Солнечные парки в пустынях Китая как экологические микролаборатории: два лица гигантских солнечных парков в пустыне Китая

Предварительная версия Xpert

Выбор голоса 📢

Опубликовано: 12 октября 2025 г. / Обновлено: 12 октября 2025 г. – Автор: Konrad Wolfenstein

Солнечные парки в пустынях Китая как экологические микролаборатории: два лица гигантских солнечных парков в пустыне Китая – Изображение: Xpert.Digital

Зелёные оазисы в пустыне? Что на самом деле происходит под гигантскими солнечными батареями Китая?

Секрет пустыни Гоби: как солнечные электростанции создают новую экосистему

Звучит как парадокс, но это становится заметной тенденцией: посреди самых бесплодных пустынь Китая, под бесконечными рядами сверкающих солнечных модулей, появляются небольшие зелёные оазисы. Новые полевые данные за 2024 и 2025 годы с таких гигантских объектов, как мегапроект Гунхэ в пустыне Талатан или парки в пустыне Гоби, подтверждают то, что давно подозревали исследователи: крупные солнечные электростанции фундаментально меняют местную среду, создавая заметно более прохладный, влажный и защищённый от ветра микроклимат.

Механизм настолько же прост, насколько и эффективен: модули создают тень, снижают экстремальные температуры почвы днём, сохраняют тепло ночью и уменьшают испарение. Кроме того, они препятствуют проникновению пустынных ветров, тем самым уменьшая эрозию почвы. Эти защищённые ниши позволяют пионерным растениям и почвенным микробам восстановиться и сформировать хрупкую экосистему. Но этот положительный эффект не достигается автоматически. Он работает только в рамках комплексной концепции, включающей целенаправленную борьбу с эрозией, продуманное управление водными ресурсами и правильный выбор места.

Хотя эти «солнечные оазисы» предоставляют возможность для экологической регенерации на местном уровне, они поднимают новые вопросы на глобальном уровне. Климатические модели предупреждают о потенциальных побочных эффектах экстремального масштаба, которые могут изменить региональные погодные условия. В данной работе рассматриваются факты, возможности и риски этого удивительного явления с нейтральной точки зрения – от биофизических процессов под модулями и технологических проблем в пустыне до системных вопросов энергетической политики и ответственности в цепочке поставок.

Больше, чем просто чистая электроэнергия: удивительный эффект солнечных полей в пустыне на климат

В нескольких пустынных районах Китая крупные солнечные электростанции изменяют микроклимат, создавая заметно более прохладные, влажные и защищенные от ветра условия под модулями и вокруг них, благоприятствуя развитию растительности и почвенной жизни, но только при условии комплексного планирования, борьбы с эрозией и управления водными ресурсами. Полевые данные за 2024/2025 годы по установкам в пустынях Гоби и Талатан, а также по мегапроекту Гунхэ в провинции Цинхай подтверждают этот вывод, в то время как исследования и модели также выявляют ограничения и потенциальные побочные эффекты для климата, связанные с крупномасштабными установками.

«Зеленые оазисы» под солнечными модулями в пустыне — это единичные случаи или устойчивая тенденция?

Полевые данные, полученные в различных районах пустынь Китая, неизменно показывают, что под солнечными модулями формируется более мягкий микроклимат: более низкая температура почвы днём и несколько более высокая ночью, а также снижение испарения и повышение влажности почвы. Модули создают тень и обеспечивают защиту от ветра; эти микровмешательства способствуют укоренению растений и развитию микробной жизни, а также могут постепенно стабилизировать растительность при сочетании с мерами по борьбе с эрозией и рациональным водопользованием. Аналогичные результаты были получены в регионе Талатан (Гунхэ), Ганьсу и Гоби и согласуются с международными наблюдениями за влиянием затенения от фотоэлектрических систем на влажность почвы и испарение в засушливых зонах.

Что такое проект «Гунхэ» и почему он играет такую важную роль в этой дискуссии?

