近日,中国科学院空天信息创新研究院(空天院)遥感与数字地球全国重点实验室联合可持续发展大数据国际研究中心团队、生态环境部对外合作与交流中心等单位,基于云端遥感大数据计算平台,构建了全球一致、像元级的太阳能光伏(PV)技术潜力与经济潜力评估框架,并发布覆盖2013至2023年的全球光伏“可负担性(affordability)”时序数据集,为加速清洁能源部署、支撑SDG7(可负担与清洁能源)与“双碳”目标提供精细化空间决策依据。
在全球能源转型加速背景下,太阳能光伏装机持续增长,但在许多地区,光伏开发仍面临电价机制、融资成本、并网与相关基础设施不足等瓶颈。传统全球评估往往停留在资源或技术可开发层面,难以回答“在当前成本与电价条件下,哪些区域真正经济可负担、值得优先布局”的关键问题。
为此,研究团队提出将经济可行性以“可解释、可复现”的方式纳入全球统一评估:在满足土地利用、坡度、自然保护地等技术约束基础上,进一步以投资回收期和可达性门槛筛选经济可开发区域。
该研究成果在全球范围得到三类潜力量化结果:技术潜力达12.96×10³ PWh/年(约占资源潜力的87.96%),经济可开发潜力达4.99×10³ PWh/年(约占资源潜力的33.86%),其理论规模足以满足全球用电需求170倍以上。
同时,团队构建了2013至2023年“可负担区域”动态变化:满足回收期≤15年的经济可负担区域占比从2013年的约24.69%快速扩大至2023年的约75.13%,直观刻画出十年降本对全球选址机会的“解锁效应”。
敏感性分析进一步表明,安装成本与电力价格等经济因素对可负担区域范围的影响,显著大于太阳能资源等自然禀赋因素;这意味着光伏可负担性的空间格局不仅取决于辐照条件,更受成本下降、融资条件与电价机制等经济因素驱动。
研究叠加分析了全球约93257座既有光伏电站:这些电站平均回收期约5.85年,且98.92%位于研究定义的“经济可负担区”,支持评估结果与现实选址高度一致。另一方面,研究也揭示了潜在的土地冲突风险:现有光伏电站中,耕地占用仍约19.36%,提示在加速扩张的同时需同步完善空间规划与生态与粮食安全约束,并推动农光互补(Agrivoltaics, AV)等协同路径。
该成果以 “Global fine-scale assessment of the technical and economic potential of solar photovoltaic power using Google Earth Engine” 为题发表在环境科学与生态学领域国际知名期刊《Journal of Cleaner Production》(中国科学院一区TOP;JCR影响因子约 11)。遥感与数字地球全重室硕士生苏博雄为第一作者,副研究员邬明权为通讯作者。相关工作获得可持续发展目标大数据国际研究中心(CBAS)资助。

图1 2013-2023年光伏可负担区域时空变化

图2 太阳能光伏可开发潜力分布