【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】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)于光伏場站建設(shè)對生態(tài)系統(tǒng)碳儲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，集中式光伏場站作為低碳電力的重要來源被大規(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)的碳儲量。當(dāng)前已有研究關(guān)注局部地區(qū)集中式光伏場站的生態(tài)效應(yīng)，但缺乏全球統(tǒng)一視角的量化評估。此外，碳儲量變化如何反饋至光伏碳足跡方面仍缺乏關(guān)注與研究。
 

　　針對上述問題，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，識別了全球2000至2018年間部署的集中式光伏場站的建造時間，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)了一套集中式光伏場站時間序列數(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。基于該數(shù)據(jù)集，該研究量化了集中式光伏場站部署所引起的土地覆蓋變化及其對所在生態(tài)系統(tǒng)碳庫的影響，并進(jìn)一步闡明了其對集中式光伏場站碳足跡的貢獻(xiàn)。
 

　　研究結(jié)果表明，集中式光伏場站建設(shè)導(dǎo)致的土地利用/覆蓋變化將使全球碳儲量凈增約2.1 TgC，但存在顯著的空間異質(zhì)性。在考慮對當(dāng)?shù)靥純α坑绊懙那闆r下，全球集中式光伏場站平均碳足跡為56.3 g CO2e kWh-1，其中，碳儲量變化的平均貢獻(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，未來集中式光伏場站導(dǎo)致的碳儲量變化對其碳足跡的貢獻(xiàn)將不斷增高，預(yù)計到2050年該貢獻(xiàn)將被放大7倍。此外，研究表明，約53%的現(xiàn)有場站可通過優(yōu)化土地覆蓋管理實現(xiàn)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)的碳增益。
 

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

　　該研究首次在全球尺度上系統(tǒng)評估了由于集中式光伏場站建設(shè)造成的生態(tài)系統(tǒng)碳儲量變化，并進(jìn)一步明晰了其對光伏場站自身碳足跡的貢獻(xiàn)。研究結(jié)果可為實現(xiàn)光伏的可持續(xù)發(fā)展提供理論基礎(chǔ)。同時，構(gòu)建的光伏場站時間序列數(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。該工作得到了國家自然科學(xué)基金重大項目及重點(diǎn)項目的支持。