太阳能光伏电站初遇“水危机”

西部光伏电站电池板清洗需要耗费大量水资源，这已经成为清洁能源在环境影响领域遭遇到的一个新问题。（CFP/图）

中国大量地面光伏电站布局在甘肃、青海等西部严重缺水地区，由于太阳能电池板需要经常清洗，耗水“极其严重”，这是地方政府上马电站之时不曾预料到的。如何规范化、低成本解决电站耗水，正成为政府与企业面对的一个新课题。

文 | 南方周末记者 谢丹

西部荒漠里的太阳能电池板需要经常清洗，水成了问题。

国家发改委能源研究所研究员王斯成去西部详细考察了一圈，2014年8月5日，在呼和浩特召开的大型光伏电站高效可靠运营与发电增效研讨会上，王斯成谈到这个“极其严重”的问题：干旱、光照强烈、沙尘严重的中国西部，五省区（青海、新疆、甘肃、宁夏、内蒙古）太阳能地面电站累计装机超过15吉瓦（GW），如此大规模的电站平均2-3个月就要清洗一遍，由此耗费大量水资源的问题，该怎么办？

王斯成收集到了这样的数据：以一个10兆瓦（MW）太阳能电站清洗一遍的用水量为例，如果用移动水车直接冲洗光伏阵列，一遍大约需要100吨水；如果在光伏阵列上铺设水源管道，就像浇草坪一样进行喷淋，一遍大约需要60-70吨水；如果采用移动水车用水刷进行刷洗，一遍大约需要50吨水。

大量地面电站都建设在甘肃、青海等西部严重缺水地区。从电站的清洗频率上讲，在气候相对湿润的内蒙古东部等地区，加上每年的自然降水，电站平均的清洗频率为3-5个月一次，但在青海、甘肃、新疆等较干旱地区，一些电站则需每月清洗一次。

究竟西部地面电站每年用于清洗的总耗水量达到多少，南方周末记者咨询了王斯成等诸多业内学者，但由于存在清洗方式、电站布局的地理位置、清洗频率等诸多可变影响因素，尚难给出准确数字。

这已经成了清洁能源在环境影响领域遭遇到的一个新问题。2012年，国家能源局曾出台《光伏发电站环境影响评价技术规范》，该标准对光伏电站不同阶段对环境产生影响的因素都有涉及，比如土地使用、常规和意外污染物的释放、消耗自然资源、废弃物管理等，但对建成后维护所涉及的大量消耗水资源问题，却并未着重提及。

“一些电站在这些地区（缺水地区）打深井取地下水用于清洗电站，令人担忧。”王斯成说，目前尚难推测此举对环境造成的破坏，他希望能尽快制定光伏电站清洗的用水标准，将清洗每10兆瓦电站的耗水量控制在一定范围之内。内蒙古发改委的一位官员说，这是当初上马太阳能电站时不曾预料过的问题，目前地方政府尚无措施进行规范。

能不能不清洗？答案是否定的。由于大气中的灰尘、杂物容易附着在电池板表面，长时间积聚会大大降低电池组件发电效率。美国国家航空航天局的研究显示，每平方米仅4.05克的灰尘层就能减少太阳能转换效率40%，更不论冬春季节沙尘天气频繁的中国西部地区。为了保证太阳能发电的经济效益，电站业主必须定期清洗。

既然大量耗水，有无更好方法降低耗水量，是否可以“干洗”？

国外太阳能公司的确开发出多种“干洗”技术，但是成本远非中国西部电站业主承受得起。2014年3月，以色列一家公司就宣布开发出一款Water-Free光伏方阵清洗机器人技术，不用水，通过旋转电刷清洗掉99%的灰尘；2013年11月，美国太阳能公司SunPower为解决旗下电站清洗耗水的问题，专门收购了一家制造清洗机器人公司，据称该机器人可减少大约90%的用水量。

在国内，新疆电科院也在研发清扫机器人技术，但对西部上百个太阳能电站来说，仍是远水救不了近火。

中国人并非没有自己的解决方式。王斯成说，他在西部也看到一种极其节水的清洗方式，他称之为“三个妇女”方法。“第一个妇女推着小水车，第二个妇女洒水，第三个妇女刮干净。”王斯成说，这种纯人工的清洗方式，一遍仅用10吨水。他把该方式介绍给同样采用昂贵的机械人清洗法的日本同行看，“他们觉得难以置信”。

电站耗水政策尚未出台之前，这就成为一个单纯的成本问题。尽管与其他国家比，中国低廉的人力成本已经为清洗电池板提供了一种节水之道，但相对于雇用大量劳动力所需的人力成本，西部电站业主们口中含糊其辞的用水成本，则更值得了解。