探寻太阳能公园可持续发展之路:德国下萨克森州的创新规划策略

【字体: 时间:2025年04月23日 来源:Energy, Sustainability and Society

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  随着能源转型推进,德国在土地资源有限的情况下,需合理规划太阳能公园(Solar Parks)布局。研究人员通过构建多标准 GIS 模型,评估下萨克森州土地对太阳能公园的空间抗性。结果显示部分区域适合建设,该研究为区域规划和公众参与提供指导。

  在全球能源转型的浪潮中,太阳能作为一种关键的可再生能源,正逐渐崭露头角。预计到 2027 年,太阳能将成为可再生能源中装机容量最大的能源类型,甚至有望在 2050 年满足全球约 20% 的能源供应需求。然而,在像德国这样人口密集的国家,土地资源十分紧张,如何在有限的土地上合理布局太阳能公园,成为了一个亟待解决的问题。
传统的能源结构主要依赖化石燃料,这不仅带来了环境污染问题,还对全球气候造成了严重影响。为了应对气候变化,实现可持续发展,德国致力于向可再生能源转型。但在这个过程中,出现了诸多难题。一方面,地面安装的光伏太阳能公园因占地面积较大,与其他土地利用方式产生了激烈竞争。另一方面,在决策过程中,缺乏一种透明且科学的方法来确定哪些区域适合建设太阳能公园,哪些区域不适合,导致公众参与度不高,决策缺乏合理性。

在此背景下,来自德国汉诺威莱布尼茨大学环境规划研究所(Institute of Environmental Planning, Leibniz University Hannover)和柏林自然保护与能源转型能力中心(Competence Centre for Nature Conservation and Energy Transition)的研究人员 Ole Badelt、Julia Wiehe 和 Christina von Haaren,开展了一项极具意义的研究。他们的研究成果发表在《Energy, Sustainability and Society》上,为太阳能公园的合理规划提供了新的思路和方法。

研究人员主要运用了多标准地理信息系统(GIS)模型这一关键技术方法。首先,他们收集了下萨克森州的地理数据,包括土地覆盖、土壤类型、水文、海拔等信息。然后,基于科学文献和相关法律法规,制定了一系列评估标准,从生态敏感性、法律约束等多个方面对土地进行分类。通过这些标准,研究人员能够准确评估土地对太阳能公园建设的空间抗性,进而确定土地的适宜性。

研究结果如下:

  • 土地适宜性分类:研究人员将下萨克森州的土地分为四个空间抗性等级。结果发现,约 13%(611,932 公顷)的土地对太阳能公园的空间抗性较低,适合建设太阳能公园;18%(859,268 公顷)的土地具有中等空间抗性,在特定条件下可考虑建设;48%(2,276,314 公顷)的土地空间抗性较高,不适合建设;21%(1,015,444 公顷)的土地具有极高空间抗性,被排除在太阳能公园建设范围之外。
  • 能源潜力分析:对于低空间抗性的土地,研究人员进一步计算了其太阳能发电潜力。以参考电站功率密度 1.01MW/ha 计算,这些土地每年可发电高达 667TWh,远远超过了下萨克森州为实现德国 2050 年能源需求目标所需的贡献量。此外,研究还发现,在低空间抗性区域中,有 6%(276,642 公顷)的土地与对硝酸盐敏感的区域重叠。在这些重叠区域建设太阳能公园,不仅可以发电,还能在保护土壤和水资源方面产生协同效应,对生态环境具有积极影响。
  • 地方能源目标计算:研究人员根据下萨克森州的太阳能公园潜力和假设的电力需求,计算出了当地的能源目标。以 Springe 和 Wedemark 两个城市为例,通过公式计算得出,Springe 的当地能源目标为 0.49TWh/a,Wedemark 为 0.63TWh/a。这一计算结果为地方政府制定能源规划提供了科学依据。

研究结论和讨论部分强调了该研究的重要意义。研究表明,通过合理的空间规划,可以在不损害生物多样性、生态系统服务(ES)或人类利益的前提下,实现太阳能公园的可持续发展。研究提出的标准化标准和模型,为德国乃至其他国家的太阳能公园规划提供了有益的参考。同时,研究还发现,太阳能公园与生态保护、农业发展等方面存在协同发展的潜力,例如在对硝酸盐敏感的区域建设太阳能公园,可以减少农业对土地和生态系统的压力,实现能源生产与生态保护的双赢局面。此外,该研究还强调了公众参与在能源规划中的重要性,通过透明的信息和科学的规划,能够提高公众对能源转型的支持度,促进可持续发展目标的实现。总之,这项研究为解决能源转型过程中太阳能公园的合理布局问题提供了科学的解决方案,对推动全球可持续发展具有重要的参考价值。

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