光伏電站建設運行對氣候環境的能量影響

李芬 楊勇 趙晉斌 陳正洪 高曉清 申彥波

（1 上海電力學院電氣工程學院，上海 200090；2 湖北省氣象服務中心，武漢 430205；3 中國科學院寒區旱區環境與工程研究所寒旱區陸面過程與氣候變化重點實驗室，蘭州 730000；4 中國氣象局風能太陽能資源中心，北京 100081）

0 引言

能源是經濟與社會可持續發展的基礎，是人類生產與生活不可缺少的動力保障[1]。隨著能源安全、生態環境、氣候變化等問題日益突出，加快發展新能源已經成為國際社會推動能源轉型發展、應對全球氣候變化的普遍共識和一致行動[2-4]。根據國家能源局公布的數據，2017年我國光伏新增裝機5306萬 kW，其中，光伏電站3362萬 kW，同比增加11%；分布式光伏1944萬 kW，同比增長3.7倍。全國累計光伏裝機達到1.3億 kW，提前完成“十三五”目標，其中，光伏電站10059萬 kW，分布式光伏2966萬 kW。近年來，我國每年新增光伏裝機容量均超過風電，累計裝機容量未來幾年會超過風電裝機容量。在當前發展形勢下，大規模光伏電站開發利用可能造成的生態與氣候環境影響，應當引起更加廣泛的關注。

國外關于大規模電站的相關研究已經從光伏電站建設、運行中的能量控制與循環拓展到光伏電站對所在地水土、植被、生物群落、氣候等的影響。其中，大部分研究集中在光伏電站建設運行中的能量循環與回收以及碳排放領域，部分研究考慮了光伏電站建成運行中的有害物質排放、土地使用、水資源需求、生物群落的影響、太陽輻射作用、地表能量改變及地-氣系統的輻射收支影響等。

國內對于大規模光伏電站的研究主要集中在電力工業相關方向，關注高效光伏電池技術、高效逆變器技術、并網與高效運行控制技術、光伏出力不確定性對電力系統穩定性的影響、電能質量及電能消納等相關問題，目前還沒有大規模光伏電站氣候生態環境影響的系統性研究。近幾年，清華大學、蘭州大學、中科院等高校院所開始對大規模光伏電站的局地環境效益進行研究，采用結合現場觀測和理論建模等手段，分析了我國部分地區光伏電站對局部環境的作用[5-8]。

雖然大規模光伏電站相關的氣候環境問題尚未凸顯，但對大規模光伏電站發展與環境之間的影響機理進行透徹研究，有助于科學合理地應對全球氣候變化，推動能源轉型的平穩開展，實現我國能源的可持續發展。本文從能量流動及其對相關環境因素影響角度出發，對大規模光伏電站的氣候環境影響及研究現狀進行整理總結，從其碳排放、能量回收、近地面輻射及熱效應、局部及整體的氣候作用展開討論，希望能夠對下一步研究探索有所幫助。

1 光伏電站對氣候環境的影響因素

1.1 光伏電站對氣候環境影響方式分類

光伏電站對氣候影響方式是多樣的。光伏電站生命周期的不同階段對氣候環境的影響方式不同。從光伏電站的基礎建設到前期準備與建設過程中，光伏組件的制備是整個制造環節的基礎，也是高耗能與高污染部分。光伏組件的制備過程中，需要使用大量的化學工藝，光伏電站建設過程中其他配套設備的制造、基礎設置建設、施工設備的使用等，這類影響與其他工業過程對能耗需求與對環境影響類似。

大規模光伏電站的運行過程中，通過光伏效應進行發電。到達光伏組件表面的太陽輻射，一部分參與到光伏效應中，一部分被光伏組件本身吸收為內能，剩下一部分被反射至大氣中。同時，光伏組件的存在阻礙了大地向上的長波輻射及大氣向下長波輻射的路徑。這一階段的光伏電站基本不會對環境造成污染影響，但是改變了地表原有的能量平衡方式，大規模、大面積的光伏電站對局部氣候及全球氣候可能會造成一定的影響。

光伏電站對氣候環境的影響方式主要分為建設前與建設后。光伏電站建設前，其對環境的影響與其他工業制造過程類似；光伏電站建成投產后通過吸收輻射能量進行發電，這一過程改變了地表原有的輻射系統結構，改變地表能量流動方式，借此影響地表其他環境要素。

