中國儲能網(wǎng)訊：光伏發(fā)電是我國新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點戰(zhàn)略方向。2021—2022年，國家發(fā)展改革委、國家能源局等部委相繼出臺《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》和《關(guān)于促進新時代新能源高質(zhì)量發(fā)展的實施方案》等政策文件，將水面光伏[1]納入可再生能源優(yōu)先發(fā)展戰(zhàn)略。隨后在地方層面，多地出臺了電價補貼與用地優(yōu)惠政策，鼓勵建設(shè)水面光伏項目。水面光伏由于其不占用土地、發(fā)電效率高等特點，在我國快速發(fā)展，2021年我國水面光伏項目總裝機容量（11.6吉瓦）已達全球第一，總面積（258.5平方公里）占全球的95.1%[2]。然而，近年來由于各部門政策缺乏有效協(xié)同，大量已建的河湖水面光伏項目被強制拆除，造成巨大損失。本文分析了我國水面光伏的發(fā)展現(xiàn)狀，梳理了當前存在的主要問題，并結(jié)合當前最新政策動態(tài)，提出對策建議。
一、我國水面光伏發(fā)展現(xiàn)狀
1、我國水面光伏總裝機容量已居全球第一
在我國光伏產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展時期，水面光伏由于不占用土地資源，可減少水量蒸發(fā)，又兼顧漁業(yè)養(yǎng)殖等優(yōu)點，近年來受到廣泛關(guān)注。據(jù)伍德麥肯茲（Wood Mackenzie）《2024漂浮光伏市場概況》報告顯示，全球水面光伏裝機容量持續(xù)增長，預(yù)計到2033年將增長至77吉瓦[3]。我國水面光伏規(guī)模位列全球第一，是大規(guī)模水面光伏電站的主要建設(shè)國家，主要分布在山東、江蘇、浙江、遼寧、廣東、湖北等沿海、沿江地區(qū)。
2、國家出臺政策加強河湖光伏項目管理
2022年《水利部關(guān)于加強河湖水域岸線空間管控的指導(dǎo)意見》（水河湖〔2022〕216號）發(fā)布后，各地進一步強化了河湖管理范圍內(nèi)光伏項目建設(shè)的管理。2023年自然資源部辦公廳、國家林業(yè)和草原局辦公室和國家能源局綜合司聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于支持光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)范用地管理有關(guān)工作的通知》（自然資辦發(fā)〔2023〕12號），對項目的選址提出了嚴格要求。水利部在2024年2月印發(fā)《關(guān)于縱深推進河湖庫“清四亂”常態(tài)化規(guī)范化的通知》（水河湖〔2024〕36號），要求持續(xù)排查整治河湖管理范圍內(nèi)違法違規(guī)建設(shè)光伏電站的現(xiàn)象。隨后，河北、甘肅、吉林、山西等省也相繼下發(fā)總河長令，開展河湖管理范圍內(nèi)光伏電站和風力發(fā)電項目排查整改工作。
二、存在問題
1、不同部門政策矛盾，造成投資的巨大損失
在我國水面光伏的快速發(fā)展時期，大量河湖管理范圍內(nèi)已建項目被要求拆除或采取占補平衡等方式進行整改，造成了大量的人力物力財力浪費。江蘇省2022年以后未出現(xiàn)新建河湖光伏電站項目，安徽和江蘇部分侵占河湖用地的項目陸續(xù)拆除，在2023年水利部河湖保護中心聯(lián)合中國科學(xué)院調(diào)研的18個項目中，已有16個采取拆除、占補平衡等方式進行整改，河湖光伏項目逐漸被叫停。如江蘇省泗洪縣天崗湖光伏發(fā)電項目辦理了環(huán)評、土地、規(guī)劃等手續(xù)，卻未辦理水行政許可手續(xù)。《2022年長江經(jīng)濟帶生態(tài)環(huán)境警示片》通報泗洪縣天崗湖6處違建光伏問題。在多部門督促下，該項目被責令拆除，2023年9月14日泗洪縣政府制定《泗洪縣天崗湖光伏有序退出方案》，9月21日宿遷市政府批復(fù)該方案，光伏設(shè)施計劃到2029年全部退出[4]。
