Farma fotowoltaiczna pływająca i naziemna a ocena oddziaływania na środowisko
W ostatnich latach obserwujemy intensywny wzrost zainteresowania oraz rozwój nowych technologii związanych z pozyskiwaniem i przetwarzania energii słonecznej. Przyzwyczailiśmy się już do widoku paneli fotowoltaicznych i kolektorów słonecznych na dachach budynków czy też małych lub wielkoobszarowych farm naziemnych (ang. photovoltaics, PV). Czy jednak spotkaliście się już z pływającą farmą fotowoltaiczną (ang. floating photovoltaics, FPV)?
Rozwiązanie stosowane na świecie z powodzeniem już od lat, w Polsce jest jednak wciąż nowością. Jaka jest przewaga FPV względem tradycyjnych, naziemnych instalacji dla naszego środowiska? Na to pytanie postaramy się odpowiedzieć w niniejszym artykule.
Definicje:
- PV – instalacja fotowoltaiczna, elektrownia fotowoltaiczna.
- FPV – pływająca farma fotowoltaiczna.
Korzyści płynące dla naszego środowiska z wykorzystania odnawialnych źródeł energii są bezsporne. Mimo to, tak jak każda inna inwestycja budowlana, infrastruktura 0ZE również generuje pewne niekorzystne dla środowiska oddziaływania. Dochodzi do tego głównie w fazie realizacji przedsięwzięcia. Określenie poziomu negatywnych oddziaływań jest kluczowym zagadnieniem oceny oddziaływania na środowisko poprzedzającej uzyskanie tzw. decyzji środowiskowej. Dlatego zasadniczym celem takiego opracowania jest wskazanie rozwiązań i sposobów minimalizujących potencjalne oddziaływania.
Definicje:
- decyzja środowiskowa, inaczej decyzja o środowiskowych uwarunkowaniach – określa warunki realizacji przedsięwzięcia aby ograniczyć jego potencjalne negatywne oddziaływania na środowisko.
- ocena oddziaływania na środowisko, inaczej raport środowiskowy – dokument sporządzany celem uzyskania decyzji środowiskowej. Omawia charakter oraz skalę oddziaływania przedsięwzięcia na środowisko.
Rodzaje oddziaływań na środowisko
Oddziaływania przedsięwzięć możemy podzielić na te negatywne, ale również pozytywne. Jak dotąd zidentyfikowano 32 obszary różnych oddziaływań technologii fotowoltaicznych na środowisko. Wśród nich 22 sklasyfikowano jako pozytywne, 4 neutralne, a 6 jako wymagające dalszych badań. Propozycją mającą przezwyciężyć pewne ograniczenia tradycyjnych instalacji naziemnych jest pływająca farma fotowoltaiczna. Założenia oraz technologia ogniw są w obu przypadkach takie same. Główną różnicą jest posadowienie paneli fotowoltaicznych na pływakach unoszących się na powierzchni zbiorników wodnych.
W przypadku elektrowni naziemnych za najbardziej inwazyjny etap całego przedsięwzięcia uznawana jest faza realizacji przedsięwzięcia. Budowa instalacji może prowadzić do przekształcenia siedlisk i wpływać niekorzystnie na warunki glebowe oraz hydrogeologiczne (np. erozja gleby, zagrożenie dla wód gruntowych). Dodatkowo jest źródłem emisji hałasu oraz zanieczyszczeń do powietrza. Obecność ciężkiego sprzętu niezbędnego do przygotowania gruntu pod instalację niesie ryzyko zanieczyszczenia gleby przypadkowymi wyciekami olejów i innych płynów technicznych do gleby.
Preferowane sztuczne zbiorniki wodne
Pływająca farma fotowoltaiczna jest ciekawą alternatywą umożliwiającą minimalizację lub nawet wykluczenie niektórych z wyżej wymienionych oddziaływań. Dzięki zastosowaniu FPV unikamy przekształceń lub utraty siedlisk przyrodniczych oraz prac związanych z uzbrojeniem działki pod montaż paneli. Oczywiście nie każdy zbiornik będzie odpowiednim miejscem dla FPV. Obecność FPV na jeziorach może zmniejszać ich potencjał rekreacyjny.
Tego typu konflikt interesów może rodzić trudności już na etapie wyboru lokalizacji pod farmę. Dlatego w tym przypadku należy unikać wód o wysokich walorach przyrodniczych czy rekreacyjnych. Idealną lokalizacją będą wszelkiego rodzaju sztuczne zbiorniki poeksploatacyjne, zbiorniki zaporowe, retencyjne czy irygacyjne lub morza.
Większa wydajność, mniej odpadów
Obecność paneli fotowoltaicznych na zbiorniku ogranicza transpirację z jego powierzchni, a tym samym, ubytek wody. Jest to szczególnie korzystny czynnik w odniesieniu do zbiorników retencyjnych czy irygacyjnych. Ponadto, skraplająca się na spodniej stronie paneli woda obniża ich temperaturę, dzięki czemu FPV mogą mieć większą (nawet o kilkanaście procent) wydajność wytwarzania energii.
Ubocznym skutkiem wielu inwestycji są wszelkiego rodzaju odpady towarzyszące pracom budowlanym. FPV cechują się w tym względzie istotną przewagą, gdyż nie wymagają prac towarzyszących takich jak adaptacja terenu czy budowy naziemnej infrastruktury towarzyszącej konwencjonalnym PV. Dodatkowo, na etapie eksploatacji, PV wymagają obsługi polegającej na czyszczeniu paneli, a w konsekwencji stosowania odpowiednich środków czyszczących oraz większego zużycia wody. FPV posiadują tutaj przewagę nad instalacjami naziemnymi, gdyż nad wodami unosi się mniej kurzów i pyłów. Dzięki temu częstotliwość zabiegów czyszczących będzie tutaj mniejsza.
