风电实现碳平衡,仅需数月
2019-02-14王芳
王芳
一些不甚了解风电的人,通常会有这样的疑问:对于风电而言,在其全生命周期内,能否依靠发电量弥补其释放的碳排放量?事实上,对于风电全生命周期评价(LCA)的碳足迹,业界早有定论。风电数月所发电量对应的碳减排量,即可与其全生命周期产生的碳排放量相抵消,实现碳平衡。
风电的能量消耗主要存在于风电机组生产制造、运输、安装、运营和退役过程中,包括温室气体的排放、风电场能源投资的补偿、短期平衡电力储备消耗等。而这些消耗则完全可以通过风电设备的运行进行能量回收。
维斯塔斯以V80-2.0MW陆上机组为例,测算出平均一台机组在其全生命周期内生产的可再生能源电力是其消耗能源的31倍,它仅用7.7个月即可达到能量平衡。而广泛应用于欧洲的V90-3.0MW海上机组,如果处于风况较好的场址中,实现能量平衡仅需6.8个月。
最近,斯坦福大学教授Mark Z.Jacobson比较了各类发电技术全生命周期的度电碳排放水平。结果显示,考虑各类发电技术建设周期带来的“机会成本”,陆地风电为4.8~8.6克/千瓦时,海上风电为6.8~14.8克/千瓦时,水电、核电由于建设周期较长,碳排放量分别达到61~109克/千瓦时和78~178克/千瓦时,而煤电+碳捕捉与贮存的碳排放则为282~876克/千瓦时。
此前,美国劳伦斯伯克利国家实验室研究人员也对风电和光伏的公共贡献进行了量化计算。2007-2015年,美国因光伏和风电的发电量减少二氧化碳排放7.4亿吨(其中风电占6.9亿吨)、二氧化硫排放100万吨、氮氧化物排放60万吨、PM2.5排放5.575万吨。其中,风电贡献率均超过90%。研究人员认为,空气改善使得7000人避免了过早死亡,相当于节省560亿美元的公共健康开支,减少二氧化碳排放交易额320亿美元。
我国的风电和光伏装机容量远超美国,其产生的公共贡献大大高于美国。据中国可再生能源学会风能专业委员会统计,2005-2018年,我国风电发电量累计达到1.67万亿千瓦时,相当于替代标准煤5.1亿吨,减少向大氣排放二氧化碳约17.1亿吨,再造9.4亿立方米的森林。