Проект «Гунхэ» на Цинхай-Тибетском нагорье считается крупнейшей в мире смежной фотоэлектрической площадкой и постепенно расширяется с 2020 года. Согласно отчётам, мощность фотоэлектрических установок и накопителей, введённых в эксплуатацию в 2020 году, составляет 2,2 ГВт; станция является частью более крупной базы возобновляемой энергетики, которая служит центром для стабилизации передачи электроэнергии из западного Китая. Помимо фотоэлектрических установок, здесь также установлены системы концентрированной солнечной энергии (КСЭ) с гелиостатами, некоторые из которых оснащены модульными солевыми накопителями для многочасового энергоснабжения в периоды вечерних пиков. Завершение строительства крупных гелиостатных полей было объявлено к 2025 году, что подчёркивает гибридизацию фотоэлектрических и КСЭ-систем на площадке.

Механизм: Почему фотоэлектрические поля в пустынях способствуют росту растительности?

Под солнечными модулями образуется тень, уменьшая прямую солнечную радиацию, снижая температуру почвы, замедляя испарение и дольше сохраняя влажность. Поверхности модулей отводят дождевую воду по краям или через щели, что может привести к локальному улучшению условий влажности в периферийных зонах. В то же время структура модуля снижает скорость ветра на поверхности, уменьшая перенос песка и механическую нагрузку на молодые растения. Эти микроизменения стабилизируют микросреду обитания, в которой вновь обосновываются пионерные виды и микроорганизмы. Измерения, проведенные в Китае, свидетельствуют об улучшении микроклиматических условий, параметров почвы и биоразнообразия в зоне расположения модулей по сравнению с контрольными участками.

Дифференциация: одинаково ли сильны последствия во все годы и во все климатические фазы?

Нет. В очень дождливые годы преимущества значительно менее очевидны или даже могут быть частично сведены на нет, например, из-за чрезмерного снижения уровня освещённости непосредственно под центрами модулей с низким проникновением рассеянного света, что может привести к локальному снижению биомассы. Однако в засушливые и жаркие годы защита от влаги и тепла компенсирует недостаток света, оказывая положительное влияние на растительность и влажность почвы. Таким образом, эффективность зависит от погоды и местоположения; микрорасположение и расположение модулей (высота, наклон, междурядье, ориентация восток/запад/юг) существенно влияют на результат.

Возможность переноса: достаточно ли одной только фотоэлектрической энергии в пустыне для постоянного восстановления растительности?

Затенение от солнечных батарей создаёт благоприятные стартовые условия, но для устойчивого озеленения требуются сопутствующие меры: борьба с эрозией (например, стабилизация поверхности, ветрозащита), целенаправленный посев и выбор растений, удержание дождевой воды и, при необходимости, минимальное орошение для укоренения, а также контроль запылённости и техническое обслуживание. Без этих мер существует риск, что ветровая и водная эрозия, снос или дефицит питательных веществ замедлят развитие. В отчётах операторов и исследовательских группах подчеркивается сочетание проектирования технологий и управления экосистемами как факторов успеха.

Масштабирование: какие масштабные климатические эффекты могут оказать солнечные поля в пустыне?

Климатические модели показывают, что сверхкрупные объекты со значительно изменённым альбедо могут влиять на региональные циркуляционные модели: повышенный нагрев по сравнению со светлым песком, изменение полей давления и потенциальное усиление конвекции, облачности и осадков над объектами. В сценариях с покрытием Сахары до 20% рассматриваются увеличение количества осадков, обратная связь с растительностью и потенциальные потери урожая из-за облачности, а также телеконнективные эффекты в других регионах. Эти результаты требуют осторожности при реализации мегамасштабных проектов и предполагают, что воздействие на экологическую и климатическую системы должно быть неотъемлемой частью планирования и выдачи разрешений.

Сочетание технологий: какую роль играет КСЭ наряду с фотоэлектрическими установками в Западном Китае?