Emisja hałasu występuje jedynie na etapie budowy i dotyczy obu omawianych rozwiązań w podobnym stopniu. Hałas powstający przy budowie oraz czas realizacji FPV będzie w dużym stopniu zależał od rodzaju zastosowanej technologii oraz sprzętu (np. rodzaju pływaków). Farmy fotowoltaiczne nie generują hałasu w fazie eksploatacji. Tradycyjne naziemne projekty o mocy od 1 do 5 MW, powstają przeciętne w terminie do 100 dni. Farmy powyżej 25 MW wymagają powyżej 200 dni.
Jakie są ograniczenia?
Mimo zalet FPV pozwalających uniknąć przekształceń czy utraty siedlisk, mogą pojawić się oddziaływania w obrębie dna zbiornika związane z kotwiczeniem instalacji lub ułożeniem przewodów. Będą one jednak punktowe i mniej inwazyjne niż instalacja naziemna. Inne negatywne skutki mogą być związane z pogorszeniem jakości wody za sprawą jej zmętnienia podczas montażu. Efekt ten będzie jednak krótkotrwały i ustąpi tuż po zakończeniu prac. Niewykluczone są również przypadkowe wycieki olejów lub innych chemikaliów do wody.
Kolejnym oddziaływaniem FPV jest ograniczenie dostępu światła do zbiornika. W zależności od sytuacji może to być czynnik zarówno korzystny, jaki i niepożądany. Posadowienie instalacji na zbiorniku o bujnej roślinności i bogatym podwodnym ekosystemie może prowadzić do jego degradacji. Z kolei na wodach doświadczających nadmiernego rozrostu glonów, ograniczenie dostępu światła powstrzyma ekspansję glonów i wpłynie korzystnie na jakość wody w zbiorniku. Z drugiej strony efekt mniejszego dostępu światła może być łagodzony poprzez zastosowanie większych odstępów pomiędzy panelami.
Istotnym zagadnieniem, klasyfikowanym jako oddziaływanie negatywne, odnoszącym się do farm fotowoltaicznych są tzw. zanieczyszczenia wizualne. Farma fotowoltaiczna powstająca z dala od terenów osiedlowych, pośród gruntów rolnych zwykle nie budzi kontrowersji. Montaż FPV na zbiorniku lub jeziorze może spotkać się z większym oporem lokalnych społeczności. Wszystko zależeć będzie od przeznaczenia i funkcji danego zbiornika.
Ponadto czynnikiem łagodzącym mogą być rozwiązania architektoniczne dostosowane do lokalnych warunków. Projekt uwzględniający miejscowe uwarunkowania przyrodniczo-krajobrazowe może znacznie zminimalizować oddziaływanie instalacji na krajobraz.
Tabela 1. Porównanie oddziaływań instalacji naziemnych (PV) i pływających (FPV) farm fotowoltaicznych (zielony – wartości korzystne; czerwony – wartości niekorzystne).
Dynamiczny rozwój FPV na świecie
Podsumujmy zatem główne zalety pływających farm fotowoltaicznych. Mocną stroną FPV jest ograniczenie szeregu niekorzystnych oddziaływań na środowisko na etapie ich budowy i funkcjonowania. Przy czym należy podkreślić, że potencjał ten będzie wykorzystany w pełni jedynie przy odpowiednich uwarunkowaniach lokalizacyjnych, tj. przede wszystkim na sztucznych zbiornikach wodnych o niskich walorach przyrodniczo-krajobrazowych. Drugim silnym atutem jest większa wydajność pozyskiwanej energii, dzięki chłodzącym właściwościom transpirującej wody.
Na świecie powstało już wiele elektrowni fotowoltaicznych na zbiornikach wodnych lub na morzu. W Europie prym wiodą w tym względzie Holandia, Francja i Wielka Brytania. Powstały tam największe FPV na starym kontynencie, z obecnie największą farmą holenderską o mocy ponad 27 MW. Planowane są kolejne, znacznie większe projekty. Instalacje te budowane są zwykle na sztucznych i poeksploatacyjnych zbiornikach wodnych, a także, coraz częściej, na wodach morskich.
W Polsce pierwsze testy paneli fotowoltaicznych na wodzie przeprowadziła Grupa Energa. Rezultaty są bardzo obiecujące. Dlatego w najbliższym czasie należy się spodziewać wzmożonego zainteresowania i rozwoju krajowej fotowoltaiki w kierunku rozwiązań nawodnych.
Artykuł opracował Karol Kustusch z AvesNature – firmy specjalizującej się w ekspertyzach środowiskowych, w tym m. in. ocenach oddziaływania na środowisko dla inwestycji fotowoltaicznych.
Źródła:
- Pimentel Da Silva, G. D., & Branco, D. A. C. (2018). Is floating photovoltaic better than conventional photovoltaic? Assessing environmental impacts. Impact Assessment and Project Appraisal, 36(5), 390-400.
- Spencer, R. S., Macknick, J., Aznar, A., Warren, A., & Reese, M. O. (2018). Floating photovoltaic systems: assessing the technical potential of photovoltaic systems on man-made water bodies in the continental United States. Environmental science & technology, 53(3), 1680-1689.
- Suh, J., Jang, Y., & Choi, Y. (2020). Comparison of Electric Power Output Observed and Estimated from Floating Photovoltaic Systems: A Case Study on the Hapcheon Dam, Korea. Sustainability, 12(1), 276.
- Turney, D., & Fthenakis, V. (2011). Environmental impacts from the installation and operation of large-scale solar power plants. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 15(6), 3261-3270.
artykuł sponsorowany
