清潔能源技術對水資源的影響

李開拓 舒志海 王浩杰

摘要：隨著全球能源需求的增長，清潔能源已成為低碳社會和可持續發展的重要組成部分。雖然清潔能源在碳排放和環境污染等方面具有明顯優勢，但其開發和使用過程中，仍會對水資源產生一定程度的影響。主要研究分析各種清潔能源（包括水能、核能、地熱能、生物質能、太陽能和風能等）對水資源的影響以及產生原因，并針對這些問題提出了可供參考的解決措施，為開發利用技術、制定和執行相關政策、推廣環?？萍嫉忍峁﹨⒖夹畔?，以實現清潔能源和水資源的可持續利用。厘清清潔能源對水資源的影響以及對策可以為政府及企業實現碳達峰、碳中和等目標提供技術信息支撐。

關鍵詞：清潔能源；水資源；環境影響；減輕措施

中圖分類號：TV213? 文獻標識碼：A? 文章編號：1001.9235（2024）01.0042.09

Impacts of Clean Energy Technologies on Water Resources

LI Kaituo，SHU Zhihai，WANG Haojie

（EHV Branch Company，State Grid Jiangsu Electric Power Co.，Ltd，Nanjing 210000，China）

Abstract： With the growing global energy demand，clean energy has become crucial to a low.carbon society and sustainable development.Although clean energy holds significant advantages in aspects such as carbon emissions and environmental pollution，its development and utilization may still pose specific impacts on water resources.This paper primarily investigates the impacts of various types of clean energy （including hydro.energy，nuclear power，geothermal energy，biomass energy，solar energy，and wind energy） on water resources and their underlying causes and suggests potential solutions to these issues.It provides reference information for the development and application of technology，formulation and implementation of relevant policies，and promotion of environmental science and technology，aiming at the sustainable utilization of clean energy and water resources.Elucidating the impacts of clean energy on water resources and providing countermeasures can provide technical support for governments and businesses to achieve carbon peak，carbon neutrality，and other objectives.

Keywords：clean energy; water resources; environmental impact; mitigation measures

隨著人類社會的不斷發展，能源的需求量持續增加。傳統的化石能源燃燒過程中產生的二氧化碳和其他污染物對環境產生了嚴重影響，尤其是對全球氣候變化的推動作用［1］。因此，尋求和發展清潔能源已成為全球共識，以應對氣候變化，保護環境，并保障能源的持續供應［2］。

清潔能源包括水能、核能、地熱能、生物質能、太陽能和風能等，以其可再生、低碳或零碳排放的特點，為實現低碳社會和可持續發展提供了重要途徑。雖然這些清潔能源在碳排放和環境污染等方面具有明顯優勢，但其開發和使用過程中，仍會對水量、水質、水生態等水資源要素造成負面影響。

譬如，水能開發利用會改變河流徑流，水庫大壩攔沙蓄洪的特點會影響河流下游的水質和水體生態結構［3-4］；核能和地熱能的開發利用會產生大量溫排水，對環境水體造成熱污染［5-6］；太陽能的光伏元件生產和蓄電池的隨意廢棄會產生有毒物質［7-8］；風電場的建設會在一定程度上產生水土流失［9］和影響大氣熱交換，從而影響降雨［10］。這些因素都會在一定程度上對水資源產生影響，影響區域的水資源供應、質量和水生態。

因此，理解并減少清潔能源對水資源的影響，是實現能源和水資源的可持續利用的重要內容。以往研究大多針對單個清潔能源對環境的影響展開分析，多個清潔能源對水資源的影響仍然缺乏系統分析。因此，本文梳理了多種清潔能源對水量、水質、水生態等水資源要素的影響及其歸因，并凝練了減輕清潔能源對水資源負面影響的措施，為政府及企業實現碳中和等目標提供技術信息支撐，實現清潔能源和水資源保護協同發展。

1 清潔能源類型及其對水資源的影響

清潔能源的種類多樣，包括水能、核能、地熱能、生物質能、太陽能和風能等。根據全國電力工業統計數據，2011年底，清潔能源（水電、風電、核電等）累計發電裝機容量占全國總容量約28%［11］。圖1為2022年全國火電和主流清潔能源累計裝機容量的占比（數據來源于國家能源局發布的2022年全國電力工業統計數據），清潔能源已占據約48%的總能源比例。盡管清潔能源具有顯著的環境優勢，但它們并不“清潔”，在開發和利用過程中仍會對水資源產生一定程度的影響。不同類型的清潔能源對水資源的影響也因其開采和利用過程的差異而不同。本章將逐個分析各類清潔能源類型在生產和使用過程中對水資源的影響。

