Ｖｏ１．２０．Ｎｏ．４。２０１３ 大规模风电开发对环境的影响分析 白文慧 （深圳供电局有限公司，广东深圳 ５１８０００） 摘要：大规模风电的开发利用，对缓解能源危机、环境污染及温室效应等具有重要的意义。文章从正反两个角度出 发，分析了大规模风电发展对减少污染物排放等的积极影响，以及噪声、电磁辐射、鸟类、生态环境等的消极影响，给出 了实现风电开发与环境协调发展的相关建议。 关键词：风力发电；环境影响；新能源 ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６—８５５４．２０１３．０４．０３０ ０引言 近年来，随着化石能源危机、环境污染和温室效应等问题 的日益加剧，风力发电已成为当今世界增长最快的可再生能 源。风力发电在我国同样得到了迅猛发展，截止到２０１０年底， 我国风电机组累计装机总容量已达到４４ ７３３．２９ Ｍｗ…。 随着风能得到大规模的开发利用，大规模风电场的建设， 尤其是风电基地的建设，对环境的影响变得更加突出，风电场 一旦建成，要消除或减轻某些不良影响势必将付出高昂的代 价。因此，在大规模开发风电场的背景下，分析研究风电场建 设可能对环境造成的各种影响，并采取必要措施将消极影响 降至最低，对推进风电产业的快速、可持续发展，具有重要的 现实意义。 １ 风电开发对环境的积极影响 由于风能是一种清洁的可再生能源，大规模开发利用风 能。对于缓解能源危机、减轻环境污染、改善周边生态环境等 具有积极的影响。与火电相比，风电场的生产过程是将风能 转变为机械能、再转变为电能，在整个工艺流程中，不产生大 气、水体、固体废物等方面的污染物，可实现基本“零”污染排 放。以福建莆田忠门风电场为例，风电场总装机容量４８ ＭⅣ， 年上网电量约１２２．２ ＧＷｈ，每年可节约３．４万ｔ标准煤，可减少 灰渣产生量１．２万ｔ，减少ｓｏ２产生量７７０ ｔ，减少ＮＯｘ产生量 ３６４ ｔ，减排ＣＯ２约１０．９万ｔ【２Ｊ。 １）与水电相比①节省大量淡水资源，减少水环境污染。 这对淡水资源缺乏的沿海及干旱地区尤为重要。②风电场的 建设周期短，从土建、安装到投产，只需半年至１年时间。③ 由于不需要建设大面积的水库做调峰使用，风电场建设占地 相对较少，风机与监控、变电建筑仅占风电场１％土地，其余 ９９％的场地可供农、林、牧使用。④没有水库淤积、水库淹没 及水库移民问题，对河道珍稀鱼类生存没有影响也不形成脱 水段等环境问题，对生态环境影响较小。 ２）与核电相比风电没有放射性废料及放射性风险等问 题，这点在日本福岛核电站因地震发生核泄漏和核辐射以后， 变得尤为突出。 ３）与潮汐能相比，风电没有港口及航道淤积影响等问题。 ２风电开发对环境的消极影响 ２．１噪声影响 风电机组的噪声，主要来自机组内部产生的机械噪声，以 及叶片与空气之间相互作用产生的空气动力噪声。机械噪音 主要是在叶片旋转产生的动力传递给发电机时，齿轮箱的齿 轮啮合产生，其噪音水平取决于齿轮的制造水平。空气动力 噪声是伴随着叶片旋转而产生，其噪音水平取决于旋转速度 和叶片间所通过的气流性质（风速、风向等）。通常，风电机组 的噪音声功率水平（ｐｏｗｅｒ ｌｅｖｅ１）来表示，单位为ｄＢ（Ａ）。单台 风力发电机的声功率水平通常在９０—１００ ｄＢ（Ａ）之间。距离 风电机组４ｏ 远的地方为５Ｏ～６０ ｄＢ（Ａ），即相当于平常说话 的水平。随着生产制造水平的提高，在距离风电机组５００ ｍ以 上时，风电机组的噪声影响已可忽略，以国产２００ ｋｗ的风电机 组为例，其噪声水平如表１所示 ３ Ｊ。 表１国产２００ ｋｗ风电机组的噪声水平 距风机的距离／ｍ 噪声水平／ｄＢ（Ａ） １５０ ４６ ２００ ４３ ３０ｏ ３９ ４００ ３７ 在日常生活中，汽车发动时的噪声约为８Ｏ ｄＢ（Ａ），办公室 的噪声约为６０ ｄＢ（Ａ），夜晚卧室噪声约为４０ ｄＢ（Ａ）。 ２．２电磁辐射影响 电磁辐射是一种常见的电力运行设备的环境污染。对风 电场而言，其辐射源主要包括发电机、变压器、输电线路等３ 部分。为建设风电场而架设的高压输电线路工作时，由于其 电压等级较高，相对地面将产生一定的静电感应，即产生１个 工频的交变电磁辐射场，因而会影响其周围的电磁波传播，干 扰无线电通信联络。 技术与市场 ∞ｌ３年第∞卷第４期 技术研发 目前，关于超高压送变电设施的工频电场与磁场强度限 值尚无统一标准，相关研究认为，风机对１５０ｍ范围外产生的 电磁影响较小。同时，风机在设计构造时已考虑了防磁、防辐 射等要求，在选材时已将辐射降至最低；风电场的输电线路多 为６６ ｋＶ，也未达到国家规定的“１００ ｋＶ以上的送变电系统属 电磁辐射项目”。 ２．３对鸟类的影响 ３实现风电开发与环境协调发展的几点建议 ３．