ยักษ์ใหญ่พลังงานแสงอาทิตย์ของจีนกำลังพลิกฟื้นทะเลทรายให้เขียวขจี พร้อมผลิตไฟฟ้าป้อนโครงข่าย

โอเอซิสที่ไม่คาดคิดใต้แผงโซลาร์เซลล์

เย่อตัว คนเลี้ยงสัตว์วัย 49 ปีในภาคตะวันตกเฉียงเหนือของจีน ยังจำความสิ้นหวังในปี 1998 ได้ หญ้าตามธรรมชาติหายไปจากทั่วทะเลทรายโกบีท่าลาทาน ทำให้วัวและแกะของเขาอดอยาก เขากับพ่อเดินทางไปยังหมู่บ้านห่างไกลเพื่อซื้อหญ้าแห้ง แล้วบรรทุกกลับด้วยรถสามล้อผ่านเส้นทางอันทุรกันดาร ระหว่างการเดินทางครั้งหนึ่ง เย่อตัวบาดเจ็บที่ข้อเท้าขณะลากรถเข็นที่บรรทุกของหนักเกินไป ทะเลทรายแห่งนี้มีพื้นที่เสื่อมโทรมจนกลายเป็นทะเลทรายถึง 98.5% ในช่วงปลายศตวรรษที่ผ่านมา เหลือเพียงพายุทรายและความยากลำบาก

ทุกวันนี้ เย่อตัวขี่มอเตอร์ไซค์ผ่านภูมิทัศน์ที่เปลี่ยนไปอย่างสิ้นเชิง แผงโซลาร์เซลล์สีน้ำเงินเข้มทอดยาวครอบคลุมพื้นที่ 162 ตารางไมล์ของดินแดนรกร้างในอดีต ณ อำเภอกงเหอ มณฑลชิงไห่ ใต้แผงเหล่านี้ แกะของเขาเล็มหญ้าเขียวชอุ่มที่ขึ้นหนาแน่นจนบางครั้งบดบังแผงโซลาร์เซลล์ ฝูงแกะของเขาเพิ่มจาก 200 ตัวเป็นกว่า 300 ตัว และรายได้ต่อปีเพิ่มขึ้นเกือบ 100,000 หยวน (ประมาณ 14,000 ดอลลาร์) ผืนดินเดียวกันกับที่เคยปล่อยพายุทรายเมื่อ 30 ปีก่อน บัดนี้ส่งออกทั้งไฟฟ้าสะอาดและเนื้อแกะคุณภาพพรีเมียมที่วางจำหน่ายภายใต้แบรนด์ “แกะพลังงานแสงอาทิตย์”

การเปลี่ยนแปลงที่อุทยานพลังงานแสงอาทิตย์กงเหอ ซึ่งเป็นโครงการผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ที่ใหญ่ที่สุดในโลกบนที่ราบสูงทิเบต มีความหมายมากกว่าโครงการด้านพลังงาน งานวิจัยที่ผ่านการประเมินโดยผู้ทรงคุณวุฒิและตีพิมพ์ในวารสาร Scientific Reports ยืนยันว่าโครงการนี้ทำให้ระบบนิเวศทั่วพื้นทะเลทรายดีขึ้นอย่างวัดผลได้ แผงโซลาร์เซลล์สร้างสภาพอากาศระดับจุลภาคที่เย็นและชื้นขึ้น ทำให้พืชพรรณเติบโตได้ดี และเปลี่ยนพื้นที่เกือบร้างชีวิตให้กลายเป็นระบบนิเวศที่ใช้งานได้ ซึ่งรองรับทั้งการผลิตไฟฟ้าหลายกิกะวัตต์และสัตว์เลี้ยงหลายพันตัว

เย่อตัวบรรยายการเปลี่ยนแปลงนี้ด้วยถ้อยคำที่สะท้อนความเป็นจริงทางเศรษฐกิจได้อย่างชัดเจน