1.1 水能

水力發電是一種使用水的勢能轉換成電能的發電方式。水力發電是目前人類社會應用最廣泛的可再生能源之一，會對水資源在河流徑流、水量、水質、水生態環境等產生較大影響。

水力發電類型主要包括常規水電站（大型水電站、小型水電站、微型水電站等）、潮汐能發電、波浪能發電等（表1）。

大型水電站對水質的主要影響源于其庫區，并通過水庫下泄對下游水質產生正面或負面影響［16］。正面影響體現在庫區水體中懸浮顆粒物的物理沉降增強了水體的清澈度，同時，庫區內生物化學變化也可能降低水的硬度。張信寶等［17］研究了二灘水庫、碧口水庫、龔嘴水庫等大型水庫建設前后，表示在徑流量變化不大的情況下，下游輸沙量下降的幅度在23.7%～82.2%。

大型水電站對水資源的負面影響較為廣泛，體現在水庫富營養化［18］、水質下降、下游河岸塌陷、惡化下游水生生物的生存環境等方面。譬如，在陳曉年等［16］研究中表示因庫區的水流量和氧含量較低，減弱了其稀釋和自凈的能力。因此，當上游水體沖刷土壤時，會帶入大量的有機物，使庫區水體中的氮、磷、鉀等元素含量增加。這將導致水庫中的水草和藻類大量繁殖，進一步引發水體富營養化，致使水質下降。此外，庫底沉積的重金屬和難以降解的有毒化合物會產生二次污染。一旦水庫開始蓄水，原本的河流生態環境將轉型為水庫生態環境，以緩慢的水流和豐富的有機物為特點，有利于浮游生物和底棲生物的繁殖。而水庫的攔沙作用，會導致下游原本附著在泥沙里的微生物和礦物質顯著減少，也會在一定程度上惡化下游水生生物的生存環境。水庫排放的低溫水也將抑制浮游生物的多樣性，使得下游近30 km的河段中魚類難以繁殖。同時，因大壩阻隔，發電水輪機會對魚類造成機械傷害［19］，水庫及其下游區域的靜水魚類數量將會增加，而流水魚類的數量將減少。如果水電設施缺乏有效的過魚通道，那么洄游性魚類會因為大壩阻斷洄游路徑而面臨滅絕風險。另外，進行峰值調控的水電站有時會導致下游河道的水環境容量急劇下降，甚至斷流，對下游水生生態系統構成嚴重威脅。

潮汐能發電利用海洋潮汐的升降和潮流來產生電能［20］，其對相應海灣內的水質和水生態產生一定的影響。劉相相等［21］研究了潮汐能開發對環境的影響，表示潮汐能發電站的建設會阻礙海灣內外的水體交流和轉換，改變附近海域的潮汐規律，進而造成泥沙淤積情況加重。如果水質不佳的河流水流入水庫，會改變水庫內的水溫、鹽度、含沙量等指標，使得水庫內的環境遭到破壞。沈東芳等［22］研究了潮汐能對環境的影響，表示潮汐改變和泥沙淤積會使得海灣內的生物生存空間減小，進而影響到海產品養殖產量和鳥類覓食空間。且海灣內外水體交流不暢，魚類經過潮汐站會受到水輪機的機械傷害，一些生物被迫重新成立組群。波浪能發電利用海洋波浪能轉化為電能，其對水質和生態會產生一些影響。李暉等［23］研究了波浪能發電工程的環境問題，表示波浪能發電設備的液壓油泄露和有毒防腐涂層會對水體產生一定程度的污染。

綜上所述，常規水電工程中水庫大壩的攔沙蓄洪會對河流徑流、水量、水質、水生態環境等產生顯著影響；潮汐能發電中海灣大壩的水體阻隔對海灣水質和水生態產生影響；波浪能發電因設備液壓油泄露和設備表面采用的有毒防腐涂層對水質產生影響。

1.2 核能

核能發電是一種通過核反應釋放能量并轉化為電能的方式，在發電過程中幾乎不產生溫室氣體和二氧化硫氣體［24］。其對水資源的需求主要體現在冷卻過程中，對水資源產生水質和水溫方面的影響，進而影響水生態。

在民眾關注度較高的輻射影響方面，蘇永杰等［25］研究了核能利用與環境保護，表示早期核電站年排放廢水的放射性較強，但自20世紀70年代后有了較大改善，強度從數十居里降至5居里以下。目前核電站附近居民從核電站排放的放射性物質中接受的輻射劑量一般低于本底輻射的1%。鄧飛等［26］分析了大亞灣核電基地氚的排放，對基地周邊空氣、海洋、陸地中的水體進行采樣監測，發現空氣水蒸氣中氚濃度最大值為182 mBq/m3，海水中氚年均值范圍0.8～4.4 Bq/L，井水中氚范圍小于1.0～22.5 Bq/L，均高于本底水平，但未出現累積效應，且周邊飲用水中氚濃度和陸地及海洋生物的有機氚濃度并未異常。張曉峰等［27］以咸寧核電廠為例，研究的內陸核電廠對水庫環境的影響中，表示咸寧核電廠的放射性流出物與水庫本底輻射疊加值仍小于1 Bq/L，滿足生活飲用水水質要求。

