在全球能源转型的浪潮中,浮动光伏(Floating Photovoltaics,简称“浮光伏”)正以惊人的速度崛起,成为新能源领域的新宠。这种将太阳能板放置在水库、湖泊等水面上的技术,不仅能高效发电,还能减少水面蒸发、提升能源效率。然而,浮光伏对生态环境,特别是野生动物,会带来怎样的影响?科学家们正在深入研究,试图在新能源发展和生物多样性保护之间找到平衡点。
浮光伏:新能源的“水上革命”
浮光伏,顾名思义,是将传统太阳能板安装在漂浮于水面的平台上,通常部署在人工水体如水库、污水处理池等处。相比传统陆地太阳能发电站,浮光伏无需砍伐树木、占用土地,堪称“绿色中的绿色”。更妙的是,水面能为太阳能板降温,从而提升发电效率。研究显示,若全球仅在部分湖泊和水库部署浮光伏,其发电量可高达美国年用电量的近三分之一。
市场预测显示,2025年至2030年间,浮光伏市场将以年均23%的速度迅猛增长。这不仅是一场能源革命,也为生态保护提出了新课题。浮光伏如何与水域生态系统共存?它会成为野生动物的“朋友”还是“威胁”?
生态影响:机遇与挑战并存
浮光伏的出现无疑改变了水域的生态环境。太阳能板漂浮在水面上,会遮挡部分阳光,进而影响水体中的光合作用。例如,藻类的生长可能因此受限,这对以藻类为食的浮游动物可能不利,进而影响鱼类和水鸟的食物链。然而,事情并非只有负面影响。遮光或许能抑制有害藻类的过度繁殖,为水质带来潜在益处。
此外,浮光伏的漂浮平台可能为水鸟提供新的栖息地。加州大学戴维斯分校的博士后研究员埃利奥特·斯蒂尔(Elliott Steele)表示:“浮光伏不可避免地会改变水域栖息地,但这种改变可能带来风险,也可能为某些物种带来益处。”例如,迁徙水鸟可能将漂浮平台视为安全的休息站,用以躲避捕食者。全球浮光伏供应商Ciel and Terre的销售总监克里斯·巴特尔(Chris Bartle)也提到,客户反馈显示,部分水鸟确实会在浮光伏平台上聚集。
但生态系统的复杂性远超预期。遮光可能导致浮游动物食物减少,进而影响鱼类和水鸟;与此同时,太阳能板下的阴凉区域可能吸引小型鱼类躲避天敌,却也可能成为捕食鱼类的水鸟的“捕猎场”。这种连锁反应让研究变得异常复杂。印第安纳大学的淡水生态学家西蒙娜·雅克琳·卡多索(Simone Jaqueline Cardoso)表示:“我们仍在努力理解这些影响如何在食物链中传递,短期观测远远不够,需要长期监测才能看清全貌。”
因地制宜:浮光伏的生态平衡之道
每个水体的气候、植物和动物群落各不相同,浮光伏的影响也因地制宜。例如,太阳能板覆盖水面80%与30%的效果截然不同。科学家们正在通过控制实验,调整覆盖比例,研究其对藻类生长等生态环节的影响。卡多索坦言:“我们目前的研究就像拼图,还远未完成全貌。”
为了实现新能源与生态保护的“双赢”,科学家们建议与制造商合作,优化浮光伏设计。例如,在水鸟迁徙或筑巢的敏感时期避免施工,或者调整太阳能板间距,让适量阳光透入水面,以维持生态平衡。斯蒂尔强调:“在新能源发展和生物多样性保护之间,我们完全可以找到折中方案。”
浮光伏的另一个优势在于与水电系统的协同效应。在配备水电站的水库中,浮光伏可在白天提供额外电力,尤其是在干季水量不足时,充足的阳光能弥补水电的缺口;而在冬季,阳光减少时,水电则可“接力”发电。美国国家可再生能源实验室的能源研究员普拉蒂克·乔希(Prateek Joshi)表示:“浮光伏与水电的结合能显著提升全年电力输出的稳定性。”
未来展望:新能源与生态的共赢之路
浮光伏的快速发展为全球低碳转型注入了新动能,但正如斯蒂尔所言:“可再生能源的推广不应以牺牲生物多样性为代价。”通过更深入的科学研究和与制造商的合作,浮光伏有望在发电的同时,为水域生态系统带来更多正面影响。
从技术到生态,浮光伏的“水上联姻”正在开启一场新能源与自然和谐共存的探索之旅。未来,随着更多研究数据的积累和设计优化的推进,浮光伏或许不仅能点亮千家万户,还能为野生动物提供一片更安全的家园。
原文链接:
https://grist.org/science/what-will-the-rise-of-floating-solar-panels-mean-for-wildlife/
作者:Matt Simon
本文已进行编译。
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