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可再生能源谣言背后的深层来源及其影响

中国的可再生能源发展已经超过十年了,中国也用这十几年的时间成为全球第一大可再生能源国家。所以,从事可再生能源的人对自己的行业一向是比较自豪的。但是笔者认为,这个行业之外的大多数人其实并不真正了解可再生能源,甚至常常有令人啼笑皆非的谣言传出来。

这么多年,你是否听过下面的任何一条对可再生能源的描述:雾霾就是风电装了太多造成的;光伏安装多了,会有电磁,对周围的人不好;风电转起来会把鸟弄死;光伏发电是清洁的,但是生产过程污染严重;光伏组件生产过程的耗电量和自身发电量相等,不划算;光伏都是骗补贴的,浪费全社会的钱;风电、光伏改变风水,装在猪舍上导致猪不孕不育。

作为可再生能源的研究者,除了觉得这些描述荒诞、甚至魔幻,其实我们应该想一想,为什么这些传言会出现并流传广泛;作为从业者,我们又应该怎样正本清源,让行业以外的公众得到客观、正确的信息?

为什么关于可再生能源的谣言这么多?

笔者认为,主要问题还是出在新能源的这个“新”字上。

“新”意味着时间很短,大家不够了解。这种不了解,一方面表现为对可再生能源原理本身的不熟悉,另一方面则表现为各种先入为主、即使已经通过技术进步得以解决也依然无法扭转的刻板印象。而大多数关于可再生能源的的谣言,也正由这两种“不了解”所导致。

以下,笔者将以几个最常见的谣言为例,并试着辨析其背后隐含的“不了解”和“刻板印象”的深层来源及其影响,试图寻找厘清问题,正本清源的方法。

谣言一:风电安装太多导致雾霾加剧?风速下降的真正原因是全球气候变化

关于风电的谣言,“北京周边风电安装太多导致风速下降,是造成北京雾霾严重的原因”恐怕不得不提。我们当然知道这是无稽之谈,但其实不应该对其不屑一顾。

不同于其他的环境污染,空气污染无差别地影响着每个人最基本的生活质量,因此人人痛恨、一定要找出元凶将其解决。也因此,这个谣言对风电、甚至是可再生能源的公众形象都会造成很不好的影响。

想要反驳这个谣言并不难。从常识来看,全球范围内,北京并不是唯一一个受雾霾困扰的城市,伦敦和洛杉矶都曾饱受雾霾之苦,那会儿可没有什么风电,那里的雾霾又该赖谁呢?

其实雾霾的根本问题还是污染物排放总量在单一地区太高了。那么风电的装机到底有没有造成风速减弱?并且很多人直观感受现在北京的风比20年前要小很多,又是怎么回事?

其实这也能从原理上解释清楚。中国科学院气象学博士后李汀在《风力发电真能“偷走北京的风”?》一文中通过国内外的相关研究进行了解释:

李汀博士在文中引用了《Nature》杂志的一篇通讯文章,气象学家Robert Vautard及其团队利用区域气候模型,对欧洲2012年全部风力发电场、以及截至2020年即将建设的风力发电场进行了测定。结论显示风力发电场对气候产生的影响非常微小,甚至不如自然气候本身的变率大。

他还引用了国家气候中心在河北北部及其周边内蒙古区域内的研究,监测与风电场集中建设区域较为接近的共计12个气象站的地面风速及其成因。研究结果表明,这12个气象站的地面风速自1961-2013年间一直都在减弱,其原因主要是全球性的气候变化和城市化进程,而并非2006-2010年间的风电开发所致。

从这些案例可以看出,风力发电站并不是风速下降的主要原因,因为风电站导致空气污染加剧就更谈不上了。风速下降的主因还是全球气候变化,这一现象不仅发生在北京,在全球都是如此。如果想解决北京的雾霾,只能靠减少排放来治本,至于这部分成本怎么分摊又是另一个范畴的问题了。