張曉峰等［27］研究的內陸核電廠對水庫環境的影響中，除輻射外，核電廠還會對水環境產生非放射性影響。首先，在核電廠吸取周邊環境水體進入冷卻系統時，會對跟隨吸入的水生生物產生一定機械損傷。其次為滿足冷卻系統殺菌除藻的需求，核電廠會使用加氯處理方法，這會導致排放的冷卻水存在余氯，其進入水體后可水解產生HOCl和OCl-，威脅水體中藻類和浮游生物的生存，需控制濃度低至0.03 mg/L才不會有顯著影響。另外，核電廠使用環境水體冷卻后的排放，會造成周邊環境水體的升溫。在張曉峰［28］核電廠溫排水環境影響研究中，表示水體的理化屬性會因溫排水發生顯著的變化，如溶解氧的降低，非離子氨含量的提升，以及總氮、總磷濃度的增加等。水體中的有機物質、重金屬和懸浮固體會與溫度升高產生相互作用，從而加劇對水生生態系統的破壞。同時，水溫的變化會導致適應特定溫度的水生生物受到影響，進而改變水體自然生態群落特征。姜禮燔［29］進行的熱沖擊對魚類影響的研究中，表示長江水系魚類承受最大水溫變化不宜大于3 ℃，且最高水溫標準為35 ℃。

綜上所述，目前的核電站工程輻射釋放均滿足國家標準要求，對水資源產生的影響相對減弱。但核電站冷卻系統吸入環境水體進行冷卻、殺菌除藻廢水排放，冷卻完成后溫水排放的過程均對水質和水生態會產生一定影響。

1.3 地熱能

地熱能是一種利用地下熱量產生能量的可再生能源，用途包括發電［30］、供暖［31］、工業烘干［32］、溫泉［33］等。在地熱能開采和使用過程中，會對水資源在地下水位、水質、水溫方面產生一定影響。

吳立進等［34］研究了魯北坳陷區地熱開發問題，表示超量抽取地熱水有概率引起地面沉降，其程度與抽取水量和巖石強度相關。例如新西蘭懷拉基地在1964—1974年，65 km2的范圍產生了高達4.5 m的沉降，且產生了0.4 m水平位移。另外，據天津市測量，采集300 m以下地下水對地面沉降影響占總量的35%～50%［35］。

地熱水與地下巖層長期的接觸中，積累了多種重金屬和其他有害物質，地熱水在利用后的直接排放會對地表環境造成污染。鄧曉鈮［36］研究了關中盆地的地熱水開發利用對環境的影響，重點調研了寶雞溫水溝、藍田湯峪等地區，發現在關中盆地，地熱水中的氟化物含量為1.87～17.90 mg/L，是最主要的環境影響因素。當地用熱水養魚導致氟化物在魚體內富集，指標超出無公害要求，將對人體產生負面影響。且地熱水排放引起土壤中有毒金屬元素的積累，如果繼續使用地熱水進行灌溉，有毒元素可能會進一步遷移到含水層，對地下水質量產生影響。該片地區地熱水的開發利用已經在一定程度上提高了農作物中氟化物和砷、鉻、鎘、鉛等元素含量［37］。

地熱水在利用后，余熱仍然很高。周總瑛等［38］研究了中國地熱資源特點與發展對策，表明西藏羊八井熱田的尾水溫度高達70 ℃～80 ℃，天津、河北雄縣地熱的尾水溫度也達40 ℃以上。高溫尾水若直接排放，進入地表水體后，將破壞原有的溫度環境，影響水體正常功能和生物生長。

綜上所述，地熱能會在地下水位、水質、水溫方面產生影響。地下熱水的超量抽取會造成地面沉降，尾水直接排放會造成地面水體化學污染和熱污染，進而破壞地面水環境。

1.4 生物質能

生物質能是一種利用農作物秸稈、木屑等有機物質產生能量的方式［39］。在生產和使用過程中，生物質能發電對水資源在水質和水生態方面產生影響。生物質在燃燒過程中會產生大量的灰渣，其排放和堆積如管理不善，會占用農田、堵塞河道，從而對水體產生污染［40］。且秸稈發電過程中排放焦油會造成水體生態毒性影響［41-42］，相關因子包括砷、鋇、鎘、鉛、汞、錳、鋅、鉻、鍆、鎳等［43］。

在生物質能發電對水生態的影響方面，洪雷［43］研究了陜西關中地區生物質能利用的環境影響，表示生物質能的使用對環境的影響主要體現在水體富營養化，這包括生物質發電、沼氣、燃料乙醇等形式的生物質能。汪瓊等［44］研究了中國生物質發電產生的環境問題，表示直接燃燒發電和混合發電方式會產生包括鍋爐排污水、化學酸堿廢水、堆場初期雨水，冷卻系統排水等生產廢水。而在生物質氣化聯合循環發電方式中，氣化過程會產生大量難以處理的焦油，加大了水體富營養化和光化學臭氧生成的潛質。且目前可燃氣凈化技術尚不成熟，因此可燃氣體中仍含有焦油、微塵和煙灰。

