李 昊，孫金水

(河南天泰工程技術(shù)有限公司，鄭州 450018)

“碳達(dá)峰、碳中和”是未來(lái)中國(guó)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的強(qiáng)大驅(qū)動(dòng)力，也是各地、各產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展的核心關(guān)鍵詞。2020年，我國(guó)宣布力爭(zhēng)2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。

“碳達(dá)峰、碳中和”的深層問(wèn)題是能源問(wèn)題，能源轉(zhuǎn)型是實(shí)現(xiàn)“雙碳”的根本保障。在此背景下，國(guó)家大力支持新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展，尤其是加大了光伏產(chǎn)業(yè)的投入。光伏發(fā)電具有顯著的能源、環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益，是最優(yōu)質(zhì)的綠色能源之一，可以從各方面助力國(guó)家實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。隨著光伏產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，建設(shè)光伏電站的土地資源需求日趨增加，合理利用荒廢土地資源可以緩解用地壓力，也是光伏行業(yè)發(fā)展的一大趨勢(shì)。

礦產(chǎn)資源作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，伴隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展被過(guò)度開(kāi)發(fā)利用，形成大量的廢棄礦山。據(jù)中國(guó)工程院研究，預(yù)計(jì)到2030年，我國(guó)關(guān)閉或廢棄礦山將達(dá)到1.5萬(wàn)處，不但影響生態(tài)環(huán)境，同時(shí)也閑置了大量土地資源。大力推進(jìn)廢棄礦山生態(tài)環(huán)境治理和礦地綜合利用，建立以可再生能源為主體的低碳綠色電力系統(tǒng)，既可以有效降低電力系統(tǒng)的碳排放，推動(dòng)“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，也是踐行“綠水青山就是金山銀山”發(fā)展理念的體現(xiàn)。

1 廢棄礦山治理現(xiàn)狀

我國(guó)從2000 年開(kāi)始，逐漸投入大量專項(xiàng)資金 用于廢棄無(wú)主礦山的環(huán)境治理和生態(tài)恢復(fù)治理[1-4]，目前已經(jīng)取得了一定的修復(fù)成果。就廢棄礦山治理的發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，主要有以下幾種治理模式：

1)傳統(tǒng)生態(tài)修復(fù)治理模式

傳統(tǒng)的生態(tài)修復(fù)治理模式作為目前最主要的治理方式，由政府出資，根據(jù)廢棄礦山現(xiàn)狀，對(duì)礦山清理規(guī)整后進(jìn)行覆土復(fù)綠，包括平臺(tái)植樹(shù)植草、邊坡噴播等，目前取得了不錯(cuò)的治理效果。

但是，由于廢棄礦山原始生態(tài)環(huán)境已經(jīng)遭到破壞，生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，靠自然的給養(yǎng)難以保證植被的存活率，還需要投入日常的養(yǎng)護(hù)，也就需要后期持續(xù)的資金、人員投入。養(yǎng)護(hù)及后續(xù)保障不到位也是好多廢棄礦山治理效果不佳的主要原因。

2)開(kāi)發(fā)式治理模式

“開(kāi)發(fā)式治理”，是指政府構(gòu)建“誰(shuí)修復(fù)、誰(shuí)受益”的市場(chǎng)機(jī)制，鼓勵(lì)和支持社會(huì)資本參與廢棄礦山治理，并允許治理企業(yè)在整個(gè)治理施工過(guò)程中對(duì)場(chǎng)地內(nèi)的廢石、邊坡合理卸載產(chǎn)生的礦石進(jìn)行回收利用，用來(lái)抵補(bǔ)治理工程所需的資金投入[5-6]。

但開(kāi)發(fā)式治理過(guò)程中，往往由于削坡挖方的必要性難以確定，導(dǎo)致非法開(kāi)采與合理修復(fù)的界限不清、責(zé)權(quán)不明，使“治理工程”變成“開(kāi)采工程”，產(chǎn)生新的地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題。

3)改造利用治理模式

對(duì)廢棄采坑的改造利用代替?zhèn)鹘y(tǒng)的治理，不僅對(duì)周邊環(huán)境進(jìn)行了治理，并且作為景區(qū)及建筑設(shè)施取得了不錯(cuò)的收益匯回報(bào)[7]。國(guó)內(nèi)外改造成功的案例見(jiàn)表1。

