近日，基于在我國(guó)東北松嫩草地開(kāi)展的野外原位研究，生命科學(xué)學(xué)院邢福教授團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，光伏陣列的行間開(kāi)放區(qū)域（Gap）是CO2的“源”，而光伏板下的遮蔽區(qū)域（Under）則是CO2的“匯”；同時(shí)，行間區(qū)域和遮蔽區(qū)域均是CH4的“匯”和N2O的“源”（圖1）。與光伏陣列外的周邊草地（Ambient）相比，光伏陣列內(nèi)的持續(xù)通量全球變暖潛勢(shì)（SGWP）增加8.14 %（圖2）。結(jié)構(gòu)方程模型（SEM）分析表明，光伏陣列對(duì)依托的草地溫室氣體通量的影響主要是由土壤溫度和水分的變化引起的。
光伏發(fā)電是全球最有前途的“碳減排”方案之一。然而，在光伏電站運(yùn)行期間，光伏陣列是否會(huì)改變其所依托的生態(tài)系統(tǒng)（亦稱(chēng)為“宿主生態(tài)系統(tǒng)”）的溫室氣體排放尚未被充分考慮。為了彌補(bǔ)光伏陣列對(duì)溫室氣體排放影響的評(píng)估的不足，邢福教授團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)光伏陣列內(nèi)及其周邊的草地植被、小氣候和溫室氣體（CO2、CH4和N2O）的定位監(jiān)測(cè)，結(jié)合光伏陣列的設(shè)計(jì)生命周期和總發(fā)電量，創(chuàng)建了草地生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)光伏電站運(yùn)行期間的溫室氣體足跡評(píng)估模型。結(jié)果表明，在草地作為光伏發(fā)電的宿主生態(tài)系統(tǒng)的背景下，以往對(duì)光伏發(fā)電的溫室氣體足跡平均低估了33.14 %，忽視光伏陣列部署對(duì)宿主生態(tài)系統(tǒng)的溫室氣體排放的影響可能會(huì)高估光伏發(fā)電對(duì)溫室氣體減排的貢獻(xiàn)。
該研究首次定量評(píng)估了光伏陣列對(duì)草地生態(tài)系統(tǒng)的溫室氣體排放的影響，所創(chuàng)建的模型為科學(xué)評(píng)估光伏陣列對(duì)陸地宿主生態(tài)系統(tǒng)的溫室氣體排放的影響奠定了基礎(chǔ)。未來(lái)，在估算草地生態(tài)系統(tǒng)中光伏陣列的溫室氣體足跡時(shí)，不僅要考慮光伏組件和設(shè)備在制造、裝配、運(yùn)輸、廢物回收等過(guò)程中的一次性脈沖溫室氣體足跡，還要考慮光伏陣列在其運(yùn)行生命周期內(nèi)對(duì)其宿主生態(tài)系統(tǒng)的溫室氣體排放的持續(xù)影響。
該成果以“Ignoring the Effects of Photovoltaic Array Deployment on Greenhouse Gas Emissions May Lead to Overestimation of the Contribution of Photovoltaic Power Generation to Greenhouse Gas Reduction（忽視光伏陣列部署對(duì)溫室氣體排放的影響可能會(huì)高估光伏發(fā)電對(duì)溫室氣體減排的貢獻(xiàn)）”為題發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《Environmental Science & Technology （環(huán)境科學(xué)與技術(shù)）》上，博士生張斌為第一作者，邢福教授為通訊作者，東北師范大學(xué)為第一通訊單位。
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