我國煤炭行業(yè)70年負載運行，為社會經(jīng)濟發(fā)展提供了重要能源保障的同時，煤炭開采留下了大面積的采空區(qū)和沉陷區(qū)，帶來了一系列嚴(yán)重的經(jīng)濟、社會、環(huán)境問題。
據(jù)統(tǒng)計，我國共有23個省份、151個縣市分布有采煤沉陷區(qū)，面積高達3000多萬畝。按照每年35億噸煤炭產(chǎn)量計算，每年還將新增沉陷區(qū)125萬畝。采煤沉陷區(qū)綜合治理已成為各地政府亟待解決的難題。
自2015年以來，全國已經(jīng)開展了600萬千瓦的光伏+采煤沉陷區(qū)治理工作，且取得了卓越成效。隨著光伏發(fā)電的快速發(fā)展，其用地越趨緊張，而利用采煤沉陷區(qū)受損土地發(fā)展光伏，不僅可以解決生態(tài)環(huán)境治理問題，將閑置資源變?yōu)楫?dāng)?shù)亟?jīng)濟增長的要素之一，還可帶動當(dāng)?shù)鼐蜆I(yè)。
1、國家相關(guān)政策
2021年6月21日，國家發(fā)改委印發(fā)了《關(guān)于請?zhí)峁├貌擅撼料輩^(qū)受損土地發(fā)展光伏發(fā)電有關(guān)情況的函》，要求列入全國采煤沉陷區(qū)綜合治理規(guī)劃、重點采煤沉陷區(qū)集中的23省115個區(qū)市提供利用采煤沉陷區(qū)受損土地發(fā)展光伏發(fā)電的有關(guān)情況，推動采煤沉陷區(qū)受損土地綜合利用。
2021年11月26日，國家發(fā)改委發(fā)布了《“十四五”特殊類型地區(qū)振興發(fā)展規(guī)劃》，提出“深入推進采煤沉陷區(qū)綜合治理……統(tǒng)籌推進土地綜合整治利用，盤活沉陷區(qū)土地資源……因地制宜推廣利用沉陷區(qū)受損土地發(fā)展光伏、風(fēng)電。”
2021年11月30日，國家發(fā)改委、科技部、工信部、自然資源部、國家開發(fā)銀行聯(lián)合印發(fā)《“十四五”支持老工業(yè)城市和資源型城市產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級示范區(qū)高質(zhì)量發(fā)展實施方案》，明確創(chuàng)新“光伏+”模式，推進光伏發(fā)電多元布局，支持包頭、鄂爾多斯、石嘴山等城市以及寧東能源化工基地等地區(qū)因地制宜利用沙漠、戈壁、荒漠以及采煤沉陷區(qū)、露天礦排土場、關(guān)停礦區(qū)建設(shè)風(fēng)電光伏發(fā)電基地。
可見，利用采煤沉陷區(qū)發(fā)展光伏發(fā)電將成新趨勢。
2、“光伏+采煤沉陷區(qū)治理”現(xiàn)狀
內(nèi)早在2015年就開始了以光伏治理采煤沉陷區(qū)的相關(guān)探索。國內(nèi)第一批光伏領(lǐng)跑者基地就是在大同南郊區(qū)、新榮區(qū)和左云縣形成的1687.8平方公里的采煤沉陷區(qū)實施的。近年來，大同依托豐富的太陽能資源在采煤沉陷區(qū)內(nèi)建設(shè)光伏電站，同步開展光伏場區(qū)及回填區(qū)種植等生態(tài)治理，目前已建成15萬千瓦光伏治理采煤沉陷區(qū)基地。其中，僅三峽新能源在大同左云建設(shè)的林光互補采煤沉陷區(qū)光伏電站綠化面積就達3700余畝。大同市政府配套出臺了《大同采煤沉陷區(qū)國家先進技術(shù)光伏示范基地項目管理辦法》、《大同市采煤沉陷區(qū)國家先進技術(shù)光伏示范基地生態(tài)保護管理辦法》，為綠色低碳轉(zhuǎn)型、生態(tài)保護補償、振興美麗鄉(xiāng)村的共同發(fā)展提供了良好示范。
圖1 三峽新能源山西大同左云光伏電站