Концентрированная солнечная тепловая энергия (КСЭ) дополняет фотоэлектрические технологии накоплением высокотемпературного тепла, используя расплавленную соль для производства электроэнергии в течение нескольких часов после захода солнца. Гибридные электростанции в Цинхае, Тибете и других регионах сочетают фотоэлектрические технологии для экономичного производства электроэнергии в дневное время с КСЭ для гибкости и поддержки сети. Солнечные башни с гелиостатными полями хорошо подходят для использования в условиях плоскогорийного климата с высокой интенсивностью прямого излучения; известны проекты с 8-часовым накоплением тепла. Такое сочетание улучшает системную интеграцию крупных электростанций в пустыне и снижает пиковые нагрузки.

Вопросы ресурсов и эксплуатации: как операторы справляются с пылью, загрязнениями и нехваткой воды?

Отложение пыли снижает урожайность и является ключевым фактором операционных расходов в засушливых зонах. Операторы всё чаще используют роботизированные, полуавтономные или маловодные системы очистки, антипригарные покрытия и графики уборки, основанные на данных. Там, где очистка воды неизбежна, её потребление оптимизируется. В то же время исследования показывают, что улучшенный водный режим почвы, обеспечиваемый модулями, не следует путать с доступностью технологической воды для очистки модулей; вода для эксплуатации и технического обслуживания остаётся дефицитным ресурсом и должна планироваться отдельно.

Выбор места: почему Гоби, Талатан/Такла-Макан и Кубуки упоминаются так часто?

Эти пустыни сочетают в себе высокую солнечную инсоляцию, огромную доступность земель и зачастую низкий уровень конкурирующих требований землепользования. В то же время они являются частью национальных стратегий по поставке чистой электроэнергии по сверхвысоковольтным линиям электропередачи в промышленные центры. В Кубуки сообщают о знаковых проектах «солнечных стен»; крупнейшие фотоэлектрические кластеры построены в Цинхае/Талатане; а комбинированные ветро-солнечные электростанции первой волны расширения строятся в пустыне Гоби. Такла-Макан считается второй по величине песчаной пустыней в мире с чрезвычайно высокой степенью засушливости – проекты по озеленению и развитию инфраструктуры обходят сердцевину песчаного моря и концентрируются на его окраинах и плато.

Доказательства: Какие данные подтверждают утверждение, что микроэкология под модулями «более здоровая»?

В исследовании парка Цинхай Гунхэ, опубликованном в конце 2024 года, использовалась индикаторная система (DPSIR) с 57 параметрами микроклимата, физики/химии почвы и биоразнообразия. Модульная зона была сравнена с соседними и удалёнными контрольными участками, и были выявлены значительно лучшие условия в модульной зоне, чем за её пределами. Параллельные отчёты и измерения, проведённые на других участках пустыни, подтверждают снижение дневной жары, повышение влажности почвы и различия в микробном составе, благоприятствующие модульным зонам. Ключевыми факторами, регулирующими этот эффект, являются сезонные циклы и планировка участка.

Ограничения: какие риски или побочные эффекты следует учитывать?

Несколько аспектов требуют осторожности. Во-первых, сверхкрупные солнечные электростанции могут изменить региональный радиационный баланс и циркуляцию; в литературе обсуждается возможное смещение зон осадков. Во-вторых, социальные и экологические вопросы, связанные с цепочками поставок (например, права человека, экологические стандарты при производстве модулей), остаются актуальными, даже если их необходимо рассматривать отдельно от микроэффектов на месте. В-третьих, пыль, деградация почвы, фрагментация среды обитания и потенциальное нарушение миграционных коридоров представляют собой риски, которые необходимо учитывать при оценке воздействия на окружающую среду. В-четвертых, слишком плотные или слишком близкие к земле ряды модулей могут препятствовать росту растений из-за недостатка света, если конструкция не адаптирована.

Новинка: патент из США — устанавливайте солнечные парки до 30% дешевле и на 40% быстрее и проще — с пояснительными видеороликами!

