編者按:李克強總理在領導小組會議上強調要繼續(xù)發(fā)展太陽能發(fā)電等清潔能源。光伏發(fā)電是優(yōu)良的低碳能源,實現(xiàn)光伏產業(yè)清潔生產可獲得環(huán)境保護、降低成本的雙贏。報告指出,光伏發(fā)電在使用過程中完全零排放,而在光伏制造過程中的能耗和碳排放,只是化石能源的5%-10%。
2019年7月11日,中共中央政治局常委、國務院總理、國家應對氣候變化及節(jié)能減排工作領導小組組長李克強主持召開領導小組會議。
李克強總理說,各部門要形成合力,深入推進節(jié)能減排工作。一要聚焦重點領域,大力推行工業(yè)清潔生產、交通節(jié)能減排,結合城鎮(zhèn)老舊小區(qū)改造推進建筑節(jié)能改造,繼續(xù)發(fā)展太陽能發(fā)電等清潔能源。
光伏憑什么受國家大力推廣?
1、光伏電站可貢獻20余年清潔電力
相關行業(yè)專家曾進行精確計算,以我國為例,光伏發(fā)電從原料硅砂到制成晶體硅光伏發(fā)電系統(tǒng)的總能耗約為1.52度/瓦,包括硅砂—冶金硅—多晶硅—鑄錠—硅片—電池—組件生產及其原材料生產的所有能耗。年峰值日照時數(shù)按1300小時進行計算,每瓦太陽電池一年約可發(fā)電1.3度。專家計算出,光伏發(fā)電的能量回收期約為1.17年。從全壽命周期來看,太陽能光伏組件生產過程中消耗的電力僅需一年多時間即可全部回收,而光伏系統(tǒng)的壽命在25年以上,中國現(xiàn)存的最長壽的光伏電站已經(jīng)34年,采用的還是最原始的技術,所以,對比光伏系統(tǒng)的25年發(fā)電量,光伏組件上游生產產生的能耗可以說是九牛一毛。
假設把光伏想成是植物,光伏電池的轉化率(2017年)是植物的40倍左右,植物的太陽能轉化率是0.5-1%。然后植物被人或動物吃掉,轉化成勞動力的比例是0.02-0.03%,也就是原始的太陽能光伏轉化率應該在0.03-0.01%之間。而普遍太陽能的轉化率是17%左右,再經(jīng)過輸電和電機釋放,效率在20%左右,所以太陽能的勞動轉化率大概在3.4%左右,是植物的700-1000倍。如果一個裝機容量為3千瓦的小型分布式發(fā)電系統(tǒng),年發(fā)電量為3650度,25年即可發(fā)電91250度,相當于節(jié)約標準煤36.5噸,減排二氧化碳94.9噸,減排二氧化硫0.8噸。
相關數(shù)據(jù)國際研究機構也有相同結論,早在2012年3月28日,綠色和平環(huán)保組織就發(fā)布了《中國光伏產業(yè)清潔生產研究報告》,報告指出,光伏發(fā)電是優(yōu)良的低碳能源,實現(xiàn)光伏產業(yè)清潔生產可獲得環(huán)境保護、降低成本的雙贏。報告指出,光伏發(fā)電在使用過程中完全零排放,而在光伏制造過程中的能耗和碳排放,只是化石能源的5%-10%,光伏發(fā)電的能量回收周期僅為1.3年,以使用壽命25年計算,光伏發(fā)電約有24年時間是零碳排放,顯示出其在節(jié)能減排方面的巨大優(yōu)越性。
2、與煤電、垃圾發(fā)電、核電、水電對比光伏發(fā)電更清潔、環(huán)保
1僅為煤電消耗的4.24%
隨著以太陽能發(fā)電為主可再生能源發(fā)電在全球范圍內愈演愈烈,煤炭市場已是舉步維艱。
煤炭曾經(jīng)是近代工業(yè)革命的重要支柱,它將人類帶入了蒸汽時代和電力時代。但隨著科技的發(fā)展和全球氣候問題的日益嚴重,煤炭也應適時的退出歷史舞臺了。正所謂“江山代有才人出,各領風騷數(shù)百年”,后浪一定會把前浪拍在沙灘上。
上圖就是美國煤炭發(fā)電帶來的視覺沖擊。根據(jù)某財經(jīng)分析數(shù)據(jù)顯示,大約17%的燃煤發(fā)電廠將在未來幾年內消失。藍色圈表示發(fā)電廠到2020年將會關閉,黃色圈表示將會轉為天然氣發(fā)電廠,紅色則代表未來還未決定。
現(xiàn)在所有的電廠全部都投入除塵設備,而且除塵設備的效率也比較高,一般都在99.7%以上。
以30萬機組為例,煤耗大約400克/度。按照1年5500小時發(fā)電量就是30萬千瓦×5500小時=16.5億千瓦時,折合標準煤耗16.5億千瓦時×400克/千瓦時/1000000=660萬噸煤,注意,此處煤為標煤(也就是所說的7000大卡的煤,實際燒煤為原煤,一般要比標煤要高,因此實際煤耗可能還高)。各種煤的灰分不一樣,在此就按照8%的灰分算,一年的向空氣中的粉塵排放量為660萬*0.3%*8%,約為1584噸(每天為4噸左右),從除塵設備排出的粉塵全是小于PM2.5的指標。
