漂浮巨獸：中國丁庄水庫太陽能電廠如何同時淨化空氣與水質

文/闕特·居披梯博士

發表於2025/10/15

在山東省德州市的平原上，一座水面閃耀著藍黑色幾何圖樣的水庫，正改寫著世界能源地圖。這裡是丁庄水庫(Dingzhuang Reservoir)，同時也是地球上規模最大的漂浮式太陽能光電站。

超過六十萬片太陽能板漂浮在水面上，覆蓋面積達七千畝，總裝置容量達320兆瓦(MW)——足以為約20萬戶家庭提供電力。這個龐然設施的出現，不僅代表中國在再生能源領域的企圖心，也引發了一個意外的環境話題：

這樣的巨型人工構造，竟可能改善水質。

一、水面上的靜默革命

與傳統陸上太陽能場不同，漂浮式光電(floating photovoltaic, FPV)系統直接建在水體上——湖泊、水庫、採礦坑，甚至污水處理池。丁庄水庫之所以適合這項工程，正是因為它原本是工業冷卻與調蓄用水庫，並非飲用水源。這讓設計者能大膽覆蓋大面積水域，而不干擾民生用水。

從空中俯瞰，模組方陣井然排列，如同一座人工島鏈。每一片太陽能板都被固定在高密度聚乙烯(HDPE)浮體上，能隨水位微幅起伏。這種設計除了節省土地，更形成了「能量與生態共生」的新型態水域系統。

二、減光效應：藻華的天敵

傳統上，人們擔心人造設施會破壞水域環境。然而，觀測結果卻顯示丁庄水庫的藍綠藻(cyanobacteria)密度在工程後顯著下降。

原因很簡單：光被太陽能板搶走了。

當上層光照減弱，水體的光合作用速率下降，藍綠藻失去繁殖優勢，整體藻華頻率減少。研究指出，在夏季高溫期，遮蔽30–40%的水面能降低藻類生長速率20–50%。同時，表層水溫的上升幅度減少，降低了藻類適生條件。

對於像丁庄這樣的水庫，這是一個關鍵性的改善——過去水體常因富營養化而呈現綠色霧狀，如今水色變得清澈，溶解氧(DO)穩定提升，底層水質均勻度也更高。

三、遮蔭效應：抑制蒸發，穩定水文

每年夏季，山東北部的蒸發量驚人。當氣溫超過35°C，水庫每天可損失數以百噸的水。然而，大面積的漂浮光電板相當於在水面上加了一層「能量傘」，減少直射輻射。

根據中國華能集團的監測數據，丁庄水庫的年蒸發量下降了約15–20%，這意味著每年可節省上百萬噸水資源。這種「遮蔭效應」不僅對乾旱地區重要，也能減緩局部氣候變化造成的水位波動，穩定生態與基礎設施運作。

四、清潔循環：在水上洗滌的科學

對外界而言，最令人好奇的問題是：六十萬片光電板要怎麼清洗？

答案，比想像中單純。

根據環境影響報告，丁庄水庫的維運團隊採用低壓純水噴淋系統，利用浮動清洗艇在模組間緩速行進，定期清洗灰塵與鳥糞。

沒有使用任何界面活性劑(surfactant)或化學藥劑，僅使用去離子水。清洗廢水直接回落水面，不形成逕流，也不經由陸地排放。

環評監測顯示，清洗活動期間水體濁度上升不超過0.5 NTU(Nephelometric Turbidity Unit)，遠低於「地表水環境標準」二類水限值。由於水體本身能自淨與稀釋，這些微量懸浮物幾乎不構成污染。

更重要的是，光電板遮蔽抑制了水體再蒸發，使水面污染物的濃縮效應減弱，長期反而讓溶解氧與pH變化更加穩定。換言之，光電板在「保護自己」的同時，也保護了水質。

五、雙重效益：從能源到水環境

丁庄水庫的意義，遠超出再生能源指標。它揭示了一個令人鼓舞的科學事實：當能源工程被巧妙設計，環境與科技並非零和遊戲。

1、它每年可生產5.5億度電(550 million kWh)，相當於減少約45萬噸二氧化碳排放。

2、它降低藻類密度、抑制蒸發、穩定水質參數。

3、它讓人重新思考水庫的角色——不只是儲水設施，更是能源—水資源—氣候調適三者的交匯點。

全球已有超過60個國家跟進開發漂浮式光伏，而丁庄水庫的經驗提供了一個範例：

在能源轉型的浪潮中，我們不僅能產生電力，也能同時讓水更乾淨。

六、結論

在陽光與水之間，丁庄水庫代表了一種新的平衡。

它並非毫無爭議——浮體老化、微塑膠釋放與長期監測仍需關注——但在技術成熟與科學監測的配合下，這座漂浮的能源巨獸證明了：

當工程與生態相互理解，綠色能源不必是環境的敵人。

參考文獻

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中國華能集團. (2021). 《華能德州丁庄水庫漂浮光伏發電項目環境影響報告表》. 德州市生態環境局公開資料.

China Daily (2025, January 7). World’s largest floating solar plant fully operational in Dezhou, Shandong.