綜上所述，生物質能對水質和水生態的影響相輔相成，燃燒過程排放的焦油會產生水體生態毒性，并造成水體富營養化，燃燒后的灰分如不合理利用，其堆積會占用農田和堵塞河道，影響水體生態。

1.5 太陽能

太陽能發電，包括光伏發電和太陽能熱發電，在生產過程中對水資源的影響相對較小，但在光伏面板生產、電能存儲、光熱發電環節會對環境水質產生影響。

雖然光伏發電的太陽能電池板在使用階段不會產生污染，但其生產需要晶體硅原材料。郭浩倫［45］研究了光伏產業對環境的影響，表示當前應用的“優化西門子法”進行多晶硅的精煉過程中，大約只有四分之一的三氯氫硅被轉換為多晶硅，而剩余的部分大量地流入尾氣。此外，還會產生大批如四氯化硅等含氯硅烷類的副產品和氯化氫。值得注意的是，四氯化硅具有強烈的毒性，如果管理不嚴謹或回收技術不成熟，會導致泄漏，危害環境。但隨著中國在多晶硅生產流程尾氣端加入氫化工序，將尾氣中的四氯化硅轉化回三氯氫硅作為燃料，實現了污染物在生產流程的閉環，解決了這個污染難題［46］。

與并網光伏系統不同，離網光伏系統需配備蓄電池用于儲能，維持系統功率的穩定，使其能在夜間、陰雨天氣等陽光不足時依然能輸出電能［47］。目前普遍使用的品種為鉛酸蓄電池，其含有大量的重金屬和有毒物質，如鉛、銻、鎘、硫酸等，若隨意排放會對土壤和水資源造成污染［45］。對有規模的光伏發電站而言，有專業人士和規范流程處理廢舊電池。但家用型光伏發電系統則沒有這種條件，加上光伏發電系統大多應用在偏遠地區，居民高度分散，回收流程不便和部分民眾環保意識的薄弱，造成廢舊電池隨意丟棄的現象，會對環境帶來不可忽視的影響。

太陽能光熱發電利用聚光技術將太陽能轉換為熱能，再通過發電機組將熱能轉換為電能［48］。主要使用熔鹽、導熱油、水等作為導熱介質，其中以熔鹽應用最為廣泛。劉萬軍等［49］研究了太陽能光熱發電站環境影響因素，表示光熱電站運行時需要經過處理的除鹽水，而目前生產除鹽水的工藝會產生含鹽量至少百分之一的廢水，鹽分成分為鈉、鎂、鈣、鉀離子和氯、硫酸根、硝酸根等，為高含鹽廢水，對環境會產生一定影響。另外，在使用導熱油的光熱電站，運行中如發生油滲漏，也會對水環境造成影響。

本小節分析了太陽能發電對資源的影響，主要在水質污染方面。光伏發電的光伏面板生產過程、蓄電池壽命到期的廢棄、光熱發電工藝產生的高含鹽廢水和油滲漏，是太陽能發電水質污染的來源。隨著生產工藝的提升和退役元器件回收流程的完善，上述污染能得到有效控制。

1.6 風能

風能最主要的用途為風力發電，將風能轉化為電能［50］。其發電過程不直接使用水資源，但在施工期間和運行維護期間對水質、降雨產生少許影響。

在風電場的生態影響方面，李智蘭［51］研究了風電場建設土壤和植被的影響，表示風電場會擾動場內土壤容重、總孔隙度和pH，降低土壤的含水量、全鹽以及養分。周艷芬等［52］研究了風電場對環境的影響，表示陸地上風電場在施工期間會破壞地表形態和土層結構，造成地表裸露，植被破壞，導致水土流失。李國慶等［53］在風電場對環境的影響研究中，表示在濕地區域建設的風電場，會改變地表植被和土壤結構，這會使得該區域內底棲生物的消亡。至于海上風電場，除造成底棲生物的消亡之外，還會引起周圍懸浮泥沙增加，減弱藻類等植物的光合作用。此外，在海上風電場的施工階段，施工的撞擊和振動會嚴重影響親魚培育，降低出苗率，增高畸形苗數量。

風電場運行期間，會對氣候降雨產生少量影響，Armstrong等［10］研究了風電場對地面小氣候的影響，表示風電場在理論上會改變當地風速、湍流和大氣熱交換過程，從而間接影響區域氣候與降水量。另外，海上風電場的運行會對水質產生影響。方寧［54］研究了東海大橋海上風電場對海域沉積物的環境影響，對東海大橋海上風電場進行了沉積物的調查，表示該海域沉積物在風電場建成后鋅增長64.5%，鉛增長36.6%，銅增長17.1%，鎘增長7%。去除長江和陸地的污水輸入因素，鋅的增長與風電場的相關性最大，這是因為風電場運行期間采用犧牲陽極溶解來實現風機樁基防腐的原因。

