中国光伏农业的现状、技术潜力与实践经验：能源与农业双赢发展的评估与建议

中国光伏农业的现状、技术潜力与实践经验：能源与农业双赢发展的评估与建议 Agrivoltaics in China:Status, Potentialand Pathways for Synergistic Energy–Agriculture Development 陈靖、徐生年、张佩璇、何继江、袁敏、苗红 作者介绍 致谢 陈靖|清华大学，社会科学学院博士后 在本报告评审过程中，以下内外部专家（按姓氏拼音排序，排名不分先后）为报告提供了宝贵的专业意见与建议，在此谨致诚挚感谢： 徐生年|世界资源研究所，（美国）北京代表处，可持续转型中心能源项目研究员邮件：shengnian.xu@wri.org 鲍恩财江苏省农业科学院李长胜青岛科技大学廖翠萍中国科学院广州能源研究所刘炳材中央财经大学刘嘉中国能源研究会Xixi Chen世界资源研究所马钰世界资源研究所宋婧世界资源研究所张连慧世界资源研究所 张佩璇|世界资源研究所，（美国）北京代表处，实习生（原） 何继江|清华大学，社会科学学院能源转型与社会发展研究中心副主任 袁敏|世界资源研究所，（美国）北京代表处，可持续转型中心能源项目研究员邮件：min.yuan@wri.org 苗红|世界资源研究所，（美国）北京代表处，可持续转型中心主任邮件：hong.miao@wri.org 我们同时感谢世界资源研究所方莉博士，刘哲博士在本报告编写过程中提供的专业意见与指导。特别感谢中国传媒大学新闻学院陈逸飞老师协助完成数据抓取工作，感谢南京林业大学陈健教授提供光伏农业相关数据。感谢各个光伏农业案例项目负责人提供宝贵信息，感谢张烨在报告设计方面的贡献。 版面设计张烨 引用建议 陈靖、徐生年、张佩璇、何继江、袁敏、苗红.2025."中国光伏农业的现状、技术潜力与实践经验：能源与农业双赢发展的评估与建议"报告.北京：世界资源研究所. https://doi.org/10.46830/wrirpt.22.00073. 版本1 August 2025 | 2025年8月 目录 41第五章.光伏农业具体案例分析 425.1山东东营渔光互补案例445.2海南光伏温室大棚案例465.3陕西靖边毛乌素沙漠光伏灌溉案例495.4内蒙古乌拉特中旗“光牧旅”产业园案例515.5江苏连云港农光互补案例525.6五个光伏农业案例的小结 242.1“一地两用”视角下的光伏农业项目装机容量密度评估方法242.2光伏农业装机潜力预测方法272.3典型光伏农业项目的调研方法与分析框架 55第六章.结论与讨论 566.1结论：中国现有光伏农业装机量大，未来潜力同样巨大566.2讨论：中国光伏农业经验和模式在一带一路国家推广576.3未来国内和海外推广发展光伏农业建议及考虑因素 29第三章.中国光伏农业大部分没有很好的遵循“一地两用”原则 303.1中国光伏农业装机量发展迅速，装机规模大及区域分布广333.2中国光伏农业的“一地两用”缺乏对农业产量影响的考虑353.3总结：中国光伏农业发展迅速、形式多样，需注意对农业生产的影响 58附录 58附录一：中国现有光伏农业项目的数据收集与处理方法说明60附录二：装机容量密度⸺土地覆盖率指标61附录三：温室气体减排效应计算方法62附录四：各省温室大棚面积及装机潜力63附录五：各省渔业养殖面积及装机潜力64附录六：国家统计局对中国的经济区域划分 37第四章.光伏农业装机量在遵循“一地两用”原则前提下仍具有很大潜力 384.1光伏农业的装机量潜力估算和结果394.2光伏农业潜力分析总结：农光互补具备最高发展潜力 65参考文献 67关于WRI 执行摘要 光伏农业（agrivoltaics）是一种将太阳能发电与农业结合的创新模式，在同一块土地上实现“双重利用”，实现能源与粮食的协同共赢。它不仅缓解土地竞争，还能为农户增加收入，并带来生态效益。