ครอบครัวเรามีรายได้เกือบ 100,000 หยวนต่อปีจากการเลี้ยงแกะ ฝูงแกะของผมเพิ่มจาก 200 ตัวเป็นกว่า 300 ตัว และแกะของเราก็แข็งแรงสมบูรณ์ ชีวิตดีขึ้นมาก

ขยายโครงการบนหลังคาโลก

อุทยานพลังงานแสงอาทิตย์ท่าลาทานตั้งอยู่สูงเกือบ 10,000 ฟุตเหนือระดับน้ำทะเลบนที่ราบสูงชิงไห่-ทิเบต ซึ่งอากาศเบาบางและรังสีดวงอาทิตย์เข้มข้น เอื้อต่อการผลิตไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์ การก่อสร้างเริ่มขึ้นในปี 2012 โดยเป็นส่วนหนึ่งของฐานผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขนาด 10 ล้านกิโลวัตต์แห่งแรกของจีน ข้อมูลทางการระบุว่า ณ สิ้นปี 2024 อุทยานแห่งนี้มีพื้นที่มากกว่า 300 ตารางกิโลเมตร (116 ตารางไมล์) ขณะที่รายงานระหว่างประเทศบางฉบับระบุว่าพื้นที่ทั้งหมดรวมโครงการที่เกี่ยวข้องอยู่ที่ 162 ตารางไมล์

โครงการนี้มีขนาดใหญ่กว่าสถานประกอบการประเภทเดียวกันในสหรัฐฯ อย่างมาก ปัจจุบันพื้นที่โครงการทั้งหมดมีบริษัทพลังงาน 91 แห่ง รวมถึงบริษัทพลังงานแสงอาทิตย์ 63 แห่งและผู้ประกอบการพลังงานลม 28 แห่ง มีกำลังการผลิตติดตั้งที่เชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้ารวม 17.73 ล้านกิโลวัตต์ สายส่งไฟฟ้าแรงสูงนำกระแสไฟฟ้าไปยังศูนย์กลางอุตสาหกรรมที่อยู่ห่างออกไปกว่า 1,000 ไมล์ เพื่อรองรับตลาดรถยนต์ไฟฟ้าที่ขยายตัวและศูนย์ข้อมูลปัญญาประดิษฐ์ของจีน เฉพาะปีที่แล้ว การก่อสร้างโครงการพลังงานใหม่ในพื้นที่นี้สร้างงานให้เกษตรกรและผู้เลี้ยงสัตว์ในท้องถิ่นกว่า 3,000 ตำแหน่ง

การเลือกทำเลแห่งนี้มีเหตุผลในทางปฏิบัติ ทะเลทรายโกบีท่าลาทานมีพื้นที่กว้างใหญ่และราบเรียบ มีการใช้ประโยชน์ที่ดินแข่งขันกันน้อย และได้รับแสงอาทิตย์มากที่สุดแห่งหนึ่งของโลก ที่ราบสูงแห่งนี้ได้รับแสงอาทิตย์เข้มข้นกว่าพื้นที่ระดับน้ำทะเลมาก เพราะชั้นบรรยากาศเบาบางกว่า อย่างไรก็ตาม ปัจจัยเดียวกันกับที่ทำให้พื้นที่นี้เหมาะแก่การติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ ทั้งรังสีเข้มข้นและสภาพแห้งแล้ง ก็เป็นอุปสรรคต่อการเติบโตของพืชและมีส่วนทำให้เกิดความเสื่อมโทรมเป็นทะเลทรายอย่างรุนแรงมาเป็นเวลานาน

