水上光伏如何推动绿色煤炭产业？

煤炭是十八世纪以来人类世界使用的主要能源之一，现在虽然煤炭的重要位置已逐渐被石油所代替，但由于石油资源的日渐枯竭，而煤炭因为储量巨大，加之科学技术的飞速发展，煤炭汽化等新技术日趋成熟，并得到广泛应用，煤炭必将成为人类生产生活中的无法替代的能源之一。但煤炭的大量开采会对环境带来负面影响，地表塌陷是煤炭开采影响土地环境的主要形式。我国开采的煤炭95%以上来自井下，当采煤区地下水位较高时，大部分地表沉陷区将常年积水。大面积的采煤沉陷不仅造成了大量的失地农民，也对生态环境和水文地质环境造成了严重的影响。

国外对于采煤沉陷区的生态环境治理方法是开发成林地、草地、娱乐场所、野生动物栖息地，与欧美国家相比我国的采煤沉陷区利用仅有5%~10%左右。另一方面，随着光伏的大发展，从戈壁大漠、荒山荒坡到鱼塘湖泊、河道滩涂、厂房屋顶，可用于项目建设的土地面积也越来越有限，在这种情况下，将光伏电站与采煤沉陷区水面的综合治理相结合，可以促进生态治理，实现共赢。

就在前不久水电水利规划设计总院在合肥市召开了《两淮采煤沉陷区水面光伏发电规划报告》，会上国家能源新能源司梁志鹏副司长指出“利用两淮采煤沉陷区建设国家先进技术光伏示范基地意义重大，可为中东部地区利用水面建设大型光伏电站提供示范，有利于采煤沉陷区生态综合治理和两淮传统产业转型。”

下图是在两淮地区某煤矿沉陷区水面调研期间拍摄的照片。

图1：两淮地区某煤矿采煤沉陷区水面

图2：两淮地区某煤矿采煤沉陷区水面

一、采煤沉陷区水面情况该煤矿八年的生产期间内造成的沉陷区面积有12平方公里之多，其中水面就有7平方公里。由于多层煤矿随着开采面的深入与推进，沉陷区水面也会不断加深并扩大，当一层停止开采后约2个月左右显现到地表，由于该地区地下水埋藏较浅，只要塌陷就会形成水面。下图为该煤矿近5年水面面积变化图，水面每年平均25%的速度再增长，预计到2020年将达到近20平方公里。

图3：两淮地区煤矿近5年沉陷区水面变化图

采煤塌陷区可分为稳定沉陷区和非稳定沉陷区两大类，稳定沉陷区是指已经沉陷且一般不会再次发生沉陷的区域。非稳定沉陷区是指地面还未沉陷或沉陷不明显、不充分的区域，即对应的采空区顶板和覆岩的破坏存在有滞后性。只有下方完全停止开采，才会最终达到稳沉，调研煤矿沉陷区水域目前平均水深7~9米，大部分区域未达到稳沉，因此目前除水产养殖外很难进行有效的利用（据煤矿人员介绍经专业部门检测水质较好），如果能将沉陷区水面充分利用起来，根据不同的水文地质条件情况建设水上漂浮式光伏电站、渔光互补电站，那么经济效益、生态环境效益、社会效益都将是显著的。

图4：水上漂浮式光伏电站

图5：渔光互补光伏电站（施工期）

二、太阳能资源条件两淮地区太阳能资源在安徽省属于较丰富区域，太阳能总辐射在4300~4800MJ/m2，日照小时数在2050~2270h，根据《太阳能资源等级总辐射》（GB/T31155-2014），属于C类地区，太阳能资源丰富。经初步估算，25年运营期年平均满发小时数在900~1050h。

图6：安徽省太阳能资源分布图（单位：兆焦/平方米）

综上，借助采煤沉陷区水面，将太阳能资源、土地资源、水资源充分利用起来，以光伏推动绿色环保煤炭产业，实现综合效益最大化，是光伏电站建设的一个方向，也是采煤沉陷区生态治理的良好途径。