Новинка: патент из США. Установка солнечных электростанций до 30% дешевле и на 40% быстрее и проще — с пояснительными видеороликами! - Изображение: Xpert.Digital

В основе этого технологического достижения лежит осознанный отказ от традиционного крепления с помощью зажимов, которое было стандартом на протяжении десятилетий. Новая, более быстрая и экономичная система монтажа решает эту проблему с помощью принципиально иной, более интеллектуальной концепции. Вместо того, чтобы зажимать модули в определённых точках, они вставляются в сплошную опорную рейку специальной формы и надёжно фиксируются. Такая конструкция гарантирует равномерное распределение всех возникающих сил – будь то статические нагрузки от снега или динамические нагрузки от ветра – по всей длине каркаса модуля.

Подробнее об этом здесь:

Щелчок вместо завинчивания: эта гениальная система позволяет строить солнечные парки на 40% быстрее и совершить революцию в энергетическом переходе.

Экологические сопутствующие преимущества: могут ли фотоэлектрические установки в пустыне восстановить ландшафты?

Принципы планирования: какой проект максимизирует сопутствующие экологические преимущества?

Несколько принципов проектирования доказали свою эффективность. К ним относятся увеличенная высота модулей и достаточное расстояние между рядами для проникновения воздуха и света, конфигурация с востока на запад для более равномерного распределения света и влаги, целевые микроканавки или канавки для удержания дождевой воды, стабилизация поверхности против эрозии, защитное насаждение засухоустойчивыми местными видами растений и особый контроль краевых зон у нижних кромок модулей, где стоки воды могут образовывать карманы влаги. Долгосрочный мониторинг влажности почвы, температуры, ветра и биоразнообразия позволяет осуществлять адаптивное управление.

Переводы: Можно ли использовать этот принцип за пределами пустыни?

Да. В умеренном климате эффект более неоднозначен, поскольку вода не всегда является ограничивающим фактором. Тем не менее, затенение может стабилизировать урожайность в сельскохозяйственных системах и экономить воду в жаркое лето; исследования агрофотоэлектрических систем показывают значительное снижение испарения и смягчение теплового стресса. На зелёных крышах фотоэлектрические модули влияют на структуру растительности, при этом влажность и температурные буферы синергетически взаимодействуют с эффективностью модулей. Плавающие фотоэлектрические системы также снижают испарение из водоёмов. Эти примеры подтверждают, что фотоэлектрические конструкции могут оказывать экологическое микровоздействие далеко за пределами пустынь.

Системная перспектива: как пустынные парки вписываются в энергетическую стратегию Китая?

Крупные электростанции в пустыне Гоби и других засушливых регионах снабжают центры потребления электроэнергией по сверхвысоковольтным линиям электропередач, а также расширяют мощности ветряной, солнечной, гидроэнергетики и атомной энергетики. На первом этапе развития приоритет отдавался строительству 100 ГВт в пустынных регионах; национальные цели направлены на достижение долгосрочной углеродной нейтральности. Гибридные электростанции, накопители и КСЭ снижают волатильность. В целом, формируется пространственное разделение труда между генерацией в радиационных и ветровых поясах и спросом в промышленных восточных провинциях.

Пример Талатана/Цинхай: что особенного с точки зрения экологии ландшафта?

Талатан расположен в высокогорье с холодным, разреженным воздухом и высокой глобальной радиацией. Сочетание высокой прямой радиации (для КСЭ), обширных равнинных территорий (для фотоэлектрических установок) и низкого уровня конкурирующих землепользований делает это место идеальным для крупномасштабной гибридной электростанции. Наблюдаемые здесь микроклиматические эффекты отчетливо проявляются, поскольку засушливость и ветер создают сильный фоновый стресс, который заметно смягчается затенением и рефракцией ветра. В то же время высота над уровнем моря и климат требуют надежной конструкции завода и строительной логистики.

Управление: какие стандарты управления и мониторинга рекомендуются?

Стандартизированные базовые показатели и временные ряды измерений имеют решающее значение для получения сопутствующих экологических выгод: профили влажности почвы, измерения температуры в приземном слое, измерения ветра и взвешенных частиц, индексы биоразнообразия (растительность, беспозвоночные, почвенный микробиом) и маркеры эрозии (запечатывание поверхности, ручейковая эрозия). Планы адаптивного управления должны динамически корректировать циклы очистки, скашивания растительности или выпаса скота, повторного посева и строительства небольших водоудерживающих сооружений. Многолетний мониторинг экстремальных климатических условий необходим для картирования спектра воздействия между влажными и засушливыми годами.