1.2 光伏電站建設工業制造過程中對環境的影響

光伏電站建設前期的工業制造過程中，最主要的高耗能部分為光伏組件的制備。其過程耗能較高、污染相對較重，光伏電站生命周期內對環境的負面影響程度最高。光伏電站生命周期中的負面影響，大都通過光伏組件的制備過程體現。

光伏電站建設及投產后的工業過程中，可通過多種方式對地表環境產生影響。光伏電站建成后，大面積的光伏組件陣列對地面形成遮蔽，改變了原有的地貌結構可能會對當地植被及生物群落帶來影響[8]。大規模光伏電站建設運行過程中對植被及生物群落的影響問題很難量化分析。并且復雜的相互影響也為量化分析理論的建立造成困難。國外對大規模光伏電站植被影響及生物群落影響環境問題的關注與研究很早就開展[12]。我國目前此方向研究較少。另外，受政策法規的影響，我國相關問題的現狀與國外可能有所差別。我國國家林業局發布第50號令，宣布《在國家級自然保護區修筑設置審批管理暫行辦法》(以下簡稱《辦法》)。《辦法》第三條明確表示：禁止在國家級自然保護區修筑光伏發電、風力發電、火力發電等項目的設施。

1.3 光伏系統近地能量影響機理

光伏電站通過光伏效應進行發電。到達光伏組件表面的太陽輻射，一部分參與到光伏效應中，一部分被光伏組件本身吸收為內能，剩下一部分被反射至大氣中。同時，光伏組件的存在阻礙了大地向上的長波輻射及大氣向下長波輻射的路徑。這一階段的光伏電站基本不會對環境造成污染影響，但是改變了地表原有的能量平衡方式，大規模、大面積的光伏電站對局部氣候及全球氣候可能會造成一定的影響。

大規模光伏電站對氣候的影響，最開始都應該是從光伏電站本身性質考慮。光伏電站的特點可以概括如下：

1） 光伏組件在其下墊面上形成遮蔽，阻礙了部分下墊面的熱量吸收；

2） 光伏組件本身厚度較低，比熱容較小，但是光伏組件在發電時會有電流熱效應及能量吸收、發散行為，在向上、向下兩個方向均會輻射熱量（長波）；

3） 建設過程中光伏電站內植被被移除或遭到改變，改變了地面能量吸收及反射情況；

4） 光伏電站通過光伏組件的光伏效應發電，吸收了部分太陽輻射（短波），反射很小；

5） 光伏組件吸收或反射地表的長波輻射，在夜晚削弱了地表的冷卻過程。

圖1為相關對象的影響關系。

圖1 光伏陣列對地表輻射環境的影響Fig.1 The influence of photovoltaic array on the surface radiation

大規模光伏電站對氣候環境的影響機理，應當在上述五種作用下通過規模效應體現。

光伏電站本身觀測數據很少對外公布，并且由于數據采集持續時間、數據分辨率等限制，對大規模光伏電站整體氣候影響的研究主要集中在模型模擬計算。通過建立光伏電站的溫場、輻射場等模型，研究大規模光伏電站對近地表輻射、溫度影響與大氣層穩定影響。這類模型結論大多缺乏實際數據支撐，往往誤差較大。利用衛星遙感數據對氣候變化進行大空間尺度分析研究不失為一種好方法，風電場相關環境研究中已有部分學者采用這種方式[13]，但是在光伏電站氣候環境分析中，目前在我國鮮有相關報道。

相對于全球氣候的影響，大規模光伏電站的局部氣候影響研究較為常見[5-8]，常見的局部氣候研究手段主要是現場觀測，通過對光伏電站所在地實際溫度、輻射、植被狀況進行數據采集，對比周邊環境差異，分析大規模光伏電站對局部地區的能量作用。也有對光伏電站周圍植被、生物群落變化進行分析，側面反映光伏電站的存在對環境作用[14-16]

2 碳排放與能量回收

2.1 光伏電站的碳排放相關研究方法

自從低碳經濟概念提出以后，國內外學術界紛紛展開相關研究，在碳排放的測算方法研究中獲得了不少研究成果。肖宏偉[18]在總結國內相關研究后，認為碳排放的測算方法可以劃分為模型估算法和物料衡量法。模型估算法需要構建估算模型，物料衡算法以質量守恒定律為基本原則，對生產過程中使用的物料進行定量分析。表1為相關方法分類及研究方式。

表1 碳排放測算方法分類及其研究方式Table 1 Classification of carbon emission measurement methods and their research methods

