華中科技大學(xué)能源學(xué)院團(tuán)隊(duì)在光伏場(chǎng)站建設(shè)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量影響方面取得最新研究成果

2025-06-24 11:42:58華中科技大學(xué)閱讀量：22553      我要評(píng)論

　　6月2日，Nature Geoscience在線刊發(fā)了能源學(xué)院楊晴教授課題組關(guān)于光伏場(chǎng)站建設(shè)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量影響的最新研究成果。論文題目為Increased terrestrial ecosystem carbon storage associated with global utility-scale photovoltaic installation。

　　在全球能源轉(zhuǎn)型與碳中和進(jìn)程加快的背景下，集中式光伏場(chǎng)站作為低碳電力的重要來(lái)源被大規(guī)模部署。然而，光伏設(shè)施的建設(shè)不可避免地將引發(fā)土地利用變化，進(jìn)而影響當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)的碳儲(chǔ)量。當(dāng)前已有研究關(guān)注局部地區(qū)集中式光伏場(chǎng)站的生態(tài)效應(yīng)，但缺乏全球統(tǒng)一視角的量化評(píng)估。此外，碳儲(chǔ)量變化如何反饋至光伏碳足跡方面仍缺乏關(guān)注與研究。

　　針對(duì)上述問(wèn)題，該研究基于遙感影像及機(jī)器學(xué)習(xí)算法等技術(shù)手段，識(shí)別了全球2000至2018年間部署的集中式光伏場(chǎng)站的建造時(shí)間，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)了一套集中式光伏場(chǎng)站時(shí)間序列數(shù)據(jù)集，包括面板效率、地表覆蓋率、建造前后土地覆蓋類型等?；谠摂?shù)據(jù)集，該研究量化了集中式光伏場(chǎng)站部署所引起的土地覆蓋變化及其對(duì)所在生態(tài)系統(tǒng)碳庫(kù)的影響，并進(jìn)一步闡明了其對(duì)集中式光伏場(chǎng)站碳足跡的貢獻(xiàn)。

　　研究結(jié)果表明，集中式光伏場(chǎng)站建設(shè)導(dǎo)致的土地利用/覆蓋變化將使全球碳儲(chǔ)量?jī)粼黾s2.1 TgC，但存在顯著的空間異質(zhì)性。在考慮對(duì)當(dāng)?shù)靥純?chǔ)量影響的情況下，全球集中式光伏場(chǎng)站平均碳足跡為56.3 g CO2e kWh-1，其中，碳儲(chǔ)量變化的平均貢獻(xiàn)約為16%。在光伏制造技術(shù)進(jìn)步(面板效率不斷提升、制造排放強(qiáng)度不斷下降等)與氣候變化的共同影響下，未來(lái)集中式光伏場(chǎng)站導(dǎo)致的碳儲(chǔ)量變化對(duì)其碳足跡的貢獻(xiàn)將不斷增高，預(yù)計(jì)到2050年該貢獻(xiàn)將被放大7倍。此外，研究表明，約53%的現(xiàn)有場(chǎng)站可通過(guò)優(yōu)化土地覆蓋管理實(shí)現(xiàn)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)的碳增益。

圖1全球集中式光伏場(chǎng)站部署對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量的影響

　　該研究首次在全球尺度上系統(tǒng)評(píng)估了由于集中式光伏場(chǎng)站建設(shè)造成的生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量變化，并進(jìn)一步明晰了其對(duì)光伏場(chǎng)站自身碳足跡的貢獻(xiàn)。研究結(jié)果可為實(shí)現(xiàn)光伏的可持續(xù)發(fā)展提供理論基礎(chǔ)。同時(shí)，構(gòu)建的光伏場(chǎng)站時(shí)間序列數(shù)據(jù)集可為相關(guān)研究提供數(shù)據(jù)支撐。

　　我校為該論文唯一通訊單位，楊晴為唯一通訊作者，能源學(xué)院博士后王清睿、北京大學(xué)博士后王鍇以及學(xué)院已畢業(yè)碩士生邵林濤為該論文共同第一作者。該工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目及重點(diǎn)項(xiàng)目的支持。

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