現(xiàn)在國際上都倡導脫硫,但是即便通過了脫硫塔,煙氣中的二氧化硫還是在300mg/Nm³左右。(Nm³是標準立方米。)而國內的脫硝產業(yè)才起步,裝有整套脫硝設備的不多,所以煙氣中的氮氧化物含量可高達2000~3000mg/Nm³,這還是在煤質很好的情況下。另外污水、固體廢物也對環(huán)境造成污染,電廠運行時候的噪聲污染也是很大的。
有一組數(shù)據(jù)顯示,光伏發(fā)電從硅石到系統(tǒng)的總能耗,算成為1.6千瓦時/瓦,按照2016年的煤電供電煤耗312克/千瓦時來計算,全部能耗折標煤為499.2克標準煤/Wp。晶硅太陽能電池壽命25年,基本免維護,壽命期內按年有效發(fā)電時間1500小時計算平均發(fā)電量=37.5千瓦時,折標煤為13.312克標準煤/千瓦時,僅為煤電消耗的4.24%。
2垃圾發(fā)電釋放出一級致癌物
我國生活垃圾焚燒發(fā)電裝機規(guī)模和垃圾處理量居于世界首位。
鄰避問題和部分項目污染物排放不達標,是垃圾焚燒發(fā)電可持續(xù)發(fā)展面臨的兩個關鍵問題。垃圾焚燒發(fā)電可以將垃圾中的有機成分和能量幾乎全部轉化為電能,并通過燃燒把垃圾中的有害物質進行分解,體積減小80%-90%,只剩下10—20%體積的灰渣,可用于工業(yè)制磚或填埋。但衛(wèi)生填埋資源回收率幾乎為零,需遠離人口密集區(qū)和發(fā)展地帶,對地表水系的要求也非常高。垃圾中的有害物質分解不徹底,重金屬含量高,易造成二次污染和污染擴散。
垃圾焚燒過程中產生大量的有毒物質,日燒2千噸以上的垃圾所排放出來的廢氣可籠罩15公里范圍內的整個天空,廢氣中的“二惡英”被國際組織列為人類一級致癌物,卻具有強烈的生殖毒性、免疫毒性和內分泌毒性,無論在于空氣、水還是土壤中,它都能強烈的吸附于顆粒上,借助于水生和陸生食物鏈,最終危害人類。還有垃圾焚燒發(fā)電廠的操作、運行非常復雜,要讓固體污染物也就是垃圾在焚燒后不產生氣體污染,需要嚴格執(zhí)行煙氣凈化系統(tǒng)。垃圾焚燒發(fā)電的設備也必須要在高溫下進行,爐溫至少要超過1000℃。但是高分子垃圾在360-620攝氏度就產生10多種有害致癌氣體,要讓有害氣體不排放到大氣中,這還有待解決。
3核廢料具有極強烈的放射性
核電的主要問題來自核安全和核廢料的擔憂。核能發(fā)電廠熱效率較低,因而比一般化石燃料電廠排放更多廢熱到環(huán)境里,故核能電廠的熱污染較嚴重。而拆除它也要花費數(shù)倍乃至十數(shù)倍于建造的費用。拆除核電站要將整座核電站用特殊的工具切割成一塊一塊的小磚頭,然后一塊一塊地用特殊儀器檢測,未發(fā)現(xiàn)含有過量核輻射的才可以運走。若發(fā)現(xiàn)其含有超量核輻射的則要按核廢料處理。
核廢料處置成本大技術要求高。核廢料具有極強烈的放射性,能傷害人類和環(huán)境,而且其半衰期長達數(shù)千年、數(shù)萬年甚至幾十萬年。曾有科學家用實驗證明,這些容器存入核廢料在100年以內效果還是很理想。但100年以后,容器就經(jīng)受不住放射線的猛烈轟擊而發(fā)生爆裂,到那時,放射線就會散發(fā)到周圍環(huán)境中,后果不堪設想。
“核廢料污染周期”的論據(jù)來自《在環(huán)境中生存》第56頁,“钚-239的半衰期為24,000年,在核反應堆中生成,用作某些核武器的炸藥。當吸入微量顆粒時,可引起肺癌。因此它必須安全儲存達240000年——約為地球上最新物種生存時間的4倍。
4水力發(fā)電產排放的甲烷到底有多少?
水電可能造成的大部分環(huán)境影響來自水庫運行,水庫引起的徑流、水溫、泥沙的大規(guī)模變化對于部分魚類是不利的。水體和淹沒可能造成傳染病、地質災害、移民等問題,大壩還有安全性的擔憂。
從碳排放的角度來看,水力發(fā)電的碳排放主要來源于水庫蓄水,蓄水時水中好氧微生物的分解會產生CO2,水中產甲烷菌活動、消落帶植被腐爛會產生CH4,這些都是不可忽視的溫室氣體來源。全球水庫大約每年排放7000萬噸CH4和一億噸CO2,水電含有的碳排放強度附加值相當于燃煤發(fā)電的約1/40。
來自華盛頓州的研究者調研了全球267個水壩和水庫的200份有關氣體排放的研究,得出結論:每年從水壩和水庫排放的甲烷大約相當于十億噸二氧化碳排放,占總人為產生溫室氣體的1.3%。
原標題:這是國家大力發(fā)展太陽能發(fā)電的理由!只因比煤電、水電等更清潔、環(huán)保!