随着应对气候变化和保障国家能源安全的战略需求日益凸显，近二十年来国家持续大力支持风电、太阳能发电等新能源产业发展，推动新能源行业实现跨越式增长，已成为我国科技创新和绿色转型的重要标志。截至2024年底，全国新能源发电装机容量约达14.1亿千瓦，占电力总装机容量的40%以上，展现出强劲的发展势头。
“光伏+农业”是将太阳能光伏发电技术广泛应用于现代农业中的一种创新模式，涵盖种植、畜禽水产养殖、灌溉、病虫害防治以及农业机械动力供应等多个领域。该模式不仅能够高效利用光能资源产生清洁电力，降低能源消耗和污染物排放，还能为能源匮乏地区提供稳定电力支持，提升资源利用效率。“光伏+农业”的发展既有助于缓解我国能源供应压力，也为实现碳达峰、碳中和目标提供了有效路径。
一
旱区是保障我国生态安全和粮食安全的重要战略地带，我国旱区面积广阔，涉及16个省区，主要分布在三北地区。三北地区分布着超过10亿亩沙漠和7亿亩戈壁，光照资源丰富，理论光伏装机容量可达100亿千瓦，使“沙戈荒”地区成为我国光伏发电开发的重要区域。今年6月，国家林草局、国家发展改革委、国家能源局联合印发《三北沙漠戈壁荒漠地区光伏治沙规划（2025–2030年）》，提出到2030年新增光伏装机规模2.53亿千瓦，治理沙化土地1010万亩，新增装机规模约占全国光伏总装机容量的40%。规划强调，要在保护生态环境的基础上，结合传统治沙技术，因地制宜、科学有序推进光伏治沙项目，构建清洁低碳、安全高效的新型能源体系，推动沙区农业与生态治理高质量发展。在推进光伏治沙工作中，相关标准体系尚不完善，目前国家标准仅有《沙漠光伏电站技术要求》（GB/T 43056–2023），针对不同技术类型和应用场景的规范仍较为欠缺，亟待进一步补充和细化。
当前，光伏行业面临产能严重过剩与新能源消纳能力不足的结构性矛盾，发展过程中存在电力送出与消纳双重挑战。各地限电现象加剧，2025年1–5月，甘肃、青海、新疆、西藏、内蒙古五省区的光伏消纳利用率已低于90%，部分西北地区光伏电站的平均限电率高达30%–40%，个别区域甚至接近80%–90%。为此，国家发展改革委、国家能源局近期联合印发《关于2025年可再生能源电力消纳责任权重有关事项的通知》，明确了2025–2026年各省可再生能源电力消纳责任权重及重点用能行业绿色电力消费比例要求。
二
近五年来，我有幸主持承担了一些涉及光伏产业的生态修复与农业发展相关项目。2019-2023年，我主持了中国科学院A类战略性先导科技专项子课题—“绿水青山”提质增效关键技术研发与发展模式，重点在黄土风沙区开展研究工作。在榆林毛乌素沙地调研期间，注意到光伏电站建设已成为各级政府部门推动沙化土地治理、发展特色农业和改善生态的重要举措之一，由此对陕西毛乌素沙地光伏电站的建设、运营及治沙效果开展了系统调研。2023-2024年，我主持了中国工程院战略研究与咨询项目第三课题—“光伏+宁夏特色优势作物”发展潜力及路径研究，参与了项目组织的宁夏“光伏+农业”联合调研，并围绕“光伏+特色优势作物”开展了专题调研，对“光伏+农业”的发展现状与存在问题形成了较为深入的理解。此外，2022年我主持了民盟中央合作调研课题“促进沙产业发展，提升生态产品价值”，2024年主持民盟中央重点调研课题“促进黄河流域水土保持高质量发展”，在西北地区围绕沙区生态产品价值实现路径、典型案例与发展模式等方面也积累了一定的调研基础。
通过2019至2024年对光伏产业与生态治理、农业发展的持续考察，我对西北旱区“光伏+治沙”和“光伏+农业”的发展有了一定的认识，并就光伏电站建设过程中的生态保护与产业协同问题进行了剖析。期间，我向各级政府部门提交了5份咨询建议报告，部分成果取得积极反响。例如，2022年报送的《警惕陕北毛乌素沙地光伏发电开发引发生态问题》获陕西省委主要领导重要批示；2022年撰写的《发展光伏产业不应忽视生态环境保护问题》作为全国政协第十三届常委会第二十二次会议书面发言；2022年报送的《北方地区光伏电站建设不能忽视生态保护》被陕西省政协采纳，获陕西省委领导批示，并被评为陕西省政协2022年度优秀社情民意信息；2023年撰写的《关于促进西北地区光伏产业高质量发展的提案》被列为全国政协第十四届委员会第一次会议集体提案；2024年，作为主要完成人参与撰写的《宁夏“光伏+农业”模式发展对策及建议》获宁夏自治区委主要领导重要批示。这些工作为推动旱区光伏产业、“光伏+治沙”与“光伏+农业”的健康发展提供了有益支撑。