2016年國家計劃建設(shè)550萬千瓦光伏領(lǐng)跑基地，其中有450萬千瓦結(jié)合了采煤塌陷區(qū)治理。目前，山西陽泉結(jié)合采煤沉陷區(qū)治理的光伏規(guī)模達到了100萬kW;安徽兩淮采煤沉陷區(qū)國家先進技術(shù)光伏示范基地建設(shè)了100萬千瓦，其中淮南采煤沉陷區(qū)建設(shè)了水面光伏電站;內(nèi)蒙古包頭市采煤沉陷區(qū)建設(shè)了100萬千瓦光伏示范基地，烏海建設(shè)了50萬千瓦光伏采煤沉陷區(qū)領(lǐng)跑基地，伊金霍洛旗50萬千瓦采煤沉陷區(qū)生態(tài)治理光伏項目也已并網(wǎng)發(fā)電;山東濟寧、新泰各建設(shè)了50萬千瓦的光伏采煤沉陷區(qū)基地;寧夏白銀平川區(qū)采煤沉陷區(qū)光伏示范基地項目等逐漸興起。
3、“光伏+采煤沉陷區(qū)治理”方案探討
鑒于采煤沉陷區(qū)居民搬遷后土地閑置、生態(tài)植被脆弱現(xiàn)狀，以農(nóng)光互補、林光互補等多樣光伏發(fā)電站開發(fā)模式，帶動礦區(qū)生態(tài)治理，并通過廢舊礦山綜合利用緩解光伏電站用地矛盾。
(一)推進地表修復(fù)
采煤沉陷區(qū)治理工程主要分為邊坡綠化工程、土地整治工程。而光伏電站開發(fā)建設(shè)過程對場地的局部平整相當(dāng)于進行了礦山環(huán)境治理的土地整治;光伏組件安裝相當(dāng)于間接的植被綠化，不僅可減少場區(qū)范圍內(nèi)的蒸發(fā)量，光伏組件定期清洗還能增加淺層土壤的含水率。對地表下沉形成常年積水區(qū)域，可考慮采用漂浮式光伏電站。
(二)優(yōu)化光伏支架結(jié)構(gòu)
適當(dāng)抬高光伏組件支架，最低高度距地高于1.2米(灌木平均高度)，為其他作業(yè)面預(yù)留足夠空間，便于后期植被種植。在支架與基礎(chǔ)材料選擇上重視材料本身的回收利用，可考慮采用鋼柱式或圓柱形水泥墩固定列陣支架，最大限度減小電站建設(shè)對土壤以及自然環(huán)境的二次污染,加快周邊環(huán)境生態(tài)恢復(fù)。在采煤沉陷區(qū)地形條件較為復(fù)雜地區(qū)，可考慮大跨度柔性光伏支架結(jié)構(gòu)的適用性，減小支架各構(gòu)件間的次生應(yīng)力和局部變形，實現(xiàn)土地資源的最大化利用。
(三)推動植被保護和恢復(fù)
施工過程中盡量不破壞現(xiàn)有植被。項目施工結(jié)束后，在光伏列陣之間栽植適宜當(dāng)?shù)厣L的灌木林或灌木經(jīng)濟林，達到生態(tài)效益與經(jīng)濟效益同步發(fā)展。場址區(qū)苗木栽植的相關(guān)要求，可執(zhí)行中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T15776-2006《造林技術(shù)規(guī)程》，樹種成活率和保存率應(yīng)達到85%以上。
(四)開展生態(tài)環(huán)境與安全監(jiān)測
由于地面沉陷為不可控因素，可結(jié)合場址區(qū)實際情況應(yīng)用變形監(jiān)測、植被監(jiān)測、水沙監(jiān)測及治理效果等監(jiān)測技術(shù)，并設(shè)置合理的監(jiān)測體系，為適時采取有效防患措施及生態(tài)保護做為技術(shù)支撐。另外，該監(jiān)測數(shù)據(jù)還可為后續(xù)其他同類工程的科學(xué)研究提供基礎(chǔ)資料和積累經(jīng)驗。
原標(biāo)題：淺談光伏發(fā)電與采煤沉陷區(qū)治理的融合發(fā)展
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