德国于利希研究中心科学家协调开展的一项新研究发表在《自然通讯》上,该研究强调了可再生能源装置(如风力涡轮机和太阳能电池板)的可见性对公众接受度以及德国能源转型成本的影响。

许多人并不希望在日常生活中看到可再生能源装置,尤其是风力涡轮机,常被认为“不美观”,但它们对实现气候中和的未来至关重要。基于此,研究人员对两个潜在选址因素——风景优美程度和人口密度展开了深入研究,旨在探讨能否将风力涡轮机和太阳能电池板远离人口稠密和风景优美的地区,以及这样做需要付出怎样的成本。
研究合著者Jann Weinand表示:“美当然是主观的,但人们如何评价风景的美,可以通过调查和统计方法来评估。”2018年的一项研究就进行了此类评估,超过3500人被要求对数百张照片中的风景美进行评分,研究人员将这些评价作为此次研究的输入数据。
科学家们研究的另一个方面是人口密度。Jann Weinand的同事Tsamara Tsani解释说:“一个地区人口越稠密,受能源设施影响的人口就越多。阳台上的太阳能电池板在大城市较为常见,但更大规模的太阳能装置通常不太可能出现在大城市。而风力涡轮机通常只能在大城市的郊区找到。”例如,阿尔卑斯山、黑森林和吕讷堡荒原被评为风景特别美丽(风景秀丽度达到9级),而工业景观或集约化农业区则被认为不太美丽。
研究人员利用先进的测绘工具,分析了德国未来可能建设风能和太阳能发电设施的位置,并模拟了能源系统规划,让这些设施避开风景如画的乡村或繁忙城市中可见的位置。
研究结果显示,仅在风景最优美或人口最密集的地区避开能见度,几乎不会对能源系统成本产生影响。然而,如果将风力涡轮机和地面太阳能装置完全移除,包括中小型城镇、村庄附近以及景观不太优美的地区,到2045年,能源部门的成本每年可能会上升高达38%(240亿欧元)。
Jann Weinand称:“为了弥补这一成本上升的缺陷,德国必须大幅加快屋顶太阳能装置和海上风电场的扩张,这是一项极具挑战性的任务。”此外,进口绿色氢能也将在早期阶段成为必要之举,但这会降低系统的灵活性,并增加德国对其他国家的依赖。
在德国,迄今为止,可再生能源的扩张很少发生在人口稠密或风景优美的地区,这要么是刻意为之,要么是受空间限制。“在风景最优美的地区,只有3%的现有风力涡轮机可见,光伏系统也只有2%可见。”人口密集地区的情况也与之类似。
不过,可再生能源的扩张仍需进一步推进。Jann Weinand表示:“这项研究为政策制定者提供了一个更智能的规划工具。如果他们采取战略性行动,就能尊重风景区和人口稠密地区,而不会给城市和市政当局带来不必要的财政负担。”
这种被称为“逆视域分析”的新方法有助于识别“无悔”区域,即在不破坏景观或干扰居民的情况下建造能源设施的位置。该方法不仅适用于德国,还可作为其他国家经济高效的能源规划指南。
Jann Weinand总结道:“随着德国推进其2045年气候目标,这项研究为掌握美观、成本和清洁能源之间的艰难平衡提供了路线图。”
更多信息:Tsamara Tsani 等人,量化可再生能源可见性与系统成本之间的权衡,《自然通讯》(2025)。












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