類似案例還有安徽省焦崗湖光伏發(fā)電項目[5]、安徽省六安市裕安區(qū)淠河蘇埠光伏項目等。究其原因，是因為國家尚未出臺多部門統(tǒng)一法規(guī)和政策文件規(guī)范水面光伏的建設(shè)和管理。我國內(nèi)陸水體類型眾多（河流、湖泊、水庫、塘壩、坑塘、溝渠、采礦塌陷新生水域等），眾多小型水體、人工水體無防洪功能或防洪功能很弱，且未劃定管理范圍。地方具體實施時，對于湖泊周邊/水庫庫汊的范圍、水體類型界定的方法和原則不清晰，指導(dǎo)意見難以執(zhí)行操作，各類內(nèi)陸水面光伏電站項目的審批處于停滯狀態(tài)，進而導(dǎo)致審批時對擬建項目“一刀切”禁止的實際現(xiàn)象。
2、大規(guī)模開發(fā)面臨諸多技術(shù)挑戰(zhàn)
水面光伏在具體應(yīng)用推廣時面臨結(jié)構(gòu)設(shè)計、穩(wěn)定性、維護、耐久性、能效等方面的技術(shù)挑戰(zhàn)[6]。首先，必須采用先進的防潮和防腐技術(shù)，確保所有光伏組件設(shè)備均達到高標準的技術(shù)要求。其次，水面光伏組件容易受到風浪沖擊、臺風破壞、生物附著等影響，還有一些浮體結(jié)構(gòu)受剛性桁架結(jié)構(gòu)的限制，只能安裝一系列小型系統(tǒng)，無法整合成一個大的平臺，這對于電氣系統(tǒng)的配置非常不利。水下環(huán)境的復(fù)雜性對結(jié)構(gòu)安全性和系統(tǒng)穩(wěn)定性的要求更高，因此在成本構(gòu)成中，光伏支架及安裝部分顯得尤為關(guān)鍵，水面光伏投資高于陸地同類項目。此外，漂浮式光伏采用的非晶硅太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率僅為10%左右，且不穩(wěn)定，阻礙了其推廣應(yīng)用。最后，設(shè)備組件維護任務(wù)艱巨，復(fù)雜多變的水域環(huán)境更是為維護工作增加難度，若設(shè)備品質(zhì)未達標，可能會引發(fā)發(fā)電效率的顯著降低或完全中斷[7]。
3、水面光伏對河湖防洪、生態(tài)環(huán)境負面影響程度需科學(xué)評估
水面光伏的有利影響主要歸納為：減少水面蒸發(fā)、抑制藻類繁殖，對水域生態(tài)環(huán)境具有一定保護作用。據(jù)德國科研團隊2021年9月刊發(fā)的論文顯示，水面光伏系統(tǒng)能使水體中硝酸鹽濃度最高下降14%、葉綠素濃度平均降低17.5%，溶解氧變化很小[8]。
水面光伏對水生態(tài)環(huán)境潛在負面影響主要包括：①影響防洪安全。水面光伏大量的樁基和支架占用河道行洪斷面，縮小過水面積，降低過水能力，阻礙行洪。經(jīng)水利部防洪抗旱減災(zāi)工程技術(shù)研究中心估算分析，光伏面板占用河道面寬52.3%時，水位抬高17%，流速降幅達到10%；電池板被淹深度為0.5米時，水位抬高15%，流速降幅達10%。②影響水環(huán)境。水面光伏板遮光效應(yīng)可能會造成水體溶解氧減少進而導(dǎo)致水體自凈能力減弱。臺灣嘉義大學(xué)科研人員2022年3月的一項研究論文表明[9]，水面光伏會顯著降低水溫和溶解氧。在淮南潘集沉陷區(qū)漂浮式水上光伏電站中，高覆蓋區(qū)域的水環(huán)境關(guān)鍵指標葉綠素a的濃度顯著低于低覆蓋區(qū)。③影響水生生物。水面光伏運行過程中，長期遮光和組件老化釋放的有毒有害污染物會阻礙水生生物的生長和繁殖，進而降低水生生物多樣性和破壞生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性。上海海洋大學(xué)2021年的一項研究發(fā)現(xiàn)[10]，水面光伏遮光不利于6、7月份伊樂藻根系生長，可能會導(dǎo)致水體中沉水植物的衰退。同時，光伏建設(shè)和運營中產(chǎn)生的高溫和電磁波等均會對鳥類產(chǎn)生較大影響。如宿遷市泗陽縣沃行達光伏項目運行后，鳥種類減少48種，降幅24.5%[11]。
三、對策建議
