)檗r(nóng)作物生長(zhǎng)對(duì)土壤溫度特別敏感，所以我們可以將光熱電站的土地使用與農(nóng)作物種植結(jié)合起來(lái)。
從光資源角度考慮，中國(guó)西北部地區(qū)是最適宜建設(shè)大規(guī)模光熱電站的區(qū)域。值絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展良機(jī)，未來(lái)光熱發(fā)電行業(yè)有望在中國(guó)西北地區(qū)獲得重要發(fā)展，目前國(guó)內(nèi)已規(guī)劃的大型光熱發(fā)電項(xiàng)目幾乎全部位于西北地區(qū)。而這項(xiàng)研究成果不但證明了光熱電站的建設(shè)和運(yùn)行對(duì)于當(dāng)?shù)鼐哂辛己玫纳鐣?huì)效益和環(huán)境效益，還對(duì)光熱電站決策者進(jìn)行電站選址和區(qū)域規(guī)劃提供了指南。
原標(biāo)題:中國(guó)西部光熱電站開發(fā)的環(huán)境影響簡(jiǎn)析