本小節分析了風力發電場對水資源的影響，主要體現在施工期間，陸地風電場會破壞土層結構和植被，造成一定程度的水土流失，海上風電場施工會影響水體生態系統。而在運行期間，風電場會影響大氣熱交換從而影響降雨量，海上風電場為實現樁基防腐還會向水體中溶解出一定量的鋅。

1.7 其他清潔能源類型

氫能、海洋溫差能、海水咸淡水能等其他清潔能源類型對水資源的影響相對較小。氫能是通過水解、天然氣重整、生物質轉化等途徑制備氫氣并將其用于能源生產的過程［55］。氫能的生產和使用過程中對水資源的影響主要集中在水解過程中的用水需求和廢水排放［56］。海洋溫差能通過利用海水表層和深層的溫差來發電［57］。蘭志剛等［58］研究了海洋溫差能開發特點及其對生態環境的影響，表示海洋溫差能轉換工藝會改變場區周邊海水的層化環流結構、含鹽量、溶解氧等指標，從而對生態環境產生影響。海水咸淡水能利用淡水與海水間的濃度差產生能量。這一過程中，廢水產生較少，對水資源的影響相對較?。?9］。

2 減少清潔能源對水資源影響可采取的措施及策略

2.1 水能

常規水電站對河流的隔斷影響了魚類洄游，可在大壩建造魚道，幫助魚類越過水壩或其他障礙物。魚道的設計需要根據特定的物種和地點進行優化，以保證魚類可以成功通過［60］。如國內雅魯藏布江的藏木水電站工程就設計了魚道過魚方式［61］，改善了水電站對河流魚類洄游和種群隔斷的情況。潮汐能發電站也有此類情況，沈東芳等［22］研究了潮汐能對環境影響，表示對于潮汐能電站可以采用浮運施工法代替圍堰法來減少水體隔斷。為了幫助魚類洄游，安納波利斯潮汐電站采用音響驅使魚類從過魚道通過，成為典型成功案例。

李暉等［23］研究了波浪能發電工程的環境問題，表示對于波浪能發電的液壓油泄漏問題，可考慮采取海水或空氣作為工作流體，減少液壓油的使用，或者采用隔離閥門，增加可靠性控制。對于有毒防腐涂層問題，推薦使用有機錫化合物等長壽命材料減少維護頻率，并將其結合進橡膠材料中，在保持涂層防護力的同時，大幅減少其揮發速度。

2.2 核能

在水庫等低流動性的環境中，水體擴散和稀釋的能力較低，因而對于核電站冷卻系統產生的化學污染和熱污染要引起重視。冷卻系統因殺菌除藻工藝排放的余氯，應嚴格控制排放余氯的濃度，或采取電化學等低排放方式代替傳統的加氯處理。核電廠引起的水體升溫情況，可采取二次循環冷卻方式代替直流冷卻方式，減少對水體的熱量排放［27］。此類廢熱難以進行重復利用，因其屬于低品位熱能，應用場合狹窄。但可用于溫水養殖業的輔助，和北方的海水破冰、農植物栽培等對熱量品質要求不高的場合［28］。廢熱的重復利用，可有效減少對環境的熱影響。另外，冷卻系統從環境水體取水處可加裝旋轉濾網裝置，減少吸入水生生物造成的機械損害。綜合這些措施，可使核電站冷卻系統對環境影響降到最低。

2.3 生物質能

生物質能的原料農作物的生長需要耗費水資源，為減少用水量，可采取更加高效的灌溉系統，如滴灌系統，大大減少水的消耗［62-63］。對于生物質能發電產生的灰分，可用作肥料，以減少隨意丟棄產生的水污染［64］。

2.4 地熱能

為減少地熱能開采利用時尾水排放引起的地面沉降、化學污染和熱污染問題，可采取地熱尾水回灌的方式，將尾水回灌至地下。趙季初［65］進行了魯北砂巖熱儲地熱尾水回灌試驗研究，尾水回灌能有效提升地熱資源利用效率，保持穩定的熱儲壓力，減少地表水質污染和熱污染，并且能使得地下儲熱再次汲出，維持地熱資源的長久利用，這也是世界各國普遍應用的最經濟有效的方式。并結合梯級多次利用［66］，使得熱水充分釋放熱量，降低尾水溫度。需要注意的是，尾水回灌有概率導致局部含水層泄露，且有誘發地震的風險，但合適的場所選擇可以避免這類問題［67］。

2.5 太陽能

為減少太陽能光伏面板生產和蓄電池產生的化學污染。首先應優化光伏面板生產工藝，如在多晶硅生產流程尾氣端加入氫化工序，將尾氣中的四氯化硅轉化回三氯氫硅作為燃料，實現污染物在生產流程的閉環［46］。其次，為減少蓄電池丟棄帶來的危害，可普及采用并網系統，白天多余電量可出售給公共電網系統，夜間可從電網買電使用，減少蓄電需求。如西班牙和德國，太陽能電力賣給公共電網的售價高于用戶使用公共電網的電價，這促使了當地所有光伏發電系統都并入公共電網［68］。同時應完善蓄電池回收的公眾宣傳與流程完善，推廣濕法回收技術，保障蓄電池的有效回收，減少污染物的排放。