表1 廢棄礦山改造利用案例

但是絕大部分礦山位于人煙稀少、交通不便的山區(qū)，改造利用需要投入大量的資金，此種模式僅適用于個(gè)別靠近市區(qū)且宜于因形就勢(shì)改建的礦山。

就目前情況看，資金依然是廢棄礦山治理的主要難題，特別是受疫情影響，各地政府財(cái)政支出緊張。據(jù)相關(guān)研究估算，歷史遺留廢棄礦山治理費(fèi)用，需要耗費(fèi)數(shù)千億元，因此，廢棄礦山治理亟需社會(huì)資本參與。

2 光伏發(fā)電現(xiàn)狀及發(fā)展前景

2.1 太陽(yáng)能光伏發(fā)電現(xiàn)狀

我國(guó)有非常豐富的太陽(yáng)能資源(見(jiàn)圖1)1971～2000年的近30年，太陽(yáng)能總輻照量平均在1 050～2 450 kW·h/(m2·a)；大于1 050 kW·h/(m2·a)的地區(qū)占國(guó)土面積96%以上(見(jiàn)表2)。中國(guó)陸地表面每年接受的太陽(yáng)能輻照量相當(dāng)于1.7萬(wàn)億t標(biāo)準(zhǔn)煤，太陽(yáng)能利用前景廣闊。

表2 中國(guó)太陽(yáng)能資源區(qū)劃

圖1 中國(guó)太陽(yáng)能資源分布圖

“碳達(dá)峰，碳中和”政策出臺(tái)以來(lái)，作為國(guó)家鼓勵(lì)力度最大的綠色電力開(kāi)發(fā)能源項(xiàng)目，光伏電站迅速發(fā)展。

目前，中國(guó)光伏發(fā)電行業(yè)已經(jīng)成為全球光伏發(fā)電規(guī)模最大、增長(zhǎng)最快的市場(chǎng)。截至2021年中國(guó)光伏發(fā)電量達(dá)3 179億kW·h(見(jiàn)圖2)。

圖2 2016-2021年中國(guó)光伏發(fā)電量趨勢(shì)圖

2.2 光伏發(fā)電發(fā)展前景

隨著政策支持和技術(shù)進(jìn)步，我國(guó)光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)成長(zhǎng)迅速，產(chǎn)業(yè)規(guī)模效應(yīng)逐步凸顯，成本下降和產(chǎn)品更新?lián)Q代速度不斷加快，光伏發(fā)電有望實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)，正在成為主力能源之一，“十四五”期間我國(guó)光伏裝機(jī)有望呈爆發(fā)趨勢(shì)。

另一方面，我國(guó)政策在鼓勵(lì)建設(shè)光伏電站的同時(shí)，積極促進(jìn)光伏應(yīng)用不斷向其他產(chǎn)業(yè)滲透，光伏發(fā)電的應(yīng)用模式逐漸呈現(xiàn)多樣化。

3 廢棄采坑光伏發(fā)電可行性分析

3.1 政策利導(dǎo)

“綠水青山就是金山銀山”，綠色礦山的發(fā)展推動(dòng)了生態(tài)修復(fù)的進(jìn)行，廢棄礦山的治理問(wèn)題也愈發(fā)受到政府的重視。

2022年財(cái)政部、自然資源部聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于支持開(kāi)展歷史遺留廢棄礦山生態(tài)修復(fù)示范工程的通知》，支持開(kāi)展歷史遺留廢棄礦山生態(tài)修復(fù)示范工程。各地自然資源廳相繼發(fā)布相關(guān)政策，2022年4月4日河南省自然資源廳起草了《河南省露天礦山綜合治理和生態(tài)修復(fù)條例》，條例中鼓勵(lì)和支持社會(huì)資本參與歷史遺留露天礦山生態(tài)修復(fù)，保障其合理收益。

另一方面，國(guó)家近年來(lái)一直倡導(dǎo)能源綠色低碳發(fā)展。2022年3月13日，國(guó)家能源局印發(fā)《2022年能源工作指導(dǎo)意見(jiàn)》的通知(國(guó)能發(fā)規(guī)劃〔2022〕31號(hào))，提出2022年主要目標(biāo)是將風(fēng)電、光伏發(fā)電量占全社會(huì)用電量的比重達(dá)到12.2%左右，發(fā)電利用率持續(xù)保持合理水平。

