面向“双碳”目标的脆弱区域生态光伏模式研究

面向“双碳”目标的脆弱区域生态光伏模式研究

王宇薇

（内蒙古煤建生态环境科技有限公司  内蒙古呼和浩特市  邮编010000）

摘要：在我国，光伏属于零碳能源，能够帮助我国实现“双碳”的发展目标，因此我国必须针对生态光伏开展研究。光伏阵列会对区域内部的气象、土壤以及植被产生一定的影响，因此在脆弱区域建设的生态光伏模式，必须同时做到光伏发电以及生态环境修复。基于此，本文将我国内蒙古自治区的准格尔旗作为例子，重点研究在“双碳”目标下，在脆弱区域之中建设全新生态光伏模式的策略。

关键词：“双碳”目标；脆弱区域；生态光伏；光伏模式。

以往我国的发展将碳基能源作为基础，在短时间内难以完全改变，因此“双碳”目标的实现，需要付出艰巨的努力。我国要想实现“双碳”这一全新的发展目标，应当重视光伏发电系统的建设，同时创新探索脆弱区域之中谋求生态光伏发展的新路径。[81]光伏开发工作在我国的起步较晚，而且[82]以往的研究并不全面，往往将重点放在光伏阵列带来的单一影响上，因此针对脆弱区域研究如何建设生态光伏模式，无疑具备十分重要的意义。

一、生态光伏模式的内涵以及建设意义

将光伏电站区域的自然以及人工复合生态系统的稳定性、功能完整以及价值作为基础，在生态环境脆弱的区域内部建设新的光伏项目，激发其固碳、减少排放等一系列潜能，进而真正利用光伏发电支出的所有成本作为约束，最大限度地优化各种效益，例如经济、生态、社会、减排等，使光伏电站所在区域的生态环境具备较高的健康水平，这就是生态光伏模式。

生态光伏模式重视行业内部成本降低、效益提升的过程，当前我国各个行业领域之中，都在倡导“降本提效”，而生态光伏模式可以利用并且创新生态保护以及修复的绿色技术，避免出现绿色低碳发展导致的成本增加问题，在合理地管控成本以后，真正使降本提效从目标转变为现实。不仅如此，生态光伏模式可以促进生态系统产生正向演替，突破以往光伏建设在用地方面存在的制约因素，帮助我国境内的生态脆弱地区提高健康生态的水平，在发展的同时实现双赢[1]。

二、脆弱区域具备的主要特征

我国内蒙古自治区的准格尔旗位于东经110°05′至110°27′、北纬39°16′至40°20′，东南方向为我国第七大沙漠库布齐沙漠，属于沙化的生态脆弱区域。准格尔旗的主要生态特征如下：（1）由于远离海洋且受到大陆性气候带来的影响，属于半干旱地区，土地退化的主要引发原因为风沙活动；（2）土壤质地为粉沙土、沙砾以及沙质土；（3）冬季漫长寒冷，秋季凉爽少雨，春季风多少雨，降水多集中于短暂且炎热的夏季；（4）裸沙地占地百分比≥25%；（5）超过临界起沙风速（≥5m/s）沙风年日数，超过全年的三分之一；（6）植被主要为草地以及灌木丛，鲜少出现高大树木。

三、面向“双碳”目标建设生态光伏模式的策略

（一）合理配置植物种类以及植物布局

在充分考察准格尔旗的生态环境以后，选择种植喜阴、耐干旱的植物，保证植物能够适应降水较少、土壤贫瘠的恶劣环境，同时保证植物不会在冬季到来之后，出现大量冻死的问题。因此，在植物配置设计方面，主要选择灌灌型、灌草型、草本型三种，并且针对植物做好优化布局，其中包括对当地土地资源的充分利用、光照条件、温度、水资源、施肥以及养护等。不仅如此，应当将人为扰动条件下，植物群落恢复重建理论作为基础，构建与当地实际情况相符合的植被管理模式，为光伏电站建设区域内部的生态系统，构建出良好的正向演替环境，提高当地原有生物群落的重建以及恢复速度[2]。

（二）改良土壤并且进行固碳增汇

光伏阵列在形成之后，必然会直接影响地表的能量平衡，改变水循环模式以及风速廓线，使土壤内部的含水量上升。位于光伏电站范围内的土壤以及微生物群落，具备良好的固碳增汇作用，无论是地上生长的植物、土壤还是微生物群落，可以在相互影响的过程中，构成协同合力的固碳增汇新机制。在对沙化的脆弱区域土壤加以分析之后，不难看出，要想真正改良区域内贫瘠的土壤，需要合理运用复合缓释肥，或者运用生物活性肥。实际操作中应当选择利用当地的固碳氮增汇生物，大力研发“土著”类生物活性调控剂，选择固碳能力强且抗逆性较强的植物，注意不同植物之间的生态互补，进而提升当地土壤的固碳能力，即使当地遭遇极端的气候变化，也不会出现生态环境被破坏的问题，进而实现既定的增汇目标。

（三）核算生态效益以及相关成本

相关人员根据不同的时空尺度，对光伏电站的各种效益进行量化，同时计算整个链条带来的生态价值，能够促进光伏电站所在地的生态系统实现正向演替，从而真正做到固碳增汇、降低光伏发电支出的成本。在对上述内容进行核算的时候，应当做到对生态效益与成本核算模型的综合应用，并且将帕累托最优原则作为基础，优化控制光伏发电项目的综合效益以及成本，以便于同时进行光伏发电和修复脆弱区域的生态环境。

在实际进行核算的过程中，涉及到生态系统的过程模拟以及效益核算两种重要的模型。其中过程模拟模型经历了统计、遥感、过程机理（其中包括物理和化学两种机理模型）、陆地生物圈四个发展阶段。现阶段，我国常用的过程模拟模型为Biome-BGC，这是一种生物化学模型，利用该模型获得参数的过程十分便捷。在效益核算方面，InVEST模型较为完善，几乎涵盖了所有的生态服务功能，且不需要输入大量的数据，能够将决策方案带来的综合效益进行定量展现，因此在效益核算的过程中得到了广泛的运用。在充分融合过程模拟以及效益核算之后，可以优化光伏电站的格局，同时定量核算光伏电站带来的生态效益，使生态效益核算结果的精确性得到有效保障

[3]。

四、结论

综上所述，生态光伏模式的建设，不仅能够为我国带来更多的电力，降低我国的碳基能源消耗量，还能够帮助我国修复脆弱区域的生态环境。在实际开展生态光伏模式建设的过程中，应当做到“具体问题具体分析”，将脆弱区域的实际生态情况[83]作为基础，分别从植物的种类以及布局、改良土壤和固碳增汇、核算生态效益以及成本三个层面开展工作，从而为我国建设“双碳”目标提供更多助力。

参考文献：

[1]刘文祥,万丹,甘国权,卢阳,周火明.干热河谷区光伏电站建设的生态效应与植被恢复探讨[J].中国水土保持,2023(01):15-19.

[2]隋欣,魏毅,罗小林,吴赛男.面向“双碳”目标的脆弱区域生态光伏模式研究[J].太阳能学报,2022,43(07):56-63.

[3]牛锋.库布其沙漠林光互补治沙模式探讨——以达拉特旗为例[J].内蒙古林业调查设计,2021,44(02):7-9.

[81]应当重视新能源发电系统的建设，创新光伏发电的模式，进而探索脆弱区域之中生态光伏发展的新路径。

[82]删掉

[83]改为：状况