煤炭是十八世紀(jì)以來人類世界使用的主要能源之一，現(xiàn)在雖然煤炭的重要位置已逐漸被石油所代替，但由于石油資源的日漸枯竭，而煤炭因?yàn)閮?chǔ)量巨大，加之科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，煤炭汽化等新技術(shù)日趨成熟，并得到廣泛應(yīng)用，煤炭必將成為人類生產(chǎn)生活中的無法替代的能源之一。但煤炭的大量開采會(huì)對(duì)環(huán)境帶來負(fù)面影響，地表塌陷是煤炭開采影響土地環(huán)境的主要形式。我國開采的煤炭95%以上來自井下，當(dāng)采煤區(qū)地下水位較高時(shí)，大部分地表沉陷區(qū)將常年積水。大面積的采煤沉陷不僅造成了大量的失地農(nóng)民，也對(duì)生態(tài)環(huán)境和水文地質(zhì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的影響。

國外對(duì)于采煤沉陷區(qū)的生態(tài)環(huán)境治理方法是開發(fā)成林地、草地、娛樂場(chǎng)所、野生動(dòng)物棲息地，與歐美國家相比我國的采煤沉陷區(qū)利用僅有5%~10%左右。另一方面，隨著光伏的大發(fā)展，從戈壁大漠、荒山荒坡到魚塘湖泊、河道灘涂、廠房屋頂，可用于項(xiàng)目建設(shè)的土地面積也越來越有限，在這種情況下，將光伏電站與采煤沉陷區(qū)水面的綜合治理相結(jié)合，可以促進(jìn)生態(tài)治理，實(shí)現(xiàn)共贏。

就在前不久水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院在合肥市召開了《兩淮采煤沉陷區(qū)水面光伏發(fā)電規(guī)劃報(bào)告》，會(huì)上國家能源新能源司梁志鵬副司長指出“利用兩淮采煤沉陷區(qū)建設(shè)國家先進(jìn)技術(shù)光伏示范基地意義重大，可為中東部地區(qū)利用水面建設(shè)大型光伏電站提供示范，有利于采煤沉陷區(qū)生態(tài)綜合治理和兩淮傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型。”

一、采煤沉陷區(qū)水面情況

該煤礦八年的生產(chǎn)期間內(nèi)造成的沉陷區(qū)面積有12平方公里之多，其中水面就有7平方公里。由于多層煤礦隨著開采面的深入與推進(jìn)，沉陷區(qū)水面也會(huì)不斷加深并擴(kuò)大，當(dāng)一層停止開采后約2個(gè)月左右顯現(xiàn)到地表，由于該地區(qū)地下水埋藏較淺，只要塌陷就會(huì)形成水面。下圖為該煤礦近5年水面面積變化圖，水面每年平均25%的速度再增長，預(yù)計(jì)到2020年將達(dá)到近20平方公里。

兩淮地區(qū)煤礦近5年沉陷區(qū)水面變化圖

采煤塌陷區(qū)可分為穩(wěn)定沉陷區(qū)和非穩(wěn)定沉陷區(qū)兩大類，穩(wěn)定沉陷區(qū)是指已經(jīng)沉陷且一般不會(huì)再次發(fā)生沉陷的區(qū)域。非穩(wěn)定沉陷區(qū)是指地面還未沉陷或沉陷不明顯、不充分的區(qū)域，即對(duì)應(yīng)的采空區(qū)頂板和覆巖的破壞存在有滯后性。只有下方完全停止開采，才會(huì)最終達(dá)到穩(wěn)沉，調(diào)研煤礦沉陷區(qū)水域目前平均水深7~9米，大部分區(qū)域未達(dá)到穩(wěn)沉，因此目前除水產(chǎn)養(yǎng)殖外很難進(jìn)行有效的利用(據(jù)煤礦人員介紹經(jīng)專業(yè)部門檢測(cè)水質(zhì)較好)，如果能將沉陷區(qū)水面充分利用起來，根據(jù)不同的水文地質(zhì)條件情況建設(shè)水上漂浮式光伏電站、漁光互補(bǔ)電站，那么經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)環(huán)境效益、社會(huì)效益都將是顯著的。

水上漂浮式光伏電站

二、太陽能資源條件

兩淮地區(qū)太陽能資源在安徽省屬于較豐富區(qū)域，太陽能總輻射在4300~4800MJ/m2，日照小時(shí)數(shù)在2050~2270h，根據(jù)《太陽能資源等級(jí)總輻射》(GB/T31155-2014)，屬于C類地區(qū)，太陽能資源豐富。經(jīng)初步估算，25年運(yùn)營期年平均滿發(fā)小時(shí)數(shù)在900~1050h。

安徽省太陽能資源分布圖（單位：兆焦/平方米）

綜上，借助采煤沉陷區(qū)水面，將太陽能資源、土地資源、水資源充分利用起來，以光伏推動(dòng)綠色環(huán)保煤炭產(chǎn)業(yè)，實(shí)現(xiàn)綜合效益最大化，是光伏電站建設(shè)的一個(gè)方向，也是采煤沉陷區(qū)生態(tài)治理的良好途徑。