谣言二:风力发电机影响候鸟迁徙?几十年来多项研究显示事实并非如此

关于风电的第二个谣言是风力发电机会对候鸟迁徙造成严重影响。的确,大型风机对鸟类、特别是夜间迁徙的候鸟可能造成的危害,是风电站建设需要考虑的主要环境影响之一。

关于这方面的研究早在几十年前就开始了。1976年-1977年秋冬候鸟迁徙高峰期间,美国鸟类专家罗格艾特埃奥尔在位于美加边境的安大略湖南岸候鸟重要迁徙地,对俄亥俄州普拉姆布鲁克的MOD-O型风力发电机进行了连续28晚的观察研究,得到如下结论:“风力发电机看来并不总是对大量夜间飞行的鸟类构成致命危险,即使是在相当高的迁徙密度和低云层、有雾情况下也是如此。”

美国2013年的一个研究向我们展示了以下数据:高楼对鸟类的影响是风机的5000多倍,而家猫的影响是风机的1000多倍;每10000只死于人类活动的鸟类中,只有不到1只是因为风机。这些数据说明,在不知不觉中,人类的其他活动对鸟类的影响远超于风机。

事实上,随着技术的进步,风电场可以采用对鸟类更友好的设计、雷达辅助关停技术等,减少风机的负面影响。而随着“生态红线”概念的出现,我国对于风电场选址的相关规定也越来越完善和严格。在候鸟保护区、珍稀动植物地区、候鸟迁徙路径等区域的项目不会得到建设批文,以确保我们在获得清洁电力的同时不破坏生态环境。

谣言三:光伏从生产到发电都会污染环境?真实的光伏行业已经是高端制造业

如果说关于风电的谣言看起来好像还挺有逻辑,关于光伏的谣言就是完全不过脑了。光伏谣言第一位当属“生产光伏组件的耗电量基本等于光伏组件全寿命周期所发的电量;而且光伏在生产过程污染很严重,中国火电生产的光伏组件供应国外新能源市场,是把污染留在国内、清洁电力让外国人用了。”

说句题外话,听到这样的话,欧盟和美国的政策制定者估计都要气哭了,他们费尽心力搞双反、贸易战就是希望能把自己国内的光伏组件制造业拉起来,到了中国这边竟然是牺牲我国内的电力、供应外国了。

这个谣言可以分解为两个问题,第一,光伏组件全部生产耗电到底有多少,是不是等于自身未来20年的全部发电;第二,光伏组件的生产过程中,到底污不污染环境。

问题一:光伏组件生产环节的耗电量到底有多少

关于第一个问题,中国光伏行业协会秘书处沿用原中国光伏产业联盟副秘书长严大洲等专家的方法,测算了光伏全产业链的能耗水平,结果显示光伏产品制造过程中所消耗的能源仅需光伏电池发电1.17年即可收回。

光伏行业产业链如下所示,要经历多个过程,硅石才能变成我们看到的能发电的组件。

image.png

图为晶体硅太阳电池产业链

根据中国光伏协会《关于光伏行业所谓的“高耗能”问题分析》一文的测算,光伏发电从硅石到系统的总能耗为1.52kwh/Wp。中国西北部的太阳能资源丰富,光伏发电系统的年满发平均利用小时数1500小时以上,中东部约为1100小时,取两者平均值1300小时,即每峰瓦太阳电池一年可以发出1.3kWh电。由此可以计算出光伏发电的能量回收期:EPT(Energy Payback Time) = 1.52/1.3 = 1.17年(能量回收期EPT= 制造光伏系统的全部能耗/光伏发电系统年发电量)

即在晶体硅电池实现发电后,只需要1.17年就可以收回生产过程中所消耗的电力,先进产能则仅需1年左右。而太阳能组件的质保普遍在25年,有些甚至达30年,太阳能电池在全寿命周期内,都是生产清洁电力。

值得一提的是,近年中国光伏制造的能耗下降非常迅速,2006年中国光伏产业链平均综合电耗约为300千瓦时/千克;2015年工信部《光伏制造行业规范条件》规定现有项目综合电耗须小于120千瓦时/千克,新建和改扩建项目须小于100千瓦时/千克,占2006年中国光伏产业链平均综合电耗的三分之一。我们完全有理由期待更加节能的光伏产业链。

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