陸上風(fēng)電場建設(shè)對生態(tài)環(huán)境的影響及緩解措施研究

崔雅文

（國家電投集團(tuán)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心，上海 200233）

0.引言

風(fēng)能是眾多可再生能源之一，體現(xiàn)出清潔與可再生的優(yōu)勢。在能源形勢日益緊張的新時代，風(fēng)能、太陽能等新能源是能源發(fā)展的主要方向。對于風(fēng)能來說，發(fā)電是最重要的應(yīng)用形式之一，具有很高的生態(tài)價值，且環(huán)保效果明顯。雖然如此，風(fēng)能發(fā)電對自然環(huán)境也是一種人為破壞，進(jìn)而對周邊生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生相應(yīng)的負(fù)面影響。隨著近年來風(fēng)能發(fā)電的快速發(fā)展，風(fēng)電場的數(shù)量與日俱增，建設(shè)發(fā)展過程中對周邊生態(tài)環(huán)境的影響也開始引起業(yè)界的熱烈關(guān)注，針對性研究越發(fā)深入。文章將針對具體的生態(tài)環(huán)境影響進(jìn)行詳細(xì)分析，并提出可行性緩解措施，以維護(hù)風(fēng)電場周圍生態(tài)環(huán)境。

1.風(fēng)電場節(jié)能減排優(yōu)勢及帶來的環(huán)境問題

對風(fēng)能的應(yīng)用主要體現(xiàn)在風(fēng)力發(fā)電方面，此舉存在非常理想的環(huán)保效益。風(fēng)力發(fā)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(zhì)基本不存在有毒、有害物質(zhì)，建設(shè)風(fēng)電場逐步發(fā)展成為緩解化石能源危機(jī)、治理環(huán)境污染的重要手段之一。

盡管風(fēng)力發(fā)電擁有眾多優(yōu)勢，但其在建設(shè)與運(yùn)行期間也會對自然環(huán)境與生態(tài)環(huán)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(yīng)以及植被破壞等，因此，在進(jìn)行風(fēng)電場建設(shè)時，負(fù)責(zé)人員需要仔細(xì)分析項目開發(fā)可能帶來的生態(tài)影響[1]。在充分了解各項對環(huán)境產(chǎn)生影響的要素之后，技術(shù)人員需要和業(yè)主方、施工方共同制定科學(xué)的施工與維護(hù)方案，嚴(yán)密監(jiān)控建設(shè)和運(yùn)行階段的各項指標(biāo)，應(yīng)用可靠、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓芾眢w系來提升風(fēng)電場建設(shè)與運(yùn)行質(zhì)效，真正保護(hù)好當(dāng)?shù)丨h(huán)境。

2.陸上風(fēng)電場建設(shè)對生態(tài)環(huán)境的影響

本文分別從施工階段陸上風(fēng)電場建設(shè)對生態(tài)環(huán)境的影響和運(yùn)營階段陸上風(fēng)電場對生態(tài)環(huán)境的影響2個方面進(jìn)行分析，運(yùn)營階段著重分析運(yùn)營期間鳥類覓食、鳥類遷徙和風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的油污對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的具體影響，做為后文優(yōu)化和改善陸上風(fēng)電場建設(shè)對生態(tài)環(huán)境的影響的基礎(chǔ)。

2.1 施工階段的影響

2010年底，我國風(fēng)電累計裝機(jī)容量4182.7萬千瓦，躍居世界第一，2021年我國陸上風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到30209萬千瓦。隨著陸上風(fēng)電場大規(guī)模開發(fā)，施工對生態(tài)環(huán)境造成的不良影響也越發(fā)嚴(yán)重。首先，有相當(dāng)多的風(fēng)電場建設(shè)在丘陵與沙漠地帶，2022年2月，國家發(fā)改委、能源局發(fā)布的《關(guān)于完善能源綠色低碳轉(zhuǎn)型體制機(jī)制和政策措施的意見》也提出了以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點(diǎn)，加快推進(jìn)大型風(fēng)電、光伏發(fā)電基地建設(shè)的要求。但這些地區(qū)的自然環(huán)境對惡化的抵抗力較差，彈性復(fù)原能力也較低，項目選址階段應(yīng)充分考慮環(huán)境保護(hù)因素。其次，在建設(shè)陸上風(fēng)電場時，需要修建道路、開挖地基、鋪設(shè)施工和生產(chǎn)設(shè)備等，有時不可避免要砍伐樹木、破壞植被，使當(dāng)?shù)丨h(huán)境受到不良影響[2]。再次，風(fēng)電場建設(shè)屬于大規(guī)模項目，普遍會出現(xiàn)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(fēng)電場建設(shè)期間一定會應(yīng)用挖掘機(jī)，還有大批工作人員、車輛和設(shè)備對地表進(jìn)行多次破壞，使大面積植被受到影響和破壞。此外，在陸上風(fēng)電場開發(fā)建設(shè)初期，要科學(xué)微觀選址、優(yōu)化風(fēng)場布局。風(fēng)機(jī)機(jī)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(fēng)場布局勢必導(dǎo)致道路和集電線路的不合理，從而增加對風(fēng)電場環(huán)境的破壞程度。