ร่มเงาเปลี่ยนระบบนิเวศทะเลทรายอย่างไร

การเปลี่ยนแปลงทางนิเวศวิทยาใต้แผงโซลาร์เซลล์ท้าทายความเชื่อทั่วไปเกี่ยวกับการพัฒนาอุตสาหกรรมในพื้นที่เปราะบาง นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีซีอานใช้กรอบ DPSIR (แรงขับเคลื่อน แรงกดดัน สถานะ ผลกระทบ และการตอบสนอง) ซึ่งเป็นเครื่องมือประเมินที่พัฒนาขึ้นโดยสำนักงานสิ่งแวดล้อมยุโรป เพื่อวัดตัวชี้วัดทางนิเวศวิทยา 57 รายการในพื้นที่กงเหอ ผลการศึกษาที่ตีพิมพ์ในปี 2024 พบว่า พื้นที่ใต้แผงโซลาร์เซลล์มีคะแนนสุขภาพทางนิเวศวิทยาโดยรวม 0.4393 สูงกว่าพื้นที่รอยต่อ (0.2858) และพื้นที่ทะเลทรายที่ไม่ถูกรบกวน (0.2802) อย่างมีนัยสำคัญ

นักวิจัยที่ติดตามการเปลี่ยนแปลงทางนิเวศวิทยาบันทึกพัฒนาการด้านสภาพดินใต้แผงโซลาร์เซลล์ที่วัดผลได้

การมีแผงโซลาร์เซลล์เปลี่ยนสมดุลพลังงานบนพื้นผิว เราพบว่ากิจกรรมทางชีวภาพใต้แผงสูงกว่าบริเวณทะเลทรายโล่งโดยรอบ

กลไกเบื้องหลังการเปลี่ยนแปลงนี้เรียบง่ายกว่าที่คิด แผงโซลาร์เซลล์ช่วยบังแสงแดดโดยตรง ทำให้อุณหภูมิพื้นดินลดลงและการระเหยช้าลง ความชื้นอันมีค่าจึงคงอยู่ในดินได้นานขึ้น ทั้งที่ปกติจะหายไปภายในไม่กี่ชั่วโมง ข้อมูลการสำรวจระยะไกลจากดาวเทียมระบุว่า ความเร็วลมในอุทยานพลังงานแสงอาทิตย์ลดลง 50% ขณะที่การระเหยความชื้นจากดินลดลง 30% งานวิจัยปี 2025 ในวารสาร Frontiers in Environmental Science พบว่า ดินใต้แผงแบบติดตั้งคงที่มีน้ำมากกว่าพื้นดินเปิดโล่งใกล้เคียงประมาณ 75%

การดูแลรักษายังช่วยเพิ่มน้ำให้แก่พื้นที่ด้วย แผงโซลาร์เซลล์ต้องได้รับการทำความสะอาดเป็นประจำเพื่อกำจัดฝุ่นที่ทำให้ประสิทธิภาพลดลง และน้ำที่ไหลจากการทำความสะอาดจะซึมลงสู่ดินใต้แผง ในทะเลทรายท่าลาทาน น้ำปริมาณเล็กน้อยที่เติมเข้ามาอย่างสม่ำเสมอ เมื่อรวมกับการระเหยที่ลดลง ทำให้หญ้าเติบโตสูงเกินหนึ่งเมตรในบางพื้นที่ ข้อมูลจากบริษัทสเตตพาวเวอร์อินเวสต์เมนต์คอร์ปอเรชันลิมิเต็ดและมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีซีอานระบุว่า พื้นที่ปกคลุมด้วยพืชพรรณในอุทยานมีสัดส่วนถึง 80%

สภาพแวดล้อมระดับจุลภาคที่ช่วยบรรเทาความรุนแรงเหล่านี้เอื้อให้พืชทนแล้งและจุลินทรีย์ในดินตั้งตัวได้ ร่มเงาช่วยลดความผันผวนของอุณหภูมิในแต่ละวันที่สร้างความเครียดให้พืช ขณะที่โครงสร้างแผงช่วยเปลี่ยนทิศทางลม ซึ่งหากไม่มีสิ่งกีดขวาง ลมอาจพัดหน้าดินและต้นกล้าอ่อนให้หลุดหายไป ผลลัพธ์คือวงจรที่เสริมแรงตัวเอง เมื่อความชื้นในดินที่เพิ่มขึ้นช่วยให้พืชเติบโต พืชก็ช่วยยึดเกาะดินและลดฝุ่นให้มากขึ้น