１噪声和电磁辐射防护 由于风机产生的噪声部分是与风机组成密切相关的，因 此，在选取设备时，应选用隔音防震型，同时在机舱内部粘贴 吸音材料（玻璃棉）等。在风电场的周围种植作为隔音层的树 林，以削减噪音污染。在风机设计构造时，要考虑防磁、防辐 射等要求，使风机的辐射降至最低；在输电线路设计选线、定 位时，要调查线路经过区域的居民点、通信线及主要电子设备 随着电力电子技术、制造水平的快速发展，单台风力发电 机容量得到了大幅增加，已由过去的２００ ｋＷ升级为当前主流 的１．５ ＭＷ、２．５ ＩＶｌＷ。与此同时，风力发电机的叶片半径、扫风 面积和装设高度也跟着增加。 资料表明，风机叶片旋转高度为３７—１００ ｍ，而候鸟在迁 徙途中栖息和觅食时，飞行高度一般低于１００ｍ，因此，当风机 安装在鸟类飞行通道上时，尤其是风机安装在鸟类活动频繁 的地区，风机的运行将直接影响鸟类在风电场范围内的飞行， 存在鸟类撞击叶片而伤亡的风险，故风电场范围不宜作为鸟 类的栖息觅食场所＿４Ｊ。如２００３年秋天在美国阿巴拉契亚北 部，发生了至少４ＯＯ余只蝙蝠与风电机组冲撞致死的惨剧。同 时，根据详细的现场调查，也确认存在候鸟回避的案例，这是 因为鸟类具有一定的学习能力，即当撞击事件发生后，其他鸟 类会回避运行中的风机。另一方面，风机运行时产生的噪声 对鸟类的栖息和觅食也会产生一定的影响。 总体而言，鸟类撞击风机而死亡的事件是较少的，但在风 电场建设之前，仍需认真分析风机可能对鸟类所产生的各种 影响，并采取相应措施。某些区域，如国家鸟类保护基地，要 限制风能的开发利用。 ２．４对生态环境的影响 风电场的建设过程中，由于需要架设风机基座、铁塔基座 以及部分道路建设，将会对土壤和植被造成一定的破坏，增大 地表裸露面积，遭遇雨水冲刷时，易造成水土流失。风电场建 设过程中易引发粉尘污染，影响施工人员及周围居民的身体 健康，如开挖干燥地表及开挖回填会产生粉尘；泥土在堆砌、 装卸和运输过程中会造成粉尘的扬起和洒落；刮风会引起二 次扬尘等。风电场的建设过程中也易引发噪声污染，噪声主 要来源于风机基础的土方开挖和回填、打桩、基础承台的浇 筑、机组设备的安装、综合楼及变电站的修建等。另外，风电 机组在安装、调试及日常维护的过程中，需要进行拆卸、加油 清洗等，易产生漏油等现象，从而对土壤、植被造成油污污染。 ２．５其他消极影响 其他的消极影响主要包括：风电开发引发的视觉影响，如 国外一些环保人士认为在田园景区建造风电场是对田园风光 的破坏，是一种视觉污染；风机的安全问题，如风机叶片因故 障或结冰引发的脱落，风机对高速公路、雷达系统及低空飞行 的飞机的影响等；建设风电场对地表水的影响等。 布置，明确电磁环境敏感点和敏感区，并设立相应的防护带； 尽量使民房远离电磁污染源区，对高压送变电设施采取安全 措施，在输电线路经过的居民点周围种植高大乔木，以有效屏 蔽电磁辐射【引。 ３．２生态环境保护 风电场在建设前应进行系统的环境影响评价，在建设时 应充分重视生态保护工作。在风电场选址时，应回避自然生 态敏感区；在风电场规划时，应合理的设计场内风机的平面布 置，注意与鸟类栖居地保持一定的距离，且尽量将高压输电线 路建成埋地电缆。施工前应合理地规划施工所需道路、施工 场地、取弃土场和施工营地等，严格界定施工范围和人员、车 辆的行走路线，避免对施工范围之外的区域的植被造成碾压 和破坏。风电场内道路两侧和风机基础平台外围均要大量植 树，以保持绿化覆盖率；工程防护及绿化工作应结合土建施工 同步进行。项目竣工后，应加强场内生态景观的日常养护和 跟踪管理，确保树木、植被和景观的完好。同时，为避免发生 风电场与其周围自然景观无法协调，甚至是强烈反差的情况， 风电场在规划设计时，应充分考虑风电场周围的地形、自然景 观等，通过风机叶片的形状、尺寸、颜色的适时选择和各种建 筑物的外形、色彩的合理设计，来满足周围环境和建筑美学的 要求。 ４结语 积极分析研究大规模风电开发对环境的影响，对实现风 能的大规模开发应用、风电事业的可持续发展等具有重要的 意义。本文对比分析了风电开发对环境的积极影响，研究了 风电开发带来的噪声、电磁辐射、鸟类、生态环境等消极影响， 提出了噪声和电磁辐射防护、生态环境保护的有关建议。 参考文献： ［１］ 中国可再生能源学会风能专业委员会．２００９年中国风电 装机容量统计［Ｊ］．风能，２０１０（１）：２８—３３． ［２］李文婷．青海省建设大型风电场对环境的影响［Ｊ］．青海 环境。２．ｏｏ４（２）：８３—８４． ［３］ 陈亚中，曹磊．江苏省风电发展的环境效应分析［Ｊ］．能源 研究与利用．２００９（２）． ［４］翁国坚．南日岛风电开发及其环境影响［Ｊ］．能源与环境， ２００６（２）：６２—６３．