1、完善法律法規(guī)與管理制度，全過程規(guī)范水面光伏發(fā)展，對已建項目科學(xué)論證、分類管理
光伏產(chǎn)業(yè)是實現(xiàn)國家碳達峰碳中和目標、能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的主力軍，對光伏電站項目建設(shè)不能搞“一刀切”。針對不同部門管理要求不協(xié)調(diào)，甚至相互沖突的問題，建議由國家發(fā)展改革委牽頭，協(xié)調(diào)國家能源局、自然資源部、水利部、生態(tài)環(huán)境部等部門，研究出臺水面光伏建設(shè)的政策法規(guī)文件，明確建設(shè)要求和審批流程，明確禁止和允許的水體類型和區(qū)域，提出分類管控辦法，明確光伏布設(shè)規(guī)模、布設(shè)方式、布設(shè)位置、環(huán)保措施等具體要求，提升河湖水面光伏管理的可操作性。
建議對已建成的水面光伏，屬地政府應(yīng)組織開展防洪影響評價，對于嚴重影響防洪安全、河勢穩(wěn)定、生態(tài)安全的，應(yīng)盡快清理整治；對于影響較小的，應(yīng)采取補救措施，消除負面影響，嚴禁管理“一刀切”。同時，要加強河湖管理范圍內(nèi)光伏電站項目建設(shè)的全生命周期監(jiān)督管理，切實減少建設(shè)、運行以及報廢拆除對河湖生態(tài)環(huán)境的不利影響，定期評估設(shè)施對周圍水環(huán)境、水生態(tài)的影響，依據(jù)評估結(jié)果及時調(diào)整管理策略制定應(yīng)對方案。
2、加強技術(shù)研發(fā)，助力水面光伏大規(guī)模商業(yè)推廣
首先，主要設(shè)備選型要具有技術(shù)先進性和環(huán)境適應(yīng)性，對光伏組件等設(shè)備的防潮防腐性進行充分的技術(shù)論證。加快研發(fā)適應(yīng)水下、水面環(huán)境的高可靠性設(shè)備，開發(fā)高性能、耐腐蝕、輕質(zhì)材料用于構(gòu)建浮體結(jié)構(gòu)。其次，優(yōu)化器件設(shè)計（如使用高性能的半導(dǎo)體材料），提高光伏面板的光吸收率，提升能量轉(zhuǎn)換效率。再次，加強施工方案審核把關(guān)，做好施工方案優(yōu)化，方案可行性高，重點做好樁基施工、斜樁角度控制、防腐工藝等關(guān)鍵點監(jiān)控要定期維護和檢測設(shè)備，降低故障率，加強遠程監(jiān)控和自動化維護系統(tǒng)的開發(fā)。
3、設(shè)立專項課題，深入研究水面光伏對河湖生態(tài)環(huán)境影響
當前尚缺乏關(guān)于水面光伏對河湖水環(huán)境水生態(tài)系統(tǒng)影響的系統(tǒng)研究，亟需開展現(xiàn)存光伏項目的動態(tài)監(jiān)測和科學(xué)研究，支撐河湖生態(tài)保護。建議設(shè)立專項課題，深入研究水面光伏建設(shè)與運行對河湖水環(huán)境、生物多樣性、水生生物棲息地等影響。重點開展：①水面光伏對水環(huán)境的影響：選取典型光伏項目，以光伏區(qū)及非光伏區(qū)為研究對象，分析不同季節(jié)、不同時間水溫、溶解氧、營養(yǎng)鹽、葉綠素a等指標的差異，構(gòu)建水動力—水環(huán)境模型，綜合評估水面光伏對水環(huán)境的影響；②水面光伏對水生生物和生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的影響：開展定位觀測，分析浮游植物、浮游動物、底棲動物、水生植物、魚類的種類組成、密度、生物量等特征，探明光伏對湖泊初級生產(chǎn)力、次級生產(chǎn)力的影響，揭示光伏對湖庫水生生物群落結(jié)構(gòu)、多樣性、完整性的影響機制；③面向生態(tài)保護的水面光伏對策措施：整合分析光伏對河湖生態(tài)環(huán)境的影響，提出光伏建設(shè)對湖庫生態(tài)環(huán)境影響評估技術(shù)方案，針對可能的負面效應(yīng)，提出光伏布設(shè)規(guī)模、布設(shè)方式、布設(shè)位置、環(huán)保措施等方面的對策建議。