การปฏิวัติระบบเกษตรร่วมพลังงานแสงอาทิตย์

การฟื้นคืนของพืชพรรณสร้างความท้าทายที่ผู้ดำเนินงานโครงการพลังงานแสงอาทิตย์ไม่คาดคิด เมื่อหญ้าใต้แผงขึ้นหนาแน่น ก็เริ่มบดบังแสงและลดประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้า ในฤดูหนาว พืชแห้งยังเสี่ยงทำให้เกิดไฟไหม้ ช่วงแรกบริษัทต่างๆ จ้างคนงานมาถางหญ้าด้วยมือ ซึ่งมีค่าใช้จ่ายสูงและใช้แรงงานมาก

ในปี 2018 ผู้ดำเนินงานหันไปขอความช่วยเหลือจากผู้เลี้ยงสัตว์ในท้องถิ่น และแนวทางนี้ได้กลายเป็นต้นแบบของการผสานเกษตรกรรมกับพลังงานแสงอาทิตย์ที่นำไปใช้ทั่วโลก ปัจจุบันผู้เลี้ยงสัตว์อย่างเย่อตัวปล่อยแกะเข้าไปเล็มหญ้าใต้แผงได้โดยไม่เสียค่าใช้จ่าย ช่วยควบคุมพืชพรรณตามธรรมชาติและไม่ต้องใช้สารกำจัดวัชพืชหรือเครื่องจักรถางหญ้า ช่างเทคนิคปรับโครงสร้างให้รองรับสัตว์ โดยขยายระยะห่างระหว่างแถวแผงจากสามเมตรเป็นห้าเมตร และเพิ่มความสูงของโครงยึดจาก 50 เซนติเมตรเป็น 1.5-1.8 เมตร

การจัดการเช่นนี้ให้ประโยชน์แก่ทั้งสองฝ่าย แกะได้หลบแดดในวันที่ร้อนจัดของฤดูร้อน และมีหญ้าคุณภาพดีให้กินอย่างอุดมสมบูรณ์ เพราะสภาพแวดล้อมระดับจุลภาคดีขึ้น “แกะพลังงานแสงอาทิตย์” ได้รับการยอมรับในด้านคุณภาพ โดยผู้เลี้ยงสัตว์พัฒนาเป็นผลิตภัณฑ์แบรนด์หนึ่งที่จำหน่ายทั่วประเทศผ่านแพลตฟอร์มอีคอมเมิร์ซ แกะแต่ละตัวมีบัตรประจำตัวดิจิทัลในรูปแบบคิวอาร์โค้ดติดที่หู ซึ่งบันทึกข้อมูลอายุ ประวัติการฉีดวัคซีน และเจ้าของ

เขตปกครองได้จัดตั้งทุ่งเลี้ยงสัตว์เชิงนิเวศใต้แผงโซลาร์เซลล์ 32 แห่ง และจุดรวมเลี้ยงสัตว์ 56 แห่งภายในอุทยานพลังงานแสงอาทิตย์ เพื่อรองรับ 18 หมู่บ้านโดยรอบที่เลี้ยงแกะรวมกันมากกว่า 20,000 ตัวต่อปี อุทยานแห่งนี้ผลิตหญ้าได้ประมาณ 118,000 ตันต่อปี ซึ่งตามทฤษฎีแล้วเพียงพอสำหรับแกะ 200,000 ตัว เฉพาะปี 2023 การจำหน่ายแกะพลังงานแสงอาทิตย์สร้างรายได้รวม 11 ล้านหยวนให้แก่ผู้เลี้ยงสัตว์ ขณะที่ 173 หมู่บ้านที่เคยยากจนมีรายได้ 67 ล้านหยวนจากธุรกิจที่เกี่ยวข้องกับพลังงานแสงอาทิตย์