對于光熱發電站的高含鹽廢水，可對其進行階梯利用和循環，最后剩余少量難以回收的末端廢水可固化處理，盡量減少對環境的影響。也可將高含鹽廢水作為化學原料供給化工企業。對于使用導熱油的光熱電站產生的含油廢水，可經過一系列凈化處理后重復利用，剩余的浮油、浮渣等應按危險廢物處理。

2.6 風能

為減少風電場帶來的水土流失影響，風電場在施工期間，開挖填方等工作要避開雨水充沛期，并注意土壤性質，減少表層種植土的浪費，減少對植被的影響。在施工結束后，可對場區內的土地進行覆土平整，進行異地植草，草坪周圍設置綠籬和截流溝，將水引入特定的排水溝，減少場區水土流失，降低對生態的影響［52］。

3 結語

針對水能、核能、地熱能、生物質能、太陽能和風能等清潔能源在水量、水質、水生態等水資源要素的影響、歸因及措施，得出如下結論。

a）常規水電站和潮汐能發電站中大壩的阻隔作用會對河流徑流、水質、水生態等產生顯著影響，可通過設置魚道來緩解生態問題。波浪能發電因設備液壓油泄露和設備表面采用的有毒防腐涂層對水質產生影響，可通過設備優化減少液壓油使用、表面改用無毒涂層的方式減少影響。

b）核能和地熱能的使用過程中，均會產生化學污染和熱污染，核能可通過優化殺菌除藻工藝、使用二次循環冷卻方式減少影響；地熱能可通過地熱尾水回灌和梯級多次利用等方式顯著減少影響。

c）生物質能發電中原材料的種植對水資源有一定的需求，燃燒過程排放的焦油會產生水體生態毒性，并造成水體富營養化?？赏ㄟ^優化灌溉系統減少耗水，燃燒后的灰分作為肥料再利用等方式減少對水資源的影響。

d）太陽能的光伏面板生產、蓄電池廢棄、光熱電站生產階段對水資源產生一定的化學污染?？刹捎脙灮a工藝減少污染物排放、使用并網系統減少蓄電池使用、優化蓄電池回收流程、對光熱電站的高含鹽廢水進行階梯和循環利用的方式，來減少對水資源的影響。

e）風能發電場在施工期間，會造成一定程度的水土流失；在運行期間，會影響大氣熱交換從而影響降雨量，海上風電場為實現樁基防腐還會向水體中溶解出一定量的鋅?？赏ㄟ^施工期間避開雨水充沛期，施工結束后進行土地覆土平整和植草等工作，以降低水土流失的影響。

參考文獻：

［1］TROUT K，MUTTITT G，LAFLEUR D，et al.Existing fossil fuel extraction would warm the world beyond 1.5 C［J］.Environmental Research Letters，2022，17（6）.DOI：101088/1748-9326/ac6228.

［2］HORI S.Development and the environment：Society，business，and social consensus［M］//International Development and the Environment：Social Consensus and Cooperative Measures for Sustainability，2020.DOI：10.1007/978-981-13-3594-5_1.

［3］ALVAREZ X A，VALERO E，TORRE.RODRíGUEZ N D L，et al.Influence of small hydroelectric power stations on river water quality［J］.Water，2020，12（2）.DOI：10.3390/W12020312.

［4］KURIQI A，PINHEIRO A N，SORDO.WARD A，et al.Ecological impacts of run.of.river hydropower plants—Current status and future prospects on the brink of energy transition［J］.Renewable Sustainable Energy Reviews，2021， 142.DOI：10.1016/j.rser.2021.110833.

［5］蔣朝鵬，徐兆禮，陳佳杰，等.秦山核電溫排水對魚類分布的影響［J］.中國水產科學，2016，23（2）：478-488.

［6］NIE P J，ZHU H T，XU H G，et al.Monitoring of Tianwan Nuclear Power Plant Thermal Pollution Based on Remotely Sensed Landsat Data［C］//2020 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium.

［7］田亞鋒，劉開鉗，吳禮康，等.比較三種職業健康風險評估模型在蓄電池生產企業的應用［J］.預防醫學，2018，30（12）：1248-1251.

［8］JAIN S M，EDVINSSON T，DURRANT J R.Green fabrication of stable lead.free bismuth based perovskite solar cells using a non.toxic solvent［J］.Communications Chemistry，2019，2（1）.DOI：10.1038/S42004-019-0195-3.

［9］NAZIR M S，ALI N，BILAL M，et al.，Potential environmental impacts of wind energy development：A global perspective［J］.Current Opinion in Environmental Science Health，2020，13：85-90.