2.2 運(yùn)行階段的影響

首先，是對鳥類覓食的影響。風(fēng)電場運(yùn)行時會影響周圍的鳥類正常生存。 特別是風(fēng)力渦輪機(jī)對鳥類覓食的有重大影響。在風(fēng)機(jī)周圍，長期居住在這里的鳥兒，受到風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)、葉片變槳、機(jī)艙偏航、機(jī)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(fēng)機(jī)運(yùn)行期間，風(fēng)機(jī)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(qū)，許多陸上風(fēng)電場就建設(shè)在這些地區(qū)及其附近。除此之外，鳥類在輸電線路或是電氣設(shè)備上停留會導(dǎo)致電氣發(fā)生短路現(xiàn)象，引發(fā)事故問題，因而在風(fēng)電上的輸電桿塔上一般會安裝驅(qū)鳥裝置。

其次，風(fēng)機(jī)對遷徙鳥類的影響。在季節(jié)交替時期，一些鳥類要進(jìn)行遷徙，途中往往會路過一些風(fēng)電場，存在與風(fēng)機(jī)葉片相撞致使鳥類受傷或死亡的概率。鳥類與風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片相撞的概率取決于它們穿越風(fēng)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(guān)，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(fēng)力渦輪機(jī)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(dāng)數(shù)量死于與風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的碰撞。

最后，風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的油污會對環(huán)境產(chǎn)生影響。風(fēng)電機(jī)組在作業(yè)時需要潤滑油和冷卻油等物質(zhì)，由于風(fēng)電機(jī)組生產(chǎn)技術(shù)水平存在差異，各類機(jī)組都會出現(xiàn)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(fēng)機(jī)塔筒下淌；第二，從機(jī)艙縫隙流出；第三，在對機(jī)組進(jìn)行檢修時流出機(jī)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(chǎn)生油脂垃圾。為此，風(fēng)電廠檢修人員需要及時查明風(fēng)機(jī)漏油原因，及時落實(shí)防漏管理措施，清除現(xiàn)有已生成的油污。此外，發(fā)電機(jī)電刷磨損所產(chǎn)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(huán)境。優(yōu)化風(fēng)電機(jī)組設(shè)計，開展防滲漏控制研究是降低風(fēng)電機(jī)組油污、碳粉等對環(huán)境污染影響的有效手段。

3.生態(tài)環(huán)境緩解措施研究

針對陸上風(fēng)電場建設(shè)對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的各種影響，結(jié)合上文的分析，本文從倡導(dǎo)科學(xué)選址、多元化手段、強(qiáng)化生態(tài)水土穩(wěn)固程度、注重風(fēng)電場與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)性、加強(qiáng)法律法規(guī)建設(shè)5個角度提出生態(tài)環(huán)境緩解的應(yīng)對之舉。