หลักฐานจากพื้นที่อื่นนอกเหนือจากชิงไห่

นักวิทยาศาสตร์ย้ำว่า การสังเกตการณ์ในพื้นที่แห่งเดียวต้องมีการทำซ้ำเพื่อยืนยันข้อสรุปด้านนิเวศวิทยา รูปแบบคล้ายกันนี้เกิดขึ้นในโครงการพลังงานแสงอาทิตย์แห่งอื่นๆ ตามทะเลทรายทั่วจีน บ่งชี้ว่าปรากฏการณ์ที่กงเหอเป็นแนวโน้มในวงกว้าง ไม่ใช่ความผิดปกติเฉพาะพื้นที่ ในทะเลทรายคูบูฉี การพัฒนาตลอด 30 ปีได้เปลี่ยนภูมิภาคที่เคยส่งออกพายุทรายให้กลายเป็นพื้นที่ที่สถานีไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์จุนหมาผลิตไฟฟ้าไปพร้อมกับเอื้อต่อการเติบโตของไม้พุ่ม พุ่มไม้ และสัตว์ป่า รวมถึงสุนัขจิ้งจอกและกระต่ายป่า

บทวิเคราะห์ฉบับครอบคลุมที่ตีพิมพ์ในวารสาร Journal of Environmental Management ศึกษาทะเลทรายสำคัญ 12 แห่งของจีน โดยใช้ข้อมูลการสำรวจระยะไกลระหว่างปี 2010-2018 ผลการศึกษาพบว่า ในช่วงเวลาดังกล่าว โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขยายพื้นที่จากศูนย์เป็น 102.56 ตารางกิโลเมตร และพื้นที่สีเขียวภายในโครงการมีขนาด 30.80 ตารางกิโลเมตร คิดเป็น 30% ของพื้นที่ฟาร์มพลังงานแสงอาทิตย์ทั้งหมด นักวิจัยระบุว่าปัจจัยหลักคือโครงการควบคุมการกลายเป็นทะเลทรายด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ที่นำโดยรัฐบาล ประกอบกับสภาพภูมิอากาศที่เอื้ออำนวย

หลักการเดียวกันนี้กำลังถูกทดสอบนอกประเทศจีนเช่นกัน โครงการเน็กซัสในแคลิฟอร์เนียกำลังศึกษาว่า การติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์เหนือคลองฮิกแมนทางตะวันออกของซานฟรานซิสโกจะช่วยประหยัดน้ำได้ 63,000 ล้านแกลลอนด้วยการป้องกันการระเหยหรือไม่ แม้ขนาดโครงการจะแตกต่างจากการฟื้นฟูพื้นที่ทะเลทราย แต่หลักฟิสิกส์พื้นฐานเหมือนกัน ร่มเงาช่วยลดการสูญเสียน้ำและควบคุมอุณหภูมิให้เหมาะสม เปิดโอกาสให้ปลูกพืชหรืออนุรักษ์น้ำในพื้นที่แห้งแล้งได้

ศักยภาพ ขนาดโครงการ และข้อควรระวัง

แม้ประโยชน์ทางนิเวศวิทยาในพื้นที่โครงการต่างๆ จะดูมีหลักฐานรองรับชัดเจน แต่นักวิจัยเตือนว่าไม่ควรขยายโครงการโดยปราศจากการประเมิน แบบจำลองภูมิอากาศชี้ว่า การติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ในขนาดใหญ่มากอาจเปลี่ยนรูปแบบการไหลเวียนของอากาศในภูมิภาค และอาจส่งผลต่อพื้นที่รับฝนที่อยู่ห่างไกลจากแผงโซลาร์เซลล์ การเปลี่ยนแปลงค่าการสะท้อนแสงของพื้นผิว (อัลบีโด) และการกระจายความร้อนอาจส่งผลต่อเนื่องนอกเขตอุทยาน