Контраргументы: Искажают ли PR-источники научное впечатление?

Пресса популяризирует результаты и может быть избирательной, поэтому важно ссылаться на рецензирование и проверяемые программы измерений. В случае с китайскими пустынными парками несколько независимых отчетов и научная статья о парке Гунхэ, опубликованная в конце 2024 года, подтверждают основную идею о положительном микроэффекте в секторе модульных систем. Кроме того, научные исследования сельскохозяйственных фотоэлектрических систем, зеленых крыш и плавучих фотоэлектрических систем демонстрируют их биофизическую обоснованность. Тем не менее, экстраполировать результаты на мегамасштабы следует с осторожностью; здесь преобладают моделирование и сценарные исследования с неопределенностями.

Практические рекомендации: Какие проектные решения повышают шансы создания «зеленых оазисов»?

Увеличьте проникновение света по краям модулей, специально спроектировав нижние края как зоны увлажнения и растительности. Оптимизируйте расстояние между рядами, чтобы обеспечить достаточное проникновение ветра и рассеянного света. Если необходимо равномерное распределение света, рассмотрите ориентацию с востока на запад. Предусмотрите микрозадержку осадков вдоль нижних краев модулей. Увеличьте шероховатость поверхности для уменьшения эрозии. Выбирайте теневыносливые и засухоустойчивые виды растений с неглубокой корневой системой для стабилизации почвы. Обеспечьте доступ для обслуживания растительности, чтобы избежать затенения модулей.

Инфраструктура и сети: какую роль играют технологии передачи данных?

Сверхвысоковольтный постоянный ток (СВНПТ) позволяет экспортировать большие объёмы электроэнергии из пустынных регионов в городские центры с минимальными потерями. Проекты в пустыне Гоби/регионе Тэнгэр уже демонстрируют возможности сверхвысоковольтного подключения; планируется строительство новых линий. Эти линии необходимы для того, чтобы местные экологические преимущества не достигались за счёт системных сокращений – только за счёт передающей мощности можно добиться высокой продолжительности работы с полной нагрузкой и стабильного питания сети.

Баланс: перевешивают ли экологические преимущества местные недостатки?

На уровне участка преимущества улучшения микроклимата, удержания влаги в почве и снижения эрозии в засушливых зонах перевешивают преимущества, связанные с надлежащим планированием и обслуживанием. Эти преимущества нивелируются потенциальной фрагментацией среды обитания, необходимостью эксплуатации и очистки, борьбы с пылью и необходимостью контроля растительности. Ключевым моментом является минимизация нарушений, поддержание коридоров в рабочем состоянии и снижение уровня пыли и шума во время эксплуатации. Результатом является мозаика: модульные территории, представляющие собой микроубежища, окруженные экологически спроектированными буферными зонами.

Социальное измерение: как классифицируются вопросы, связанные с цепочками поставок и правами человека?

Независимо от локальных микроэффектов, социальная и экологическая ответственность в цепочке создания стоимости фотоэлектрических модулей остаётся ключевым вопросом, например, в отношении энергопотребления, выбросов и стандартов труда при производстве модулей. В СМИ отмечаются эти негативные аспекты и призывают к внедрению надёжных механизмов аудита, сертификации и комплексной проверки. Для комплексной оценки необходимо учитывать локальное воздействие на окружающую среду и воздействие на глобальную цепочку поставок.

Пробелы в знаниях: что еще недостаточно изучено?

Во многих местах отсутствуют долгосрочные временные ряды, охватывающие десятилетия. Остаются открытыми вопросы устойчивости новой растительности к экстремальным погодным явлениям, масштабирования положительных микроэффектов на уровне ландшафта, кумулятивного воздействия многих парков на региональное альбедо и конвекцию, а также оптимального сочетания геометрии фотоэлектрических установок, состава растительности и управления микроводой. Необходимы междисциплинарные программы, сочетающие инженерию, экологию, гидрологию и социальные науки.