光伏電站作為一個系統性工程，其建設與運行過程中均會對環境產生相關影響。大部分針對光伏電站碳排放采用的研究方式為生命周期評估（Life Cycle Assessment (LCA) framework）， Fthenakis[25]在2011年對光伏發電中的LCA研究方法做了相對詳細的總結。目前一些評價指標可用于光伏系統生命周期評估[25]，見表2。

表2 光伏系統生命周期內部分評價指標Table 2 Part of the metrics used in LCA of PV system

在上述各種評價指標中，常用的有GHG與EPBT。

式中，GHGr-rate表示光伏發電系統每產生一單位電量時等價排放的碳量，其單位為gCO2-eq/(kW·h)；GHGe-total表示光伏發電系統整個生命周期中碳排放總量，其單位為gCO2-eq；ELCA-output是光伏發電系統生命周期中總發電量，單位為kW·h。

式中，Einput表示光伏組件生命周期中所需的所有能量，包括光伏組件的制造、安裝運行、維護、回收處理等所需要外部輸入的全部能量，單位為MJ。EBOS.E表示光伏發電系統中能量平衡設備（Balance of system，BOS）（指基礎設施建設、電纜、逆變器、變壓器、蓄電池等光伏組件外的其他設備）需要的所有能量，其單位為MJ。Eoutput表示光伏發電系統生命周期中年平均發電量，單位為MJ。

2.2 光伏發電系統能量循環分析

當前較為常見的光伏組件原材料包括：單晶硅（mono-Si）、多晶硅（multi-Si）、非晶硅（a-Si）、碲化鎘薄膜（CdTe）、銅銦硒薄膜（CIS）等。目前已經有不少關于不同材料組成的光伏發電系統之間碳排放對比研究[26-27]。

部分學者通過數據搜集與分析整理，計算了基于mono-Si、multi-Si、a-Si、CdTe、CIS這5種不同組件的光伏發電系統的能量回收時間及碳排放指標[27]。并推算出5種不同光伏組件組成的光伏發電系統生命周期中耗能需求，發現CdTe的EPBT與GHG兩個指標表現最優，這是因為其有相對較低的能源需求與相對較高的光電轉化效率。另外，由于單晶硅生產過程中高能耗的特點，使用單晶硅的光伏發電系統EPBT與GHG兩個指標相對最差。Pacca等[27]進行了多晶硅與非晶硅發電系統的比較研究，利用密歇根大學33 kWp的屋頂光伏開展相關工作。研究發現，多晶硅碳排放量為72.4 gCO2-eq/(kW·h)，非晶硅碳排放量為34.3 gCO2-eq/(kW·h)。但是其他學者采用了不同的測算標準，獲得的碳排放情況與Pacca等結論有較大出入[28]。也有學者在研究光伏電站生命周期碳排放時考慮了經濟問題，比如國際貿易對光伏組件進口國與出口國帶來的碳足跡的改變[30]。

光伏電站整個生命周期中的能量回收時間，是光伏電站大規模推廣后應當著重考慮的問題，整個生命周期中的經濟效益決定了大規模光伏電站推廣的可行性。考慮到光伏電站經濟效益與國情有關，各國研究具有較大差別[31]。國內相關研究沒有普及，部分研究者進行了初步探討，主要集中的研究方向為不同安裝方式下能量輸出和生產流程各個階段能量消耗的對比。不同研究結果見表3。

表3 國內部分學者關于光伏電站生命周期內能量回收研究結果Table 3 Domestic research results of energy recovery in the life cycle of photovoltaic plants

2.3 光伏發電系統碳排放研究特點

不同研究機構關于碳排放及能量回收的研究得出的結論差異顯著，產生這一現象的原因有多種。首先，針對光伏電站采用的LCA研究方法，少有考慮環境代價。例如，部分LCA研究結果顯示[35-38]，光伏電站生命周期中，碳排放量為16～40 g CO2/(kW·h)，但是這些數據沒有考慮到光伏電站建設地環境變化帶來的隱形碳排放量改變。特別是大規模光伏電站的建設，對地表環境的改變作用非常顯著，因此，在評價大規模光伏電站對環境的影響，需要考慮地形特征以及地貌改變造成的隱形影響。在確定地形特點后，再考慮土地利用情況、人體影響及人類生活環境影響、野生物種及其棲息地影響、水資源影響、氣候及碳排放影響[39]。文獻[40]在5種影響分類基礎上，將大規模光伏電站的環境影響細分為32種，通過對比傳統能源形式，分析這32種影響的正面性與負面性。最終得出結論，所考慮的32種影響中，22種影響相比于傳統化石能源，是大規模光伏電站的優勢，剩余的10項影響中，4項為中性，6項需要經過進一步研究評估才能得出結果。另外，早期的研究方法最初都不是針對光伏發電系統提出的[41]，光伏發電系統與其他耗能型系統具有本質的區別，其生命周期中的能量消耗主要集中在制造和建設環節，而其他能耗型系統，則需通過某種方式獲得持續的能量供給。因此，針對光伏發電系統的LCA研究應當更加精確地界定系統型別及邊界。為此，Zhou等[41]引入了物理系統邊界的時間擴展概念（Temporal expansion of the physical system boundaries），來區分系統主要成分和次要成分。這能夠用于準確、透明和一致地描述系統和邊界條件，且與以往研究方法的基本原則相一致。

