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中國(guó)空氣污染使光伏生產(chǎn)潛力降低13%
日期:2019-07-25   [復(fù)制鏈接]
責(zé)任編輯:yuguo 打印收藏評(píng)論(0)[訂閱到郵箱]
編者按:盡管中國(guó)政府努力改善空氣質(zhì)量,但部分地區(qū)的空氣污染仍在惡化,表面太陽(yáng)輻射的變化似乎正在對(duì)中國(guó)巨大的太陽(yáng)能發(fā)電陣容造成損害。


在關(guān)于污染對(duì)人類健康和中國(guó)生態(tài)系統(tǒng)的有害影響的許多擔(dān)憂中,一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),減少空氣污染的新措施將有助于中國(guó)充分發(fā)揮光伏發(fā)電的潛力。 截至去年年底,中國(guó)太陽(yáng)能規(guī)模累計(jì)達(dá)到了174.63吉瓦,遠(yuǎn)超110吉瓦的光伏發(fā)電產(chǎn)能發(fā)展目標(biāo)。按照目前的速度,這個(gè)全球最大太陽(yáng)能市場(chǎng)有望在2030年實(shí)現(xiàn)其400吉瓦的裝機(jī)容量目標(biāo),占到一次能源的10%,并支持其實(shí)現(xiàn)用非化石燃料發(fā)電20%的巴黎氣候協(xié)議承諾。

然而,蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院(ETH Zurich)和阿姆斯特丹大學(xué)(University of Amsterdam)的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),太陽(yáng)能在國(guó)家能源結(jié)構(gòu)中所占的份額不僅取決于安裝速度,還受空氣污染水平的影響。

研究人員們分析了1960年至2015年間中國(guó)119個(gè)測(cè)量站的觀測(cè)日照數(shù)據(jù),以估算出在此期間天空變暗的程度。他們將面板的安裝角度,即如何傾斜面板以吸收太陽(yáng)輻射,與所收集數(shù)據(jù)聯(lián)系起來(lái)。在為了量化空氣污染在減少太陽(yáng)光線方面的作用,將光線變暗水平與工業(yè)排放數(shù)據(jù)加以關(guān)聯(lián)之后,研究人員發(fā)現(xiàn),在55年的研究時(shí)間跨度中,太陽(yáng)輻照度下降了11至15%。

另一種假設(shè)情景


該研究稱,如果中國(guó)能夠恢復(fù)到20世紀(jì)60年代的輻射水平,其2016年太陽(yáng)能發(fā)電容量可以產(chǎn)生多出12至13%的電力,相當(dāng)于額外增加14太瓦時(shí)。研究的作者寫(xiě)道,按中國(guó)2030年時(shí)的預(yù)期太陽(yáng)能發(fā)電容量,將得到額外51至74太瓦時(shí)的太陽(yáng)能發(fā)電量。并且他們補(bǔ)充說(shuō),相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)效益可能在2016年達(dá)到19億美元,在2030年達(dá)到46至67億美元。

受人口因素推動(dòng)的氣溶膠排放和云量變化被認(rèn)為是導(dǎo)致中國(guó)太陽(yáng)輻射變?nèi)醯膬蓚€(gè)主要因素??諝馕廴緯?huì)通過(guò)三種方式影響太陽(yáng)能發(fā)電:顆粒物質(zhì)積聚在光伏電池板上、氣溶膠粒子通過(guò)散射或吸收太陽(yáng)輻射的方式相互作用;以及通過(guò)如二氧化硫(SO2)與其他污染物的反應(yīng)引起云層形成,從而增加云的反射率和持續(xù)時(shí)間,并減少到達(dá)地球表面的太陽(yáng)輻射。

研究表明,1996年至2010年間,中國(guó)估計(jì)有91%的二氧化硫排放來(lái)自燃煤,并以工業(yè)和發(fā)電為主。在同一時(shí)期,細(xì)顆粒物PM2.5的主要成分——黑碳由于住宅和工業(yè)用煤(41%)和生物質(zhì)消耗(33%)而被排放出來(lái)。然而,自20世

紀(jì)90年代初以來(lái),隨著中國(guó)的空氣污染控制政策和人口變化,二氧化硫和黑碳的氣溶膠排放因素已經(jīng)下降。

2013年初,隨著數(shù)十座城市嚴(yán)重受困于霧霾,中國(guó)政府對(duì)空氣污染宣戰(zhàn),并加大措施,規(guī)范PM2.5的排放。根據(jù)綠色和平東亞分部(Greenpeace East Asia)的分析,從2013年到2018年,74個(gè)主要城市的PM2.5危險(xiǎn)氣載顆粒數(shù)量下降了33%。然而,根據(jù)中國(guó)生態(tài)環(huán)境部的數(shù)據(jù),從1月到4月,華北被霧霾籠罩的京津冀津地區(qū)的污染數(shù)據(jù)增長(zhǎng)了8%。

雖然這種喜憂參半的結(jié)果引發(fā)了人們對(duì)中國(guó)治污戰(zhàn)爭(zhēng)勢(shì)頭減弱的擔(dān)憂,但中央政府一直在努力說(shuō)服觀察者,今年減少污染的努力不會(huì)放松,因?yàn)橹袊?guó)經(jīng)濟(jì)將降至1990年以來(lái)的最低增長(zhǎng)率。

更多收益

雖然凈化空氣需要大量投資,但蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院和阿姆斯特丹大學(xué)的研究報(bào)告的作者認(rèn)為,如果更廣泛地采用這些污染控制措施,太陽(yáng)能產(chǎn)能可能會(huì)增加并顯著抵消污染控制的成本。“所觀測(cè)到的表面輻射與二氧化硫和黑碳排放之間的關(guān)系表明,嚴(yán)格的空氣污染控制措施,加上減少化石燃料消耗量,將使表面輻射增加,”發(fā)表在Nature Energy上的這份研究這樣提出。

近年來(lái),空氣污染及其對(duì)太陽(yáng)能光伏輸出的影響已引起研究者們的關(guān)注。杜克大學(xué)(Duke University)的科學(xué)家們與甘地訥格爾印度理工學(xué)院(Indian Institute of Technology)和威斯康星大學(xué)麥迪遜分校(University of Wisconsin at Madison)的同行們發(fā)表的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),世界部分地區(qū)太陽(yáng)能電池板上氣載顆粒的積聚可能會(huì)使能量輸出減少四分之一以上,這就包括空氣污染極為嚴(yán)重的中國(guó)和印度。 蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院氣候政策小組的先前研究發(fā)現(xiàn),完全消除電力、運(yùn)輸、工業(yè)和家用部門的排放將使中國(guó)的所有太陽(yáng)能系統(tǒng)在2040年每年產(chǎn)生額外的85至158太瓦時(shí)電力。這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),額外增加的太陽(yáng)能發(fā)電量將為中國(guó)電力行業(yè)帶來(lái)高達(dá)101億美元的收益。

原標(biāo)題: 中國(guó)空氣污染使光伏生產(chǎn)潛力降低13%
 
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