水产光伏协同系统(Aquavoltaics)的全球发展趋势：可持续水产养殖与清洁能源共生的创新路径

为解决水产养殖业高能耗、土地资源冲突及温室气体排放问题，研究人员开展水产光伏协同系统(AV)研究，通过文献计量与案例分析法揭示其技术演进、生态经济效益及全球分布趋势。结果表明AV系统自2014年起实现集约化发展，装机容量快速扩张，为智慧渔业与能源转型提供新范式。该研究为跨学科资源整合提供理论支撑，发表于《Renewable Energy》。

　　

在全球能源转型与粮食安全双重挑战下，传统水产养殖业因高能耗、土地占用和碳排放问题陷入发展瓶颈。据统计，该行业贡献了显著比例的温室气体排放，且面临电力供应不稳定等技术痛点。如何实现渔业生产与清洁能源的协同发展，成为亟待破解的难题。

黑龙江省重点研发计划项目团队在《Renewable Energy》发表研究，通过文献计量分析与全球案例综述，系统评估水产光伏协同系统(Aquavoltaics, AV)的发展动态。这项跨学科研究首次整合了能源、环境与农业领域数据，揭示AV技术如何通过水面光伏模块实现"上发电下养鱼"的双重效益。

研究采用两大关键技术：基于Web of Science的文献计量学分析（检索"land-utilization"与"photovoltaic"组合关键词），以及全球23个典型AV项目的实证案例对比。样本覆盖亚洲、欧洲和北美等主要实施区域，时间跨度为1997-2023年。

分析文献计量表现
通过452篇文献的时序分析发现，AV研究在2014年后呈现爆发式增长，2023年达到峰值。2011与2015年出现异常高被引论文，暗示这两个年份存在关键技术突破。

全球项目分布特征
装机容量数据显示，AV系统从实验室阶段快速过渡到商业化应用，中国、日本和德国成为主要实施国。水面光伏的反射效应被证实可降低水温波动，促进鱼类生长。

生态经济效益
案例研究表明，AV系统能减少单位产量30-45%的能源消耗，同时通过藻类固碳实现生物碳捕获。但组件阴影分布需优化以避免影响水生生态系统。

挑战与对策
研究指出四大核心挑战：光伏板对水体pH值的影响、运维成本控制、极端天气适应性，以及退役组件回收标准缺失。建议建立全生命周期评估体系。

结论与展望
该研究证实AV系统能同步提升土地利用率（达160%）与能源效率，为联合国可持续发展目标(SDGs)中的"清洁能源"和"水下生物"目标提供实践路径。团队提出未来应重点开发智能光伏跟踪系统、生态影响预测模型，以及制定组件回收法规。黑龙江省的"开放赛马制"项目验证了该模式在寒地水域的可行性，为高纬度地区应用提供新思路。

研究创新性在于构建了AV技术成熟度评估框架，其结论已被纳入中国农业农村部《水产养殖减排固碳实施方案》。随着光伏成本持续下降，预计到2030年全球AV装机容量将突破50GW，成为渔业能源革命的关键驱动力。