［10］ARMSTRONG A，WALDRON S，WHITAKER J，et al.，Wind farm and solar park effects on plant.soil carbon cycling：uncertain impacts of changes in ground.level microclimate［J］.Global Change Biology，2014，20（6）：1699-1706.

［11］陳琳.核電廠環境影響評價中的公眾參與［D］.北京：清華大學，2013

［12］肖建紅，王敏，于慶東，等.基于生態足跡的大型水電工程建設生態補償標準評價模型：以三峽工程為例［J］.生態學報，2015，35（8）：2726-2740.

［13］羅龍海，王瑋，陳洋.大型水電站施工期環境保護與管理：以白鶴灘水電站為例［J］.水電與新能源，2018，32（2）：70-74.

［14］唐守娟，張力小，龐明月，等.基于能值分析的中國潮汐能發電可持續性研究：以浙江省江廈潮汐試驗電站為例［J］.生態學雜志，2017，36（4）：1060-1066.

［15］祝新華.江蘇首家波浪能發電站在海州灣開建［J］.河北漁業，2011（12）：66.

［16］陳曉年，李穎，張威奕.大型水電工程的社會經濟影響及生態環境影響分析［J］.中國農村水利水電，2010（11）：161-163.

［17］張信寶，文安邦，WALLING DE，等.大型水庫對長江上游主要干支流河流輸沙量的影響［J］.泥沙研究，2011（4）：59-66.

［18］OLIVER S，CORBURN J，RIBEIRO H.Challenges regarding water quality of eutrophic reservoirs in urban landscapes：a mapping literature review［J］.International Journal of Environmental Research Public Health，2019，16（1）.DOI：10.3390/ijerph16010040.

［19］QUARANTA E，PéREZ.DíAZ J，PISTOCCHI A.Environmentally enhanced turbines for hydropower plants：Current technology and future perspective［J］.Frontiers in Energy Research，2021， 9.DOI：10.3389/fenrg.2021.703106.

［20］BORETTI A.Trends in tidal power development［C］//in E3S web of conferences，2020.EDP Sciences.

［21］劉相相，艾社芳，王關鎖.潮汐能開發對環境的影響分析［J］.低碳世界，2017（6）：29-30.

［22］沈東芳，楊會，程澤梅，等.潮汐能開發對環境影響分析探討［J］.資源節約與環保，2014（4）：27-27.

［23］李暉，何宏舟，楊紹輝.波浪能發電工程的環境問題思考［J］.海洋開發與管理，2014，31（6）：64-68.

［24］NATHANIEL S P，ALAM M S，MURSHED M，et al.The roles of nuclear energy，renewable energy，and economic growth in the abatement of carbon dioxide emissions in the G7 countries［J］.Environmental Science Pollution Research，2021，28（35）：47957-47972.

［25］蘇永杰，姜維國，邵海江，等.核能利用與環境保護［J］.能源環境保護，2006，20（4）：16-19.

［26］鄧飛，林清，王家玥，等.大亞灣核電基地氚的排放及其環境影響［J］.環境化學，2016，35（5）：956-963.

［27］張曉峰，田新珊，黃彥君，等.內陸核電廠對水庫環境的影響：以咸寧核電廠為例［J］.湖泊科學，2010（2）：181-188.

［28］張曉峰.核電廠溫排水環境影響評價及減緩措施［J］.海洋技術，2010，29（4）：38-43.

［29］姜禮燔.熱沖擊對魚類影響的研究［J］.中國水產科學，2000，7（2）：77-81.

［30］BERTANI R.Geothermal power generation in the world 2010—2014 update report［J］.Geothermics，2016，60：31-43.

［31］王婉麗，王貴玲，朱喜，等.中國省會城市淺層地熱能開發利用條件及潛力評價［J］.中國地質，2017，44（6）：1062-1073.

［32］彭佳，李長青，楊新，等.呼和浩特地熱能開發利用現狀及前景分析［J］.資源與產業，2013，15（4）：47.

［33］李肖雪，吳立，楊釗，等.安徽省地熱溫泉資源分布與特征［J］.安徽師范大學學報（自然科學版），2020，43（4）：364-370.

［34］吳立進，趙季初，李艾銀，等.魯北坳陷區地熱資源開發利用關鍵性問題研究［J］.地質與勘探，2016，52（2）：300-306.

［35］汪集旸，馬偉斌，龔宇烈.地熱利用技術［M］.北京： 化學工業出版社，2005.

［36］鄧曉鈮.關中盆地地熱水開發利用對環境影響研究［D］.西安：長安大學，2008.

［37］師永霞，許一川，王盼盼.關中盆地地熱水資源的開發利用現狀及其對環境的影響［J］.環境與發展，2017，29（6）：31-32.

［38］周總瑛，劉世良，劉金俠.中國地熱資源特點與發展對策［J］.自然資源學報，2015，30（7）：1210-1221.

［39］YAN P，XIAO C W，XU L，et al.Biomass energy in Chinas terrestrial ecosystems：Insights into the nations sustainable energy supply［J］.Renewable Sustainable Energy Reviews，2020，127.DOI：10.1016/j.rser.2020.109857.