光伏發電系統的建造及應用場地的差異，也會引起碳排放及能量回收相關研究結論的差異。根據EPBF和GHG定義可以看出，碳排放及能量回收不僅與光伏系統建造過程中消耗的能量及排放的溫室氣體有關，還與實際投放場合有關。生產過程可以標準化控制，但是建站地區太陽輻射資源總量及分布形式的差異，也會不可避免地帶來碳排放及能量回收相關結論的巨大差異。區分光伏電站生命周期中碳排放影響因子權重特點，合理區分生命周期邊界條件，及時更新最新制造技術信息以及市場需求特點，對光伏電站碳排放研究具有重要推進作用。

3 近地表輻射效應及熱效應

3.1 荒漠地區內光伏電站的輻射效應及其附帶影響

國內關于大規模光伏電站氣候影響相關研究才剛剛起步，少數學者依托大型光伏電站，采集氣象參數，對光伏電站內外環境參數變化進行比對，分析大規模光伏電站對環境產生的影響。我國大規模光伏電站集中于中西部地區，相關的氣候、環境研究也集中于中西部地區。主要的研究內容為大規模光伏電站對當地輻射、空氣溫濕度、地表溫度、土壤溫度、地表能量收支變化等影響。

高曉清等針對光伏電站在荒漠地區的氣候影響進行了持續的研究，其主要研究地點是位于柴達木盆地南側邊緣地帶的110 MWp光伏電站[5]。高曉清等從輻射場、土壤溫度、空氣溫濕度3個方面分析光伏電站對當地氣候環境的影響[5-7]。常蕊等[8]也對光伏電站內輻射、氣溫等變化情況進行了研究，相關研究地點為龍羊峽水光互補電站Ⅰ期，裝機容量為320 MWp；常蕊等對實驗地的太陽短波輻射、長波輻射、凈輻射、2 m氣溫、光伏組件表面溫度等進行了測量。中國科學院吳治永等[15]對我國寧夏中衛市某聚光熱發電電站（CSP）對土壤侵蝕和土壤溫度等影響進行了定量研究。上述學者的研究均集中于我國中西部地區干旱或沙漠地區，研究結論有相似之處，但是也存在一些差別，分析如下。

光伏電站吸收了一部分短波輻射，自身向外輻射長波輻射的同時也對地表輻射特征產生影響。關于光伏電站對輻射場的影響，楊麗薇等[5]研究認為光伏電站夜間有保溫效應，白天有降溫效應；光伏電站內外反照率差異明顯；站內與站外輻射各分量年內變化特征明顯，站內年均向上短波輻射明顯低于站外；光伏電站是一個能量匯聚點，因光伏組件將部分輻射能轉換為電能輸出，導致站內地表溫度低于站外。Chang等[8]同樣認為光伏組件表面短波輻射分量的變化使得光伏組件在一年中都起到了能量源的作用，并且光伏組件陣列表面溫度的升高，使得其周圍空氣溫度上升，可能產生光伏熱島效應。

光伏電站的運行使地表原有能量狀態發生變化，同時，光伏組件的大面積鋪設，對地表產生了遮蔽作用，也對地表的氣流產生影響。綜合作用造成了地表土壤溫度的變化。關于光伏電站對荒漠地區土壤溫度的影響，高曉晴等研究結果表明[6]，在土壤淺層（5～10 cm），光伏電站內外土壤溫度日變化差異明顯，5 cm層土壤溫度日最大值相差9.7 ℃。土壤淺層，土壤溫度日較差站內明顯低于站外，表明光伏裝置具有絕熱保溫作用。夏季站內外各層土壤溫差不明顯；冬季，站外各層土壤溫度均明顯高于站內，光伏電站是冷源。常蕊等認為光伏電站地面的冷卻作用與光伏組件陣列形成的陰影有關[8]。但是吳治永等研究結論與高曉清等結果略有差異，吳治永等的研究結果表明，電站內土壤溫度相較于站外有0.5～4 ℃的變化，冬季站內溫度明顯高于站外，夏季相反[15]。吳治永等與高曉清等研究結論的差異可能是光伏電站類型差異造成的，因此，不同類型光伏電站的氣候環境影響，可能需要在后續工作中展開研究。