3.1 倡導(dǎo)科學(xué)選址從源頭控制污染

為了保護(hù)風(fēng)電場區(qū)植被與環(huán)境免遭破壞與污染，首先要在在源頭上進(jìn)行控制。在風(fēng)電場施工之前要準(zhǔn)確定位風(fēng)電場施工范圍，同時制定嚴(yán)謹(jǐn)可行的施工方案。第一，在風(fēng)電場開發(fā)建設(shè)前期，詳細(xì)勘察風(fēng)電場周邊具體情況，根據(jù)場區(qū)及周邊地形、地貌、水文、動物、植被、設(shè)施、村落等自然生態(tài)環(huán)境特征，合理地微觀選址，科學(xué)地進(jìn)行風(fēng)電場總體布局規(guī)劃，把風(fēng)電場全壽命期內(nèi)對生態(tài)環(huán)境的影響、動植物影響控制在最小范圍，控制施工期間產(chǎn)生的噪聲污染以及環(huán)境影響等不足，盡量抑制當(dāng)?shù)胤秶鷥?nèi)動植物受到的影響程度[5]；第二，在結(jié)束風(fēng)電場科學(xué)布局規(guī)劃后，施工人員要和技術(shù)人員深入交流，制定嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖┕し桨概c操作流程。例如在風(fēng)電場施工期間要避開雨季，避免雨水給項目建設(shè)產(chǎn)生不良影響，控制水土流失出現(xiàn)概率。施工時要嚴(yán)格按照規(guī)定的工藝流程文明生產(chǎn)，如通過輕裝輕卸和灑水等手段減少由于項目施工而產(chǎn)生的負(fù)面大氣環(huán)境影響。除此之外，在風(fēng)電場建設(shè)和運(yùn)營階段勢必會產(chǎn)生相應(yīng)的固體廢棄物和廢水等垃圾，給周邊生態(tài)環(huán)境帶來程度不一的影響，需要利用科學(xué)的方式逐漸降低其對生態(tài)環(huán)境的破壞。為徹底處理掉建設(shè)期間出現(xiàn)的生活與作業(yè)廢水，可以利用廢水集中收集的方式實(shí)施統(tǒng)一處理。針對工作人員產(chǎn)生的生活廢品可以在施工現(xiàn)場臨時開設(shè)垃圾堆放區(qū)，定期清理、集中運(yùn)輸，降低風(fēng)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(huán)境破壞

第一，在開展風(fēng)電場施工階段需要臨時占地，因此需要存儲當(dāng)前施工區(qū)內(nèi)表土，在施工結(jié)束后，將這部分土壤填充回去，為后續(xù)植被復(fù)原打好有利基礎(chǔ)。如果當(dāng)前施工區(qū)域?qū)儆陧椖坑谰眯杂玫?，則該區(qū)域就不能用土壤回填來復(fù)原植被，并且此區(qū)域植被在遭到破壞后也不能恢復(fù)到施工之前的狀態(tài)，這時可采取異地補(bǔ)償措施，也就是在周邊某地區(qū)復(fù)原同等數(shù)量與質(zhì)量的植被，采取占一補(bǔ)一原則，控制風(fēng)電場項目工程對周邊環(huán)境產(chǎn)生的不良影響。

第二，在風(fēng)電場運(yùn)營期間無法避免噪聲的出現(xiàn)，這會對生態(tài)環(huán)境帶來不同程度的噪聲污染。風(fēng)電場噪聲主要來源于風(fēng)輪葉片掃風(fēng)、葉片變槳、機(jī)艙偏航、機(jī)艙內(nèi)設(shè)備旋轉(zhuǎn)、剎車和振動、箱變運(yùn)行等。優(yōu)化風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)，設(shè)計制造低噪音的風(fēng)力發(fā)電機(jī)部件和整機(jī)是控制風(fēng)電場噪音最根本的途徑。此外，風(fēng)電場運(yùn)維人員要對場內(nèi)風(fēng)機(jī)進(jìn)行檢修和養(yǎng)護(hù)，使其在運(yùn)行時一直保持穩(wěn)定狀態(tài)，減少機(jī)器運(yùn)行給周邊環(huán)境帶來的影響。在機(jī)器出現(xiàn)不良情況時，其噪聲會飛速上漲，必須立即停機(jī)檢修。

第三，風(fēng)電場中的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組高達(dá)百米以上，風(fēng)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(chǎn)生光影，影響周邊居民和動物的生活。因此，風(fēng)電場在微觀選址階段就要根據(jù)機(jī)位點(diǎn)地形結(jié)合周邊民居和養(yǎng)殖場所分布情況，科學(xué)選擇合理的風(fēng)機(jī)光影影響時段，計算光影影響角度和距離，以確定風(fēng)機(jī)機(jī)位點(diǎn)的安全距離，消除風(fēng)機(jī)光影所造成負(fù)面影響。

3.3 強(qiáng)化生態(tài)水土穩(wěn)固程度

在防治風(fēng)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(tài)穩(wěn)定性。針對具體風(fēng)機(jī)機(jī)位，合理布置物料堆場、設(shè)備站位，制定科學(xué)吊裝工藝，優(yōu)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(fēng)機(jī)吊裝平臺周圍種植灌木防止水土流失。對于可能會發(fā)生滑坡的地方可采取開挖邊坡、擴(kuò)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(qū)，可在土壤表面種植藤蔓，防止礫石移動，同時及時糾正風(fēng)電場邊坡切割造成的土壤問題，改善該地區(qū)整體土壤質(zhì)量狀況[6]。針對升壓站周邊環(huán)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(huán)境下也可以保持色澤。同時，以草坪內(nèi)灌木為裝飾，不僅可以增加該區(qū)域的美感，還能夠保持該區(qū)域的水和土壤條件。