三
近年来，旱区“光伏+农业”进入快速发展阶段，各地结合区域资源禀赋，因地制宜推进光伏与农业融合，有力助推了绿色低碳转型和乡村振兴。目前，“光伏+农业”呈现良好发展态势，形成了一系列新型农业生产类型与发展模式，在避免耕地“非农化”“非粮化”的同时，实现了一地多用，挖掘了旱区农业的多重价值。光伏所发电能可用于大田灌溉、配套设施运行、物联网设备及农业机械供电等环节，为光伏企业和农户拓展了发展空间，提升了经济效益。
随着光伏产业不断推进，西北旱区逐步形成了“光伏+设施大棚”“光伏+药材”“光伏+畜牧业”“光伏+鱼菜共生种养”“光伏+食用菌菇”等多种模式，为乡村振兴和“双碳”目标实现注入新动能。在特色作物方面，涌现出“光伏+枸杞”“光伏+牧草”“光伏+药材”“光伏+果业”“光伏+蔬菜”等典型实践。以宁夏宝丰集团为例，其打造的“光伏+枸杞”模式已建成10万亩有机枸杞标准化种植示范基地，采用有机标准化技术种植高产枸杞2306万株，形成年产有机鲜果7.5万吨的产业示范园区。枸杞产品先后获得欧盟、日本、美国等相关机构的有机认证，并连续三年取得GAP认证。该基地季节性带动农户2000余户，实现良好综合效益。
西北旱区光热资源丰富，为“光伏+农业（特色优势作物）”提供了优越的自然条件。适生特色药材包括枸杞、金银花、黄芪、银柴胡、地黄、麻黄、甘草、板蓝根、黄芩等；优质牧草如紫花苜蓿、黑麦草、饲用甜高粱、燕麦等；特色果业涵盖葡萄、欧李等；蔬菜则主要有芹菜、香菜、油菜、菠菜、韭菜、莴苣、辣椒、萝卜等。该模式能够有效利用光伏板下微生境，生产优质、无公害农产品和绿色食品，同时通过光伏板改善沙地生态环境，实现防沙、治沙、用沙的协同效益，推动光伏产业与生态农业融合发展。
四
虽然“光伏+农业”模式在推动乡村振兴、农业现代化和可持续发展方面具有重要作用，但当前仍需对其综合效益—特别是生态效益—进行科学系统的评估，包括光伏电站及“光伏+农业”对土壤质量、作物生长、野生动物保护和生物多样性等方面的影响。光伏电池板会截获大量太阳辐射，导致地表接收的光照减少，直观表现为植被覆盖度和多样性发生变化，然而其对整个生态系统结构与服务功能的长期影响尚不明确。此外，光伏板铺设过程中的土壤扰动、地貌改变和原生植被破坏，也可能对周边生态环境造成干扰。目前相关研究多聚焦于短期效应，内容存在一定局限性，亟需通过长期定位观测，深入揭示光伏农业的生态环境效应。
当前“光伏+农业”模式仍以光伏电站为主导，农业布局往往依附于电站结构与空间安排，尚未在规划设计、施工建设、管护运营等环节系统融入农业发展需求。“光伏+农业”的商业模式构建与后续盈利，不应仅依赖农产品价值，而应拓展多元收入来源，提升整体经济效益。作为在光伏电站基础上衍生的新型应用模式，光伏与特色农业的协同发展需要在空间布局、功能配置、技术管理、政策支持与市场对接等方面实现深度融合。
“光伏+农业”在品种选育、田间管理、经营模式等方面与传统农业存在显著差异。目前该模式仍处于起步阶段，缺乏系统化的科学支撑，技术研发能力薄弱，标准化和模式化建设亟待加强。在技术层面，现有“光伏+农业”多采用组件式光伏板，板间接缝会影响光能转化效率，亟需研发更成熟的光伏-农业集成技术，并优化光-农协同布局。此外，“光伏+农业”可能带来化肥施用等环境压力，要求配套先进的环境治理技术体系。鉴于不同地区气候与资源条件差异显著，还需因地制宜开发多样化、精细化的“光伏+农业”模式，并制定相应的标准与应用规范。
为促进“光伏+农业”高质量发展，应充分利用旱区农业资源优势，加强光-农融合技术研究，统筹光伏模块与农业模块的协同配置。建议加大对地方“光伏+农业”研发项目的投入，重点开展适生作物品种选育与农艺技术创新，培育“光伏+农业”专用品种并制定配套生产技术标准。同时，构建农业导向的光伏设施结构优化理论，统筹解决透光需求与发电效率之间的平衡难题，研发适用于“光伏+农业”的智慧农业装备，提升系统运行效率。此外，应支持科研机构与光伏企业合作共建农光一体化示范园区，通过典型示范基地建设，形成可复制、可推广的配套技术体系，发挥试点带动效应。