關于空氣溫濕度影響，高曉清等結果顯示：對2 m氣溫而言，冬季白天站內外基本相同；春、夏、秋季白天站內明顯高于站外，夏季差異達最大，這與光伏組件發熱、加熱空氣的效應大于光伏組件的遮陽冷卻效應有關；而在夜間，站內2 m氣溫值均高于站外，這可能與光伏組件對近地面層的保溫作用有關。而10 m氣溫，四季白天站內均低于站外，這主要是由于白天站內下墊面將部分接收的太陽輻射轉換成電能輸出，使得站內下墊面吸收及反射獲得的能量低于站外所致；其秋、冬季相差較大，夏季相差最小，這可能因為夏季氣溫較高，光伏組件光電轉化效率降低[45]，進而造成吸收太陽輻射較小的緣故。在年內變化中，站內2 m氣溫月均值均高于站外，而站內10 m氣溫月均值均低于站外。在10 m高度處，夜間站內相對濕度大于站外。

光伏電站的輻射與溫濕度效應會帶來氣流影響。部分研究表明，當大氣層處于中性層結結構下，近地面層風速與高度呈現對數變化規律，近地層風速廓線與熱力層有關[42]。趙鵬宇等[43]依托烏蘭布和沙漠東北邊緣的光伏電站，研究了沙漠地區光伏電站的氣流影響。結果表明，由于光伏電站的存在以及其對地區溫度影響，相關地域內風速較曠野處有明顯變化。光伏陣列行道間、光伏組件前檐與后檐風速明顯降低，光伏板前檐10～100 cm與200～250 cm高度處風速加強，光伏電站內10～20 cm與200～250 cm處風速變化緩慢，20～200 cm處風速變化劇烈。這一性質可以為荒漠地區防風固沙工作帶來新思路[14]。

綜上分析，荒漠地區大規模光伏電站的存在，對當地的地表氣候環境帶來影響，改變地表的反照率與局部溫度情況，并改變地表粗糙度狀態，影響風速的變化。上述關于荒漠地區研究均基于實地測量與現場分析，能夠反映特定地區光伏電站的環境影響情況，但是不具備推廣到一般性結論的條件。光伏電站的電池組件直接減少了地表反照率，帶來局部地表風速下降效果，造成最低溫度與最高溫度水平的顯著變化，并且最低溫度變化高于最高溫度變化。這種不對稱的溫度沖擊，可能會造成區域夜晚時段內垂直的空氣對流，增加當地濕度，增加降水概率。降水帶來了植被覆蓋率的提高，進一步降低地表反照率，從而形成反照率—降水—植被這種正向循環結果。上述猜想需建立基于動態植被變化的氣候模型進行驗證。

3.2 光伏電站區域熱效應及總體氣候影響

國內大規模光伏電站氣候環境影響相關研究主要集中在我國西北地區，但當前分布式光伏電站已經大規模在我國中東部地區發展。光伏電站在人口密集地域的網滲透率不斷提升，應當引起思考：大規模光伏電站是否會引起熱島效應？城市內光伏電站的建立是否會加劇城市熱島效應？目前我國還少有類似研究，但國外已有學者展開了相關工作，并獲得了一些初步結論[13]。

環境地形特點對光伏電站熱島效應的形成可能具有顯著影響，城市、沙漠、草地等地域地形特點各異，相關影響可能差別較大。城市內土地資源寶貴，光伏電站存在形式主要為建筑光伏。Genchi 等[49]研究東京地區屋頂光伏組件大面積鋪設對城市熱島效應的影響，其對大面積屋頂光伏的城市熱島效應問題進行了數值模擬，計算結果表明大規模安裝光伏組件陣列對城市冠層溫度沒有明顯影響，且由于光伏組件陣列的遮陰效果，城市中樓房的制冷能耗可能會降低2%～10%左右。草地表面存在較為茂密的低矮植被，對光伏電站的熱效應有一定抑制作用[47]，地面安裝的光伏陣列表面反射率與安裝處地表草地的反射率相似。部分學者通過簡單的模型計算進行了相關驗證，同時也證明安裝在草地上的光伏組件基本不會產生熱島效應[47]。荒漠地區具有輻射強烈、降水少、濕度低等特點。針對荒漠地區環境，一些學者建立了大型光伏電站內氣流擾動、能量循環的3D模型，評估大規模光伏電站潛在的熱島效應，并與北美洲某1 MWp光伏電站實測數據進行對比[13]。結果表明在2.5 m高度，白天光伏電站氣溫比周圍氣溫高出1.9 ℃，溫差在到達5～18 m的高度后消失。Fthenakis 等[13]分析了光伏電站內18個月的數據，表明光伏電站在夜晚基本完全冷卻，與熱島效應的特性有較大差別。