目前，研究与试点不断推进，前景广阔，但仍需克服技术、成本和适用性等挑战。截至2022年底，中国公开报道的光伏农业装机规模已超过31 GW，其中“渔光一体”模式发展迅速，成为重要类型。在“一地两用”的前提下，中国光伏农业仍具较大技术潜力，已有的成功案例也为后续项目提供了宝贵经验。 亮点 研究问题 为应对日益严峻的气候变化挑战，光伏作为关键的可再生能源技术，在全球清洁能源转型中发挥着重要作用。然而，大规模部署光伏设施也带来了土地资源竞争的问题。农光互补系统提供了一种潜在的解决方案，通过在同一土地上实现太阳能发电与农业生产的双重利用，兼顾能源与粮食安全的双重需求。在中国，这一模式通常被称为“光伏+”，广泛应用于种植、水产养殖和牧业等多种农业场景中，展现出良好的应用前景。 ▪十 年光 伏 农 业 项目数 据：收 集5 1 3个 农 光 、渔光、温 室 等 项目，至2 0 2 2年底中国累计 光 伏农业 装 机 量 达3 1 G W，但 多 数 项目土 地 覆 盖 率偏高，未充分实现“一地两用”。 ▪技 术 潜 力 和 区 域 差 异 ：在 遵 循“ 一 地 两 用 ”前 提 下，中 国 光 伏 农 业 具 备 超6 0 , 0 0 0 G W的 技 术 潜 力 ，其 中 农 光 互 补 潜 力 最 高（约4 0 , 0 0 0 G W），集 中 于 西 部 资 源 富 集 区；牧光、渔 光与温 室 项目则 展 现出类型与区域的显著差异，具备差异化发展的条件。 尽管已有研究较多关注光伏板遮光效应对作物产量的影响，但当前仍缺乏系统性研究来判断我国已实施的光伏农业项目是否切实遵循了“一地两用”原则。同时，一些典型项目在地方层面展现出良好的农业、环境和经济协同效应，为乡村振兴和农民增收提供了实践经验。因此，本文围绕以下三个核心问题展开研究： ▪典 型 案 例 带 动 实 践：山 东、海 南、内蒙 古 和 陕西的案例 项目在 效 益与机制上 具代 表 性，具备推 广 复 制 价 值 ，为 实 现 清 洁 能 源 与 农 业 生 产的协同共赢提供了可借鉴的经验。 1)本文收集并分析中国已建光伏农业项目的土地覆盖率数据，以评估其在运行中是否符合“一地两用”的基本要求；2)在遵循该原则的前提下，估算我国主要类型光伏农业系统的技术装机潜力及其区域分布特征；3)基于典型案例，分析成功项目的模式，探讨光伏企业与农业主体如何实现利益共享与协同发展。 综上，本文围绕这三个研究问题展开研究：首先，通过对现状的评估，发现当前光伏农业项目在兼顾清洁能源供给的同时，对农业生产功能保障方面存在的主要问题与挑战；其次，通过潜力测算，明确在确保“一地两用”原则前提下，中国光伏农业未来在电力装机容量上的发展空间与可能性；最后，通过对典型成功案例的分析，总结其模式和利益分配机制，为未来光伏农业项目在中国及其他国家的发展提供可借鉴的经验与路径，从而更好地推动可再生能源发展过程中对土地利用问题的解决，实现能源与农业的协同可持续发展。这一系列研究问题不仅希望回答光伏农业能否实现能源与农业的双 赢，更希望为未来光伏农业发展提出切实可行的政策建议，包括制定土地覆盖率、建立长期监测机制、完善监管体系，以及推动公平合理的收益分配，最终促进光伏农业成为支撑中国能源转型与乡村振兴的重要力量，推动能源、农业和环境治理方式的系统性改变。 研究方法 为回答上述问题，本文从三个层面展开分析：一是整理了截止2022年10月14日中国储能网与北极星网站公开发布的共计25580条和5057条记录，筛选出513个中国光伏农业项目 案例，统计其装机规模与土地利用效率，并据此分析其是否符合“一地两用”原则；二是基于文献中典型项目的光伏农业项目农业用地类型和土地覆盖率要求，估算不同类型项目的技术潜力；三是选取农光、渔光、牧光、光伏温室和灌溉系统等典型案例，分析其成本结构和效益表现等。在土地利用分析方面，本文采用公开披露的装机容量与占地面积数据，计算光伏农业项目的装机容量密度，作为衡量土地覆盖率的近似指标。