ประโยชน์ที่เกิดขึ้นยังขึ้นอยู่กับการออกแบบและการบำรุงรักษาอย่างมาก ความสูงของแผง ระยะห่างระหว่างแถว และทิศทางการติดตั้ง ล้วนมีผลอย่างมากต่อปริมาณแสงและความชื้นที่ลงถึงพื้น การติดตั้งแผงในแนวตะวันออก-ตะวันตกอาจกระจายแสงได้สม่ำเสมอกว่าการหันแผงไปทางทิศใต้ หากไม่มีมาตรการควบคุมการพังทลายของดินและจัดการน้ำอย่างเหมาะสม ผลดีที่เกิดขึ้นอาจเปราะบางหรืออยู่ได้เพียงชั่วคราว การเลือกพื้นที่ยังคงเป็นเรื่องสำคัญ โครงการต้องหลีกเลี่ยงถิ่นอาศัยที่เปราะบางและเส้นทางอพยพของสัตว์

การติดตามผลระยะยาวเป็นอีกหนึ่งความท้าทาย ฟาร์มพลังงานแสงอาทิตย์ส่วนใหญ่ในทะเลทรายเหล่านี้ดำเนินงานมาไม่ถึง 15 ปี นักวิทยาศาสตร์จำเป็นต้องมีข้อมูลหลายสิบปีเพื่อระบุว่าพืชพรรณที่เพิ่มขึ้นจะคงอยู่ต่อไปหรือไม่เมื่อโครงการมีอายุมากขึ้น รูปแบบการสะสมฝุ่นจะเปลี่ยนไปอย่างไร และสภาพแวดล้อมระดับจุลภาคที่เปลี่ยนแปลงไปจะส่งผลที่ไม่คาดคิดต่อความหลากหลายทางชีวภาพหรือเคมีในดินของท้องถิ่นหรือไม่

สรุปประเด็นสำคัญ

• อุทยานพลังงานแสงอาทิตย์กงเหอในมณฑลชิงไห่ ครอบคลุมพื้นที่ 162 ตารางไมล์บนที่ราบสูงทิเบต และเป็นโครงการพลังงานแสงอาทิตย์บนพื้นที่สูงที่ใหญ่ที่สุดในโลก
• งานวิจัยทางวิทยาศาสตร์ยืนยันว่าแผงโซลาร์เซลล์สร้างสภาพแวดล้อมระดับจุลภาคที่เย็นและชื้นขึ้น ทำให้พื้นที่ปกคลุมด้วยพืชพรรณภายในอุทยานเพิ่มขึ้นเป็น 80% จากเดิมที่เกือบทั้งหมดกลายเป็นทะเลทราย
• ความชื้นในดินใต้แผงเพิ่มขึ้นประมาณ 75% เมื่อเทียบกับพื้นที่ทะเลทรายที่เปิดโล่ง ขณะที่ความเร็วลมลดลง 50%
• ผู้เลี้ยงสัตว์ในท้องถิ่นปล่อยแกะกว่า 20,000 ตัวเข้าไปเล็มหญ้าใต้แผง ตามรูปแบบที่เรียกว่าเกษตรกรรมร่วมกับพลังงานแสงอาทิตย์ สร้างรายได้หลายล้านหยวนและช่วยจัดการพืชพรรณตามธรรมชาติ
• งานวิจัยในทะเลทราย 12 แห่งของจีนพบว่า พื้นที่ฟาร์มพลังงานแสงอาทิตย์ 30% มีพืชพรรณเขียวขจีเพิ่มขึ้นอย่างชัดเจน แต่นักวิทยาศาสตร์เตือนว่ายังจำเป็นต้องติดตามผลระยะยาวและเลือกพื้นที่อย่างรอบคอบ