由目前的研究來看，大規模光伏電站的存在與熱島效應的形成并沒有強正相關性。但大多的工作基于理論模型的分析研究，模型的可靠性、適應性等有待驗證。不同條件、不同考慮方式下的研究可能會得到不同的結論。如果從能量平衡變換的角度進行光伏電站熱場分析，建立了熱量吸收發散模型，考慮了下墊面水汽、植被在熱傳導過程中的作用，可能會得出了與上述研究相反的結論。不同學者在不同情況下得出了相悖的結論，原因可能存在于評價環境與標準沒有得到統一。大規模光伏電站能否產生熱島效應，與其能量流失與吸收的水平有直接關系。不同地域氣候、地形、環境各有差異，需要細致區分不同地域影響因素特點，結合實際特征分析討論。

3.3 光伏電站輻射效應及其影響研究特點

光伏電站的整體氣候影響，需要結合全球氣候耦合模式進行討論，但目前國內外相關研究并不多見。大規模光伏電站對全球氣候的影響是一個多因素耦合作用。一些研究從不同角度進行了初步分析[46]。計算發現，光伏電站大面積的建設所產生的地表反射輻射變化對地球溫度的影響程度，遠不及相應碳變化帶來的影響。為了模擬大規模鋪設降溫型屋頂及安裝光伏發電系統給區域氣候帶來的影響，一種完全耦合的數值天氣預報模式（Weather research and forecasting）[50]被用于研究地表反射率、地表溫度、降水和云層覆蓋之間的相互作用。美國國家大氣研究中心胡愛學等[51]采用氣候系統模式CCSM4，通過修正地表反照率來模擬大規模光伏裝機對可能的局地和全球氣候影響，發現與對全球氣候的平均作用相比，對局地降水的影響可能更大。

當前關于光伏電站在地表附近產生的輻射效應及熱效應相關問題，并沒有形成系統的理論。局部地區相關研究可采用對比測量、模型分析等手段，全球效應分析一般采用模型分析法。相關模型具有多變量高耦合的性質，提取關鍵影響因子、厘清影響機理及重點影響方式，應當是下一步工作的重心。

4 結論

目前，針對大規模電站建設帶來的碳排放及能量回收問題已經有了較多的研究。通過對光伏產業鏈生命周期內不同方面的研究評價，絕大多數學者研究結論認為，大規模光伏電站具有經濟效益，能夠在一定時間內進行能量回收，并獲得環境效益。目前相關研究仍存在需要完善之處，制造工藝及相關技術的進步，使得光伏產業鏈中上下游多處碳排放情況發生變化，需要重新確定產業鏈中不同環節的碳排放情況。另外，需要更加科學地劃分光伏電站生命周期內的不同階段，將可控階段與不可控階段區分，減小不同條件給研究帶來的偏差。

國內關于大規模電站建成后的氣候影響研究并沒有得到足夠的重視，當前的研究也僅僅局限于小范圍。相比于國外，我國目前相關研究還較為落后，大部分研究集中于我國中西部地區光伏電站對局部地區的溫濕度、輻射、植被等影響，研究手段局限于現場觀測。對于大規模光伏電站的熱島效應作用以及可能存在的全球氣候的影響，缺乏明確、精準的論證與解釋。

大規模光伏電站對碳排放與地表能量收支平衡有一定的影響，對相關地區地表輻射水平、溫度狀況具有調節作用，對荒漠地區的生態環境具有潛在的正面促進作用。當前國內相關研究不具備系統性，相關工作仍然需要進一步深入探索。后續的研究中，需要尋找主要的影響因子、構建合理精確的理論模型；同時需要進一步展開實測研究，修正并驗證模型。大規模光伏電站對氣候環境的影響是個緩慢變化的過程，需要長期持續的觀察研究。