浮动光伏是一个相对较新的,但增长迅速的行业。它源于到2050年全球经济脱碳的愿望,作为通过2015年《巴黎气候协定》中商定的具有法律约束力的目标来应对气候变化的解决方案。太阳能电池板需要巨大的空间来满足能源密集型的需求。这对用于农业的土地或用于野生动物和改善生物多样性的保护工作的土地提出了需求。一种解决方案可能是通过在水库上漂浮的太阳能电池板,被称为“浮动光伏”。
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太阳能电池板对环境的影响
除了为太阳能电池板寻找足够空间的压力之外,自然该杂志指出,浮伏藻对社会、技术和经济环境的影响存在许多未知因素。
需要进行研究以填补知识空白,最好是在这项技术大规模推广之前进行研究,因为这项技术有可能出现不可预见的并发症。
沙漠被认为是安装太阳能电池板的理想地点,因为那里阳光充足,土地使用竞争较少。然而,对撒哈拉沙漠的模拟显示,大片地区被黑暗的太阳能电池板覆盖,改变了当地的温度,扰乱了全球气流。这可能会导致亚马逊地区的干旱或北极海冰的损失。将能源从偏远的沙漠地区转移到需要能源的地区也很困难。
太阳能电池板分布在农田的农业光伏系统可能会对粮食生产产生不利影响。
屋顶、停车场和高速公路等其他地区有潜力利用太阳能,但潜力有限,因为它们不足以满足全球能源需求。
Floatovoltaic优势
放置在水上的太阳能电池板可以保持凉爽,这使得它们的效率比陆地上的高出5%左右。
多个面板阵列保护表面不受阳光照射,可能会减少蒸发,从而为水力发电和灌溉提供更多的水。
水电水库已经设计好了,可以将电力输送到需要的地方,所以如果与太阳能配合使用,基础设施就已经到位,有助于降低成本。当阳光充足时,产生的电力也可以潜在地储存在水库中,以便在阳光较弱时使用。
水力发电厂可能是碳密集型的,排放很高。甲烷可以从水下腐烂的植物物质中释放出来,甚至排放出与化石燃料工厂一样多的碳。
太阳能电池板放置在水库表面的2%以上,可能会使发电量翻一番,抵消水库的碳排放。
增加漂浮光伏生产的障碍
漂浮式光伏目前略高于陆基光伏,但市场正在迅速扩大,许多项目正在进行中。其中一个位于印度尼西亚巴淡岛,目标是通过太阳能电池板在16公里内发电2.2吉瓦2这将使全球浮动光伏产量翻一番。
然而,由于意外或不可预见的后果,需要采取谨慎的方法。
风力涡轮机伤害了鸟类和蝙蝠,造成死亡或干扰导航。近海涡轮机产生的噪音污染会影响海洋生物,并干扰鲸鱼迁徙和渔业。
水电站对野生动物和人类都有相当大的负面社会环境影响,包括供水控制、栖息地和土地损失、生态系统破坏、鱼类洄游和其他危害。
在一些地区,它们提供了防洪、鸟类栖息地、渔业和娱乐等好处。
如果事先没有彻底研究潜在的问题,公众对漂浮式光伏发电的反对可能会增加,这反过来又会使私人投资者远离,并有可能损害向脱碳经济的转变。
光伏对环境和社会的影响
在开始大规模光伏装置之前,必须仔细评估环境影响。
气候变化正在提高海洋、河流和湖泊的水温,这反过来又造成有害的藻类大量繁殖。
科学家们已经模拟了在太阳能电池板中覆盖水是否对减少藻华有有益作用,并发现它们可以,但还需要更多的研究。物理、化学和生物反应、野生动物、水生态系统和饮用水都可能受到影响。
依赖光合作用生存的生物,如植物和浮游植物可能会受到影响。日照减少有助于限制藻类繁殖,但氧气减少可能对鱼类产生不利影响。
评估生态系统的反应需要大规模的实地研究。
漂浮光伏项目可能会干扰渔业等生计,并对严重依赖鱼类消费和出口的人们产生影响。
在大型漂浮光伏装置下,沙丁鱼很难收获,这可能会对相关的食物网和鱼类出口行业产生连锁反应。
科学家们需要找出一个可以安抚公众的可接受程度。
还有一些技术问题需要解决。鸟类粪便和微生物生物膜在水中比在陆地上更可能是一个问题,并降低光伏输出。
冰的形成和破冰的成本可能会增加运营和维护成本,就像中国黑龙江省所发生的那样。
热带气旋和强风可能造成破坏。在日本,太阳能板堆积如山,山仓大坝发生火灾。
干旱会降低水库的水位,对饮用水和农业的需求很可能超过对浮动光伏稳定水位的需求。因此,需要工程解决方案和成本评估。
透明度可能会增强投资者的信心,但考虑到不同站点的可变性,研究人员需要对成本进行建模,并在大型项目上线时公布结果以供审查。
科学界和决策者需要共同努力,以确保在全球范围内开发浮动光伏项目时,它们都是公平和可持续的。
参考资料及进一步阅读
漂浮太阳能可以帮助对抗气候变化——让我们把它做好阿尔梅达(06.07.2022)。R,施密特。R,被认为。年代,雀斑。A,戈麦斯。c,赵。L,刘浩,巴罗斯。N,凯尔曼。R,麦金太尔。P in nature(在线期刊)(访问时间06.20.2022)https://www.nature.com/articles/d41586-022-01525-1
什么是巴黎协定?(2015)在《联合国气候变化框架公约》在线(访问时间06.21.2022)https://unfccc.int/process-and-meetings/the-paris-agreement/the-paris-agreement
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