陆地变黑引起气候变暖，对此，以色列的科学家们计算出了光伏电站和造林项目抵消上述变暖影响所需要的时间。计算结果表明，在干旱地区，光伏电场的减碳效率可能是植树造林的50倍以上。
土地状况会影响减碳的效果。夏季中午，干旱地区从沙漠到造林区(A, B)和从沙漠到光伏场(C, D)的转变。图片来源：魏茨曼科学研究所，PNAS Nexus，创作共用协议CC BY 4.0
以色列魏茨曼科学研究所的研究人员们将地面光伏设施和植树造林两种方式应对气候变化的效果进行了比较，发现前者更胜一筹。
科学家们在他们的模拟试验中，创造了一种全新的度量标准，他们称之为“收支平衡时间”(BET)。它计算出这两种技术对碳排放量产生影响和抵消由于土地变黑而造成的变暖影响可能需要的时间。
“光伏发电可以显著减少人为碳排放。植树造林可以通过提供积极清除大气碳的直接手段，在减缓气候变化的努力中发挥重要的补充作用，”研究人员说，“然而，两者都对土地面积有很高的需求，这可能导致对适林地区土地的竞争。”
为了检测哪一种土地使用方式对减碳更为有效，科学家们在以色列南部进行了一系列的测量。他们表示，这里的旱地具有高度的代表性。“旱地占地球陆地表面的很大一部分，其中近一半为半干旱区，这也引起了潜在造林项目的关注。然而，这些旱地也可能大量用于建设公用事业规模的光伏电场，”该集团解释说。
研究发现
关于光伏设施对地表温度的影响，学者们在以色列Arava山谷毗邻kibbutz Ketura的一个超干旱地区的光伏发电场内展开了研究。该光伏电场占地75,600平方米，装机容量为4.9 MW，学者们将获得的结果与同一地区的背景测量结果进行了比较。
根据他们的测量，光伏电站的显热为每平方米359 W。相比之下，电站周围区域的背景测量结果为每平方米199 W，两者的反照率分别为0.2和0.37。根据计算，每平方米光伏电站每年将减少14.9公斤的碳排放。
关于植树造林对热量水平的影响，科学家们在以色列内盖夫沙漠北部边缘的Yatir森林进行了测量。该森林占地2800公顷，主要树种为耶路撒冷松树。科学家们把从这里收集到的数据，与从沙漠背景中收集到的数据进行了比较。
在本例中，测量结果表明，造林区的显热为每平方米522 W，背景区显热为每平方米225 W。林地反照率为0.12，荒漠反照率为0.27。根据计算，由于光合作用的影响，该林区每平方米的碳固存速率为每年0.15 公斤。
“研究结果表明，在干旱地区，光伏电站的减碳效率是植树造林的50倍以上，”研究人员们说。同时，他们还表示，在干旱地区，光伏电站大约需要1.4至3.6年达到收支平衡时间，而植树造林到达收支平衡时间需要94至175年。
温带和热带气候
此外，研究人员们还基于先前在德国和巴拿马开展研究时获得的数据，利用这种方法，对温带和热带等气候条件下，光伏电站和植树造林的收支平衡时间进行了计算。该研究结果发表在《PNAS Nexus》杂志的一篇文章中，题为《在全球气候变化减缓战略中，光伏发电场的减碳效率大幅优于植树造林》。
他们补充说：“尽管在更湿润的气候条件下，植树造林的相对效率与光伏电站相比有了显著的提升，但光伏电站的收支平衡时间(BET)仍然比植树造林快20倍左右。”他们指出，在热带和温带气候条件下，光伏电站的BET不到一年，而温带造林的BET为18.5年，热带造林的BET为15.4年。
“光伏发电减少的碳排放比植树造林吸收的碳排放量要多得多，”他们总结道，“然而，主动去除过去已排放的碳，并可能将其长期储存为生物质和土壤有机质，是植树造林的一个重要的优势。与这种纯粹的气候观点相比，森林提供了许多其他的生态效益。”
|
