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为解决可再生能源土地利用争议，研究人员运用 PPGIS 情景法，发现其可提升决策公正性与可接受性。
在全球积极推动能源转型、大力发展可再生能源的浪潮下，土地资源的合理利用成为了一个关键且棘手的问题。以德国为例，该国立志在 2045 年实现气候中和，计划大幅提高可再生能源在电力消费中的占比，到 2030 年将这一比例从当前的 46% 提升至至少 80%，太阳能在其中扮演着举足轻重的角色。然而，随着光伏（Photovoltaic，PV）项目的不断推进，土地利用竞争日益激烈。地面光伏（Ground-mounted Photovoltaics，GM-PV）项目的扩张不仅引发了与农业用地的冲突，还面临着景观保护、生态平衡等多方面的挑战。同时，传统的能源情景开发多由专家主导，公众参与度极低，导致决策过程缺乏透明度和公众认可，进一步加剧了矛盾。在这样的背景下，开展一项能够协调各方利益、促进科学决策的研究显得尤为迫切。
来自德国卡尔斯鲁厄理工学院（Karlsruhe Institute of Technology，KIT）的 Christine R?sch 和 Elham Fakharizadehshirazi 针对上述问题展开了深入研究。他们运用公共参与地理信息系统（Public Participation Geographic Information System，PPGIS）情景法，对德国南部农村社区的土地利用限制和偏好进行了细致分析，旨在为可再生能源的土地利用决策提供科学依据和有效支持。该研究成果发表在《Energy, Sustainability and Society》杂志上，为解决可再生能源发展中的土地利用难题提供了新的思路和方法。
研究人员在此次研究中主要运用了 PPGIS 情景法和地理信息系统（Geographic Information System，GIS）分析技术。他们选取了德国莱茵兰 - 普法尔茨州的 Kandel 镇作为案例研究对象。Kandel 镇太阳能资源丰富，且在德国联邦州中 GM-PV 的扩张目标较高。研究团队首先通过社会现场特征分析，确定了相关利益相关者和市民，并邀请他们参与研讨会。在研讨会上，经验丰富的主持人引导参与者进行深入讨论，确定了 GM-PV 土地利用的限制和适宜性标准。随后，研究人员利用 PPGIS 和 GIS 技术，将这些标准转化为模型，评估了不同情景下 GM-PV 土地利用变化的可行性和影响。
GM-PV 土地利用限制
在 GM-PV 土地利用限制方面，研究发现，在分配的用于土地利用限制的 47 分中，40% 的分数被分配给 “无农业优质土壤和耕地”。这一结果反映出人们对当地农业和食品企业的担忧，优质耕地是农业生产的基础，失去这些土地将严重威胁农业和食品企业的生存，并且区域粮食生产对于保障粮食供应安全至关重要。32% 的分数被分配给自然保护区和生态价值较高的地区，参与者强调保护这些区域对于维护生物多样性的重要性。此外，28% 的分数用于限制城市景观和乡村景观受到破坏，参与者担心 GM-PV 的无序扩张会导致城市蔓延和景观破碎化，改变原本的文化景观风貌。
GM-PV 土地利用适宜性标准
在 GM-PV 土地利用适宜性标准方面，研究结果显示，密封区域，尤其是公共停车场，被认为是最适宜的区域，获得了土地利用偏好分配的 142 分中的 25%。令人意外的是，17% 的分数被分配给了农业用地，其中包括高速公路和双轨铁路沿线的农业用地，以及用于生产沼气的能源玉米田、草地和休耕地等。这表明在满足一定条件下，部分农业用地可用于 GM-PV 项目。此外，转换区域（如垃圾填埋场和前工业用地）获得了 15% 的偏好分数，建筑物（包括平屋顶）获得了 7% 的偏好分数。技术经济因素，如靠近电网、变电站或直接用电客户，以及 GM-PV 的适宜规模和简单的所有权结构等，也受到了一定程度的关注。
GM-PV 情景分析
研究人员将主要的限制和适宜性标准整合到 PPGIS GM-PV 模型中，基于国家和区域数据对不同情景进行了评估。在情景开发过程中，考虑了诸如避免使用优质耕地、保护生态价值区域、为城市发展预留缓冲带以及规定 GM-PV 的最小和最大面积等限制条件。同时，根据与高速公路和双轨铁路的距离、太阳能辐射、与电网的距离、区域朝向和坡度等因素确定了土地利用的适宜性标准。结果显示，尽管最初聚焦于 GM-PV，但由于研讨会参与者优先考虑在屋顶、停车场、垃圾填埋场和棕地等已密封区域应用光伏，研究也开发了不使用农业用地的情景。通过评估发现，Kandel 镇有 90 公顷的屋顶可用于 PV 扩展，但由于经济和社会条件的限制，其实际可实现的潜力受到一定影响。此外，研究还对不同情景下 GM-PV 的潜力进行了分析，结果表明，从情景 1 到情景 10，由于限制条件和适宜性要求的增加，GM-PV 的潜力逐渐减小。在情景 10 中，尽管限制条件最为严格，但仍有 0.4% 的镇域面积可用于 GM-PV，这一结果让研讨会参与者感到意外。
研究结论表明，PPGIS 情景法在解决可再生能源土地利用决策问题方面具有显著优势。它有效地促进了利益相关者和市民的参与，增强了决策过程的透明度和公正性，提高了土地利用决策的可接受性。通过定量评估和可视化不同情景，该方法能够更好地反映利益相关者和市民对土地利用变化的看法，为决策提供科学依据。然而，研究也指出，该方法在应用过程中存在一定的局限性，例如需要专业的指导和经验丰富的主持人来组织研讨会，且仅在一个城市的应用限制了研究结果的普适性。此外，研究还揭示了在可再生能源发展过程中，农民与能源生产者之间在农业用地用于可再生能源方面存在的矛盾，以及生物多样性保护与 GM-PV 项目之间的冲突。未来需要进一步研究如何在 PPGIS 情景法中更好地整合 GM-PV 对生态系统的影响，以实现可再生能源项目与生物多样性保护的协调发展。
总体而言，这项研究为可再生能源土地利用决策提供了一种创新的方法和实践案例，为其他地区解决类似问题提供了宝贵的参考经验，对于推动全球能源转型和可持续发展具有重要的意义。