3.2 工程適用性

光伏發(fā)電站需要大量的場(chǎng)地布置光伏板，但是由于基本農(nóng)田等場(chǎng)地的限制，目前光伏行業(yè)只能向可利用的建筑物屋頂發(fā)展，安裝檢修不便且存在一定的安全隱患。而廢棄礦山擁有大量廢棄的場(chǎng)地，尤其是廢棄露天礦山，終了平臺(tái)可以為光伏電站提供大面積的適建場(chǎng)地(見(jiàn)圖3)。

圖3 湖州市埭溪鎮(zhèn)東紅村廢棄礦山光伏發(fā)電站

另一方面，光伏電站鋪設(shè)的光伏板可以減少地面受到的日照輻射和水分蒸發(fā)量，再加上清洗電池板時(shí)噴灑的水分，可以有效促進(jìn)植被的生長(zhǎng)，有助于改善電站所在地的生態(tài)環(huán)境(見(jiàn)圖4)。

圖4 青海共和盆地光伏發(fā)電站生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀

以全球最大的光伏發(fā)電站群——青海共和盆地為例，共和盆地曾是一片荒蕪的荒漠戈壁，隨著光伏板的大面積投入安裝，土地植被覆蓋率顯著提升，據(jù)統(tǒng)計(jì)，光伏園區(qū)植被蓋度由30%左右提高到80%以上[8]。生態(tài)環(huán)境恢復(fù)的同時(shí)，還帶動(dòng)了畜牧業(yè)的發(fā)展，目前，共和盆地已由荒漠戈壁變成了優(yōu)質(zhì)農(nóng)場(chǎng)。

3.3 經(jīng)濟(jì)可行性

作為綠色礦山的發(fā)源地、“兩山理念”的誕生地，湖州市一直積極探索廢棄礦山治理方式。目前，湖州市埭溪鎮(zhèn)東紅村已經(jīng)建成60 MW廢棄礦山光伏發(fā)電站并投入使用，通過(guò)對(duì)該光伏發(fā)電站研究，得出以下相關(guān)數(shù)據(jù)(表3)：

表3 湖州市埭溪鎮(zhèn)東紅村廢棄礦山光伏發(fā)電站主要數(shù)據(jù)及指標(biāo)

由上表可以看出，利用廢棄礦山建設(shè)光伏發(fā)電站可以為建設(shè)單位帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)回報(bào)，相應(yīng)的為所在地增加了稅收。穩(wěn)定、持續(xù)的收入也讓建設(shè)單位愿意對(duì)發(fā)電站及周邊綠化和環(huán)境治理投入充足的資金。

除東紅村廢棄礦山光伏發(fā)電站外，目前已有廣東省梅州市平遠(yuǎn)縣東石鎮(zhèn)廢棄礦山光伏發(fā)電站、福建省后畬廢棄礦山光伏發(fā)電站[9-10]等多個(gè)廢棄礦山發(fā)電站投入使用，均取得了不錯(cuò)的經(jīng)濟(jì)效益。

3.4 社會(huì)效益

廢棄礦山光伏發(fā)電站的建設(shè)對(duì)于促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展壯大，推廣新能源的利用、改善地區(qū)的工業(yè) GDP 單位能耗，減少溫室氣體排放都有著積極的作用。符合“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃，也是發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式，建設(shè)和諧社會(huì)的具體體現(xiàn)。

4 廢棄礦山光伏發(fā)電站展望

利用廢棄礦山進(jìn)行光伏建設(shè)，既能有效利用土地資源增加經(jīng)濟(jì)效益，又能改善區(qū)域的生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益雙豐收。廢棄礦山和光伏發(fā)電的有機(jī)融合也推動(dòng)了光伏發(fā)電的多元化應(yīng)用，對(duì)光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進(jìn)程具有非常重要的意義。同時(shí)也推動(dòng)了綠色發(fā)展，助力國(guó)家實(shí)現(xiàn) “雙碳”目標(biāo)。