该指标用于判断项目是否超过保障农业产量所需的遮光上限，从而评估其是否符合“一地两用”的核心原则。在潜力评估方面，本文基于国家农业普查数据和文献推荐的遮光比例上限，对不同农业用地上部署光伏的可行性与潜力进行测算，支持未来因地制宜的项目规划。最后，案例研究展示了光伏农业在社会、经济与环境层面的多重价值。通过分析光伏企业与农户之间的合作模式、收益分配机制及公共投资方式，为后续推广提供了可借鉴经验。 我们收集整理的513个光伏农业项目，累计装机容量达到31 G W，单个项目平均装机 规模约为成6 0 . 8 M W。主要项目类型包括“光伏+农作物种植”、“光伏+水产养殖”以及“光伏+温室大棚”三类，具体分布情况见执行摘要图1。 装机容量密度可作为光伏农业项目土地覆盖率的近似指标，反映单位面积上的光伏装机强度。文献研究表明，温室大棚类光伏项目的土地覆盖率受作物类型影响较大，部分耐阴蔬菜在不显著影响产量的情况下，可承受高达50%的遮光程度；但对于多数作物，尤其是露天种植类，为保障产量，通常建议土地覆盖率控制在35%、20%或更低水平。相较而言，渔光互补项目对遮光的敏感性较低，已有研究显示，即使覆盖率达到50%，渔业产量也不会受到明显影响。 执行摘要图2展示了本研究收集的国内光伏农业项目中，具备装机容量和占地面积数据的不同类型项目的装机容量密度分布趋势，揭示了农光互补、光伏大棚与渔光互补系统在土地遮光程度上的显著差异。从数据分布来看，大多数项目土地覆盖率已超过50%，这可能意味着光伏组件布设过于密集，压缩了农业活动空间，影响作物种植或水产养殖的正常生产。随着中国光伏农业项目规模不断扩大，其对粮食安全和农业产能的潜在影响不容忽视。为保障农业功能不被削弱，建议在项目设计阶段优化组件布局与遮光比例控制。同时，国家和地方应建立光伏农业项目的动态监测机制，并出台土地覆盖率的指导性标准和管理规范，确保能源开发与农业生产协调发展。 研究结论 针对研究中提出的三个核心问题的结论，本文主要结论归纳如下： 第一，通过对中国现有光伏农业项目土地覆盖率的相关数据收集与分析发现，虽然根据公开资料，至2022年全国光伏农业项目累计装机规模已达31 GW，但多数项目在实际建设过程中可能未严格遵循“一地两用”的基本原则，其土地覆盖率普遍超过50%，存在对农业产出造成影响的风险。 第二，基于国家农业普查数据和已有研究文献中针对各类光伏农业系统所建议的土地覆盖率上限值，即在充分遵循“一地两用”前提下，本文估算了全国范围内四类光伏农业项目的技术装机容量潜力，包括农光互补、牧光互补、渔光互补和温室大棚光伏项目（覆盖玻璃和塑料两类材料）。结果显示： ▪温 室 大 棚 项 目 潜 力 相 对 较 低 ，约 为2 8 4 G W，其中近一半集中在东部沿海省份；▪渔光互补项目潜力约为3,074 GW，其中淡水养殖项目的可开发潜力约为海水养殖项目的两倍。 详细的潜力估算结果参见执行摘要表1。为推动光伏农业的有序发展，建议在未来规划和政策制定中，按区域和土地类型设定差异化的土地覆盖率上限，结合项目生命周期开展环境影响监测，并制定针对不同类型项目的指导性政策和监管机制，以实现农业与光伏发展的协调并进。 ▪农光互补项目具有最高的技术潜力，约为40,000 GW，主要集中于太阳能资源丰富的西部地区；▪牧 光项目潜力为19, 4 0 7 G W，其中西部 地区占比高达98%； 第三，通过对五类典型光伏农业案例的调研分析，梳理了各类模式及其运行机制。山东东营的渔光互补项目与海南的光伏大棚项目均由光伏企业作为主导投资方，承担农业基础设施改造后以低价或无偿形式向养殖户/种植企业提供用地，实现农业与光伏的协同发展；陕西靖边的光伏灌溉系统显著提升了偏远地区的灌溉便利性与成本效益；内蒙古的牧光一体化项目通过公共资金撬动牧民参与投资，探索了可持续共享收益的新机制；江苏连云港的光伏农业项目则对不同遮光率的光伏组件进行了