近日，山东大学威海前沿交叉科学研究院的蓝绿发展研究院团队联合马里兰大学研究团队在光伏部署对可持续发展影响方面研究取得进展。相关研究成果以《优化中国城市级太阳能光伏部署促进可持续发展目标》（Promoting sustainable development goals by optimizing city-level solar photovoltaic deployment in China）为题，在Environmental Science & Technology在线发表。该论文的第一作者是山东大学李佳硕教授，通讯作者为山东大学刘茜教授和马里兰大学冯奎双教授。
太阳能光伏被认为是替代传统能源的一项极具前景的绿色低碳发电技术，可带来碳减排、大气污染减排、水资源节约和绿色就业等多维度效益，有助于推进2030联合国可持续发展目标（SDGs）进程。在碳中和目标推动下，太阳能光伏安装规模预计在2030年将达到1106GW。如何制定合理的光伏区域部署策略，以更有效地协同推动可持续发展目标进程，是学者与政府共同关注的热点问题。城市作为我国政策执行的最基本单元，是推进光伏部署的关键主体，然而各城市太阳能光伏资源及其经济性差异大，电力供需水平与结构特征不一、电网密度参差不齐，同时社会经济发展水平、资源环境压力也各不相同，即光伏发展的条件与紧迫性差异显著。因此，有必要从城市尺度出发，制定刻画城市异质性的光伏部署策略，以最大化推动国家可持续发展目标进程。
本研究首先构建了涵盖发电潜力、消纳水平、成本、基础设施、社会资源环境压力等多维异质性指标的城市尺度光伏部署模型与省间电力系统优化模型，设计了碳减排、提升空气质量、节水与创造就业四种不同可持续发展目标导向的情景，预测2030年不同情景下各城市光伏装机容量、各省储能与电力传输需求。其次，建立了点源尺度的煤电厂环境排放与耗水影响因子集，基于此精细全面地评估了各城市光伏发电替代传统煤电及储能、电力传输带来的减排、节水与就业效益大小，识别了不同目标、区域之间的协同或权衡关系。最后，运用可持续发展目标指示板方法，系统性地评估了不同情景下光伏部署对各城市及国家整体多个SDGs进程的差异化贡献。
研究结果表明：
（1）不同可持续发展目标导向情景下城市光伏部署呈现巨大的空间差异化特征。例如碳减排导向情景中，光伏装机更多的分布在东部经济发达城市，节水导向情景中，光伏主要部署在北部工业型缺水城市。不同的是，以提升空气质量和创造就业为目标的情景中，光伏部署的空间分布相对分散。同时，在碳减排导向情景下，跨省输电容量需求较低，与节水与创造就业导向情景相比，后者跨省输电容量分别增加了9.8%、6.6%。
图1不同情景下城市尺度光伏装机容量分布: （A） 四种情景下各城市的总光伏装机容量，（A-a）碳减排导向情景；（A-b）提升空气质量导向情景；（A-c）节水导向情景；（A-d）就业创造导向情景。（B） 四种情景下各城市组光伏装机容量分布，（B-a）碳减排导向情景；（B-b）提升空气质量导向情景；（B-c）节水导向情景；（B-d）就业创造导向情景。
（2)光伏发展的社会-资源-环境效益间存在协同或权衡关系。碳减排、大气污染物减排和节水效益之间存在显著的协同效应。不同的是，创造就业导向情景将导致国家整体的环境与资源效益有所降低。
（3)不同目标导向下国家层面可持续发展目标呈现出不同的改善程度，且具有区域不平衡特征。以节水为目标时，国家层面SDGs得分最大。所有情景中，欠发达城市组的平均SDGs得分比富裕城市组的提升更大。
图2 四种情景下各城市组及国家层面SDGs得分改善值：（A）碳减排导向情景；（B） 提升空气质量导向情景；（C） 节水导向情景；（D）创造就业导向情景。注：1-7组分别代表高技术型城市组、服务业型城市组、工业型_水资源稀缺城市组、工业型_水资源丰富城市组、欠发达城市组、中等光伏潜力与高光伏潜力城市组。
本研究为城市尺度光伏部署及其社会资源环境效益、可持续发展目标改善程度提供了系统性的方法工具，实现了对未来光伏部署多维影响的全面与精细化评估，提高了评估的准确度、系统性与可比性。同时，研究设计并评估对比了多个可持续发展目标导向的政策情景，有助于科学认识光伏部署时社会、资源与环境治理多目标间潜在的协同或权衡关系，为相关决策制定者设计多目标协同的光伏发展路径提供决策指导。
原文下载链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.3c09263