Международные параллели: какие примеры за пределами Китая актуальны?

Проект NOOR в Уарзазате (Марокко) демонстрирует системную роль КСЭ, включая вопросы местного управления окружающей средой в засушливых регионах. В Европе проекты с использованием крупномасштабных фотоэлектрических систем и зеленых крыш изучают водный баланс и динамику растительности. Исследования плавучих фотоэлектрических систем демонстрируют снижение испарения в водохранилищах. Это разнообразие свидетельствует о том, что солнечные конструкции надежно модулируют микроклимат, однако конкретные проявления этого эффекта сильно зависят от условий на месте.

Какие уроки можно извлечь для будущих солнечных электростанций в пустыне?

Фотоэлектрические конструкции могут создавать «зеленые оазисы» в засушливых зонах, смягчая тепловой и влаговый стресс почвы, уменьшая эрозию и обеспечивая рост растительности.
Без борьбы с эрозией, целенаправленного создания растительности и управления водными ресурсами последствия останутся хрупкими.
Крупномасштабные проекты должны учитывать потенциальные климатические последствия; региональные выгоды не должны приводить к нежелательным долгосрочным последствиям.
Гибридизация с КСЭ и хранилищем улучшает интеграцию системы и снижает ограничения, тем самым объединяя экологические и энергетические цели.
Управление цепочками поставок остается неотъемлемой частью комплексной устойчивости.

Перспективы: Какие конкретные исследования и политические рекомендации доступны?

С технической точки зрения, приоритет следует отдать адаптивным схемам размещения фотоэлектрических установок с оптимизированной высотой, расстоянием между ними и ориентацией, дополнив их микроводоудержанием, борьбой с эрозией и адаптированными к местности растительными матами. С эксплуатационной точки зрения, методы очистки с низким расходом воды, мониторинг пыли и отслеживание биоразнообразия должны стать стандартом. В системном плане ключевыми элементами являются сверхвысоковольтные соединения (СВН), интеграция накопителей и гибридные системы КСЭ. С политической точки зрения, оценки воздействия на окружающую среду следует расширить, включив в них анализ альбедо/циркуляции, подкрепив это комплексными процедурами по всей цепочке поставок. С научной точки зрения, долгосрочные когорты с открытыми данными важны для разработки надежных рекомендаций.

Дополнительные примеры местоположений: Что говорят Кубуки и Тенггер о тенденции?

В Кубуки СМИ документируют «солнечную стену» с гигаваттными расширениями и символическими достопримечательностями, которые способствуют не только производству энергии, но и стабилизации пустыни. В пустыне Тэнгер к сети была подключена комбинированная ветро-солнечная электростанция мощностью 1 ГВт, соединенная с помощью новых сверхвысоковольтных линий электропередачи, что стало первым этапом в реализации многочисленных проектов в пустыне. Такие маяки указывают путь: масштабные, интегрированные в энергосистему, с потенциалом для получения дополнительных выгод для местной экосистемы – при условии строгого соблюдения экологических и социальных стандартов.

Солнечные электростанции в пустынях — это замена природе или мост к возрождению?

Солнечные электростанции не заменяют естественные пустынные экосистемы; они изменяют выбранные участки, создавая более мягкий микроклимат. В деградировавших, подверженных эрозии зонах они могут служить техническими буферами, позволяющими создавать островки растительности и замедлять эрозию, — связующим звеном между производством энергии и экологической стабилизацией. Разовьются ли эти очаги в устойчивые растительные мозаики в долгосрочной перспективе, зависит не столько от самого модуля, сколько от глубины планирования, обслуживания, гидрологической логики и системной интеграции в энергосети и системы управления.

Смотрите, эта маленькая деталь экономит до 40% времени установки и обходится на 30% дешевле. Она из США и запатентована.

НОВИНКА: Готовые к установке солнечные системы! Эта запатентованная инновация значительно ускоряет строительство солнечных электростанций.

Суть инноваций ModuRack заключается в отказе от традиционного крепления с помощью зажимов. Вместо зажимов модули устанавливаются и фиксируются с помощью сплошной опорной рейки.