【专家视角】南京大学Nature Food｜鱼塘上架光伏，中国用24%的塘就能抵消养殖碳足迹

2026-11-08 · 杠杆配资

水产养殖塘除了养鱼还能干什么科学家把卫星图和气候模型叠在一起算了一笔账，发现答案比想象中更大。 全球淡水养殖塘正快速扩张，饲料生产、能源消耗和水体本身都在排放温室气体。与此同时，光伏产业也在找地方建电站，陆地越来越贵，水面成了新选项。把光伏板架在养鱼塘上方，这种模式叫 水伏，它不占耕地，还能就近给养殖塘供电。但全球到底有多少塘适合架、架了能发多少电、够不够抵

水产养殖塘除了养鱼还能干什么科学家把卫星图和气候模型叠在一起算了一笔账，发现答案比想象中更大。

全球淡水养殖塘正快速扩张，饲料生产、能源消耗和水体本身都在排放温室气体。与此同时，光伏产业也在找地方建电站，陆地越来越贵，水面成了新选项。把光伏板架在养鱼塘上方，这种模式叫 水伏，它不占耕地，还能就近给养殖塘供电。但全球到底有多少塘适合架、架了能发多少电、够不够抵消养殖业的碳足迹 ，此前没人系统算过。

研究人员用卫星影像找出了全球超过5万平方公里的水产塘密集区，再结合20多年气候数据模拟光伏发电量，首次画出了水伏的全球潜力图。

研究者用的底图来自一份 全球水产塘分布数据集。它靠识别塘与塘之间的田埂，把成片聚集的养殖塘圈出来，全球超过25万个多边形，总面积5万多平方公里。分散的单个小塘不在统计范围内，这是数据本身的口径限制。研究者随后排除了位于生态保护区内、不适合开发的塘。

发电量用开源光伏模拟工具 逐塘计算。输入包括太阳辐射、气温、风速、地形高度，以及一个关键参数：覆盖率，也就是光伏板投影面积占塘面面积的比例。取40%作为基准，参照的是中国江苏等地对渔光互补项目的规划要求。光伏板朝南（北半球）或朝北（南半球），倾角按纬度优化，板与板之间留出避免遮挡的间距，板子中心离水面2.5米，保证养殖作业空间。

按40%覆盖率计算，全球水产塘集群的年发电潜力为4143±145太瓦时（±145太瓦时的不确定性主要来自太阳辐射的年际波动）。同时算了低覆盖率（20%）和高覆盖率（60%）情景：前者发电2088太瓦时，后者5769太瓦时。覆盖率翻倍，发电量大致翻倍，线性关系很直接。

发电潜力分布极不均衡。亚洲占了全球九成以上，中国一国的潜力就有1321太瓦时，对应2.17万平方公里的塘面积（作为参照，2023年全球水伏实际面积约423平方公里，其中97%在中国，说明现有装机远未触及潜力上限）。越南、印度尼西亚、印度、孟加拉国、泰国各超过150太瓦时。欧洲因为内陆养殖塘本来就少，潜力很低。非洲以埃及为首，128太瓦时。美国、巴西、墨西哥各超过20太瓦时。

单位面积发电效率的地区差异由太阳辐射决定。 中东国家（沙特、阿曼、也门）每平方米年发电超过250千瓦时，而东欧和东亚（乌克兰、立陶宛、中国、韩国）普遍低于170千瓦时。中国虽然塘面积占全球近四成，单位面积发电效率只有全球平均的76%，原因是云量和纬度条件不如中东。

还有一个值得注意的对比：越南、印尼、孟加拉国、缅甸、菲律宾、柬埔寨、厄瓜多尔、洪都拉斯、尼加拉瓜这9个发展中国家，水伏发电潜力超过了它们全国的年度用电需求。印尼全国年用电297太瓦时，水伏潜力远超此数；洪都拉斯年用电11太瓦时，水伏潜力同样覆盖有余。这说明 水伏不只是“替代一部分电网电力”，在电网覆盖薄弱、电价高的地区，它可能直接支撑本地供电。

研究者把发电潜力与全球城市用电数据叠加，发现878个城市（分布在52个国家）的水伏发电量足以覆盖自身用电需求，这些城市2019年合计用电577太瓦时，而水伏潜力是需求的六倍。其中56%的城市在东南亚，这个地区电价高、停电频繁。中国有32个城市理论上可仅靠水伏满足全部用电，年替代电量约39太瓦时。（注意：论文假设配有足够储能，把白天发电存下来供夜间使用，所以这是潜力上限）

淡水养殖的碳足迹来自饲料生产、能源使用和水体排放。 引用已有研究估算，2022年全球内陆淡水养殖排放约4.38亿吨二氧化碳当量。各国排放量差异很大，中国占全球56%，是最大排放国。

用光伏发电替代化石燃料电力，可以避免相应排放。论文用联合国气候变化框架公约的电网综合排放因子（把现有电厂和新建电厂的排放强度加权平均）计算避免排放量，同时扣除了光伏板制造阶段的碳排放（按30年寿命摊销）和光伏遮挡可能导致塘体额外排放的增加量。结果：在61个国家，水伏发电的避免排放量足以抵消其淡水养殖碳足迹。其中87%的国家只需要动用不到25%的养殖塘面积，也就是在现有塘面中划出不到1/4架设光伏（按40%覆盖率），其发电量就足以抵消该国淡水养殖的碳排放。中国需要动用24%的塘面积，印度19%，印尼7%，越南8%，孟加拉国21%。这5个国家是淡水养殖排放最大的5个，需要动用的塘面积占比都在1/4以下。

到2050年，如果淡水养殖继续扩张，排放预计增加25%到34%（分3种社会经济情景）。但即便在最高的“一切照旧”情景下，前五大排放国需要额外动用的塘面积增幅也只有2%到9%。覆盖率提高到60%时，前面提到的所需塘面积占比会进一步下降，因为同样塘面能发更多电。（注意：这是“电网级避免排放”，不是让养殖塘本身变成零排放。养殖塘的饲料、水体排放照旧存在，抵消的是“如果这些电由化石燃料发，会排多少碳”。）

论文至少有三处局限值得记住。第一，卫星数据只识别成片聚集的塘，分散的单塘被排除在外，尼日利亚、哥伦比亚等国因此可能被低估。第二，40%覆盖率对鱼类产量的影响，论文引用荟萃分析指出不同物种和养殖系统响应差异很大，遮光可能降低浮游植物光合作用、影响滤食性鱼类，也可能减少水温波动带来好处，但论文没有做全球尺度的产量损失空间评估。第三，碳减排计算用的是国家层面电网排放因子，假设水伏电力全部上网替代化石电力，实际消纳情况取决于当地电网接入条件和调度方式。

论文也没有在真实塘上验证实际发电量，所有发电数字都是气候驱动模型的理论出力。这意味着它回答的是“物理潜力有多大”，不是“实际能建成多少”。

但方向是清楚的：水伏把发电设备放到已有水面上，不跟粮食抢地，还能就近供电。在土地紧张、电网薄弱、养殖塘密集的地区，它提供了一条同时服务能源和食物的路径。中国已经用全球97%的现有水伏面积证明了工程可行性，剩下的问题是，其他国家愿不愿意跟进，以及跟进时怎么设计覆盖率和养殖品种的搭配。

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