维度网讯，康奈尔大学研究团队评估了将先进钙钛矿叠层光伏技术整合到美国农光互补生菜生产中的可持续性潜力。这项“从农场到餐桌”生命周期评估聚焦于钙钛矿-硅（P-S）和钙钛矿-钙钛矿（P-P）叠层技术，并与传统硅光伏基准进行比较。

通讯作者尤锋奇（Fengqi You）表示，该研究将农光互补视为一个综合的食物-能源-水系统，而非单纯的光伏部署或农场作物产量问题。据尤锋奇称，这是首次使用新兴钙钛矿叠层光伏技术，对农光互补食品生产进行前瞻性“从农场到餐桌”生命周期评估。团队结合了先进太阳能组件场景、循环回收假设、区域特定农业生产数据、灌溉和运输输入，以及整个供应链中的粮食损失和浪费数据，从系统层面评估农场同时生产食物、产生清洁电力、减少温室气体排放、节约水资源并缓解土地利用竞争的能力。

研究团队调查了美国主要生菜种植区，包括加利福尼亚州中部及南部沿海、南部沙漠、中央山谷，以及亚利桑那州和佛罗里达州。利用当前区域生产数据和产量，分析了不同场景下农光互补配置、技术、系统寿命和能量转换效率（PCE）的变化。全密度、半密度、单轴跟踪和双轴跟踪配置分别使生菜产量降低40%、20%、12%和5%，同时使灌溉需求分别降低50%、30%、30%和15%。

对于P-S叠层，研究假设了三种PCE场景：最高25%、30%和35%。对于P-P叠层，同样设定25%、30%和35%三种场景，并模拟了2年、5年和10年的系统寿命。

科学家采用全面的从农场到餐桌生命周期评估方法，量化消费1公斤新鲜生菜相关的温室气体排放和水影响。系统边界涵盖肥料生产、灌溉、种植、收获、光伏制造与运营、包装、冷藏运输、零售分销、消费者食物浪费及垃圾填埋处理，并纳入光伏系统发电、组件回收及循环太阳能经济框架内的再制造环节，将太阳能电力的环境效益算作避免的电网排放。

研究显示，在有利条件下，将美国生菜农田改造为农光互补每年可抵消高达3090万吨二氧化碳当量，并节约约84亿立方米水。另一显著发现是地理差异：每公斤生菜的最高碳抵消潜力并不一定出现在日照最强的地区。例如，佛罗里达州尽管太阳辐照度低于沙漠地区，但较低的农业产量意味着每公斤生菜对应更多土地面积，在农光互补配置中能产生更多太阳能，因而显示出较高的单位脱碳潜力。在节水方面，最强潜力出现在水资源短缺地区，如加利福尼亚州南部沙漠和亚利桑那州。

尤锋奇总结称，如果负责任地设计，下一代农光互补可以将农田从食物和能源竞争场所，转变为集成食品生产、清洁能源发电和水资源节约的平台。该研究成果发表于期刊《Nexus》，论文标题为“Advancing Food-Energy-Water Sustainability with Scalable Perovskite Tandem Agrivoltaics”。

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