3.4 注重風(fēng)電場與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)性

為有效緩解風(fēng)電場周邊生態(tài)環(huán)境問題，提升風(fēng)電場和周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)性非常關(guān)鍵。在完善風(fēng)電場周圍生態(tài)環(huán)境狀況時，要科學(xué)調(diào)查當(dāng)?shù)氐匦蔚孛蔡卣?、土壤情況、植被情況以及水文氣候等，在了解當(dāng)?shù)鼐唧w的生態(tài)環(huán)境問題之后，才可以制定出更加精準(zhǔn)的對策來助力生態(tài)環(huán)境復(fù)原效果。在進(jìn)行風(fēng)電場生態(tài)環(huán)境調(diào)查期間，要利用可靠的評價和分析手段來分析其運(yùn)行和建設(shè)階段對環(huán)境產(chǎn)生的影響，預(yù)設(shè)科學(xué)的復(fù)原目標(biāo)與執(zhí)行原則，再提出復(fù)原方案的具體標(biāo)準(zhǔn)[7]。在對詳細(xì)的復(fù)原方案進(jìn)行設(shè)計時，要和施工人員展開深入的溝通，在掌握風(fēng)電場目前整體工作情況之后確定復(fù)原工作核心內(nèi)容，如水土流失等，利用對核心內(nèi)容的優(yōu)化加強(qiáng)風(fēng)電場生態(tài)治理質(zhì)效。

3.5 加強(qiáng)法律法規(guī)建設(shè)

現(xiàn)階段，我國有很多珍稀植被地區(qū)還沒有納入環(huán)境保護(hù)名錄，比如我國云南省西部地區(qū)[8]。由于缺少針對性法律政策管制，風(fēng)電場在建設(shè)期間，有可能因為應(yīng)對環(huán)境保護(hù)意識不足而對植被和環(huán)境造成破壞[9]。鑒于此，國家需要盡快補(bǔ)充和完善相關(guān)領(lǐng)域的法律政策制定，同時向社會進(jìn)行定期宣傳。以此從國家方面獲得生態(tài)環(huán)境建設(shè)的政策支持，并讓社會大眾充分了解陸上風(fēng)電場建設(shè)以及生態(tài)環(huán)境保護(hù)的重要價值。將國家制定的法規(guī)政策有效落實(shí)，將政府、社會組織以及社會大眾充分結(jié)合，形成合力，共同助力陸上風(fēng)電場生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作。

4.結(jié)語

為確保我國風(fēng)電事業(yè)可以獲得綠色健康、長效發(fā)展，需要立足以下幾個方面進(jìn)行深入研究。第一，落實(shí)風(fēng)電場生態(tài)環(huán)境現(xiàn)場勘查、監(jiān)測，挖掘生態(tài)環(huán)境的實(shí)際情況與機(jī)理，為生態(tài)環(huán)境維護(hù)以及氣候變化預(yù)防政策、方案提供有力依據(jù)。第二，構(gòu)建風(fēng)電場生態(tài)、氣候與環(huán)保一體化模型，為國家各類下墊區(qū)、各類氣候區(qū)不同規(guī)模風(fēng)電場布局對區(qū)域生態(tài)環(huán)境的反應(yīng)度評估制定可行性工具與方法。第三，進(jìn)一步研究在氣候變化背景下我國風(fēng)能資源的變化趨勢，為后續(xù)風(fēng)能資源深度開發(fā)做好準(zhǔn)備。第四，構(gòu)建風(fēng)電場運(yùn)行過程中生態(tài)環(huán)境變化評估標(biāo)準(zhǔn)與評價體系，健全風(fēng)電場建設(shè)工程環(huán)境評估機(jī)制。第五，根據(jù)風(fēng)能資源實(shí)況，落實(shí)生態(tài)環(huán)境影響管制下，風(fēng)電場局部開發(fā)與適配性電網(wǎng)研究，以此支撐風(fēng)電與電網(wǎng)長效管理，為國家生態(tài)文明建設(shè)以及長期風(fēng)電發(fā)展目標(biāo)的落實(shí)提供助力。在未來，國家還需要繼續(xù)進(jìn)行相關(guān)問題的研究，結(jié)合新時期研發(fā)出的新技術(shù)提高陸上風(fēng)電場建設(shè)的信息化發(fā)展進(jìn)程并實(shí)現(xiàn)生態(tài)文明信息化維護(hù)目標(biāo)。