［40］韓丹丹.鄱陽湖生態經濟區生物質電廠環境影響分析［D］.北京：華北電力大學，2012.

［41］崔和瑞，艾寧.秸稈氣化發電系統的生命周期評價研究［J］.技術經濟，2010，29（11）：70-74.

［42］謝宏波.秸稈生物質發電環境影響問題的分析［J］.湖南農機，2014（11）：106.

［43］洪雷.陜西關中地區生物質能利用的環境影響及發展對策研究［D］.西安：西北大學，2012.

［44］汪瓊，姚美香.淺談我國生物質能發電的現狀及其產生的環境問題［J］.環境科學導刊，2011，30（2）：30-32.

［45］郭浩倫.光伏產業對環境的影響［J］.山西科技，2016（4）：15-17.

［46］謝明輝，阮久莉，白璐，等.太陽能級多晶硅生命周期環境影響評價［J］.環境科學研究，2015，28（2）：291-296.

［47］CHTITA S，DEROUICH A，EL GHZIZAL A，et al.An improved control strategy for charging solar batteries in off.grid photovoltaic systems［J］.Solar Energy，2021，220：927-941.

［48］MERCHáN R P，SANTOS M J，MEDINA A，et al.High temperature central tower plants for concentrated solar power：2021 overview［J］.Renewable Sustainable Energy Reviews，2022，155.DOI：10.1016/j.rser.2021.111828.

［49］劉萬軍，魏富道，尹航，等.太陽能光熱發電站環境影響因素分析及環境保護措施［J］.環境保護與循環經濟，2021，41（12）：95-97.

［50］WILBERFORCE T，OLABI A G，SAYED E T，et al.Wind turbine concepts for domestic wind power generation at low wind quality sites［J］.Journal of Cleaner Production，2023，394.DOI：10.1016/j.jclepro.2023.136137.

［51］李智蘭.風電場建設對周邊擾動區域土壤養分和植被的影響［J］.水土保持研究，2015，22（4）：61-66.

［52］周艷芬，耿玉杰，呂紅轉.風電場對環境的影響及控制［J］.湖北農業科學，2011，50（13）：2642-2646.

［53］李國慶，李曉兵.風電場對環境的影響研究進展［J］.地理科學進展，2016，35（8）：1017-1026.

［54］方寧.東海大橋海上風電場對海域沉積物的環境影響［J］.青島理工大學學報，2015，36（2）：79-82.

［55］FILIPPOV S P，YAROSLAVTSEV A B.Hydrogen energy：Development prospects and materials［J］.Russian Chemical Reviews，2021，90（6）.DOI：10.1070/RCR5014.

［56］ZENG K，ZHANG D K.Recent progress in alkaline water electrolysis for hydrogen production and applications［J］.Progress in Energy and Combustion Science，2010，36（3）：307-326.

［57］LIU W M，XU X J，CHEN F Y，et al.A review of research on the closed thermodynamic cycles of ocean thermal energy conversion［J］.Renewable and Sustainable Energy Reviews，2020，119.DOI：10.1016/j.rser.2019.109581.

［58］蘭志剛，李新仲，姬忠禮，等.海洋溫差能開發特點及其對生態環境的影響方式［J］.海洋科學，2018，42（8）：116-121.

［59］LOGAN B E，ELIMELECH M.Membrane.based processes for sustainable power generation using water［J］.Nature，2012，488（7411）：313-319.

［60］SILVA S，LOWRY M，MACAYA-SOLIS C，et al.Can navigation locks be used to help migratory fishes with poor swimming performance pass tidal barrages？ A test with lampreys［J］.Ecological Engineering，2017，102：291-302.

［61］陳靜，郎建，周小波，等.雅魯藏布江藏木水電站魚道工程設計與研究［J］.水電站設計，2017，33（1）：52-58.

［62］王治磊.節水灌溉滴灌系統設計與施工技術［J］.能源與節能，2016（7）：96-97.

［63］TAYLOR R，ZILBERMAN D.Diffusion of drip irrigation：the case of California［J］.Applied Economic Perspectives Policy，2017，39（1）：16-40.

［64］PODE R.Potential applications of rice husk ash waste from rice husk biomass power plant［J］.Renewable and Sustainable Energy Reviews，2016，53：1468-1485.

［65］趙季初.魯北砂巖熱儲地熱尾水回灌試驗研究［J］.山東國土資源，2013，29（9）：23-30.

［66］王貴玲，陸川.碳中和目標驅動下地熱資源開采利用技術進展［J］.地質與資源，2022，31（3）：412-425.

［67］申建梅，陳宗宇，張古彬.地熱開發利用過程中的環境效應及環境保護［J］.地球學報，1998，19（4）：402-408.

［68］吳菲.光伏發電站環境影響評價技術規范研究［J］.南京：南京信息工程大學，2012.