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国家为什么要大力发展扬州太阳能光伏发电?

发布时间:2020-09-20 09:45:57浏览次数:
2019年7月11日,中共中央政治局常委、国务院总理、国家应对气候变化及节能减排工作领导小组组长李克强主持召开领导小组会议。
 
李克强总理说,各部门要形成合力,深入推进节能减排工作。一要聚焦重点领域,大力推行工业清洁生产、交通节能减排,结合城镇老旧小区改造推进建筑节能改造,继续发展扬州太阳能光伏发电等清洁能源。
光伏凭什么受国家大力推广?
 
1、光伏电站可贡献20余年清洁电力
 
相关行业专家曾进行精确计算,以我国为例,光伏发电从原料硅砂到制成晶体硅光伏发电系统的总能耗约为1.52度/瓦,包括硅砂—冶金硅—多晶硅—铸锭—硅片—电池—组件生产及其原材料生产的所有能耗。年峰值日照时数按1300小时进行计算,每瓦太阳电池一年约可发电1.3度。专家计算出,光伏发电的能量回收期约为1.17年。从全寿命周期来看,太阳能光伏组件生产过程中消耗的电力仅需一年多时间即可全部回收,而光伏系统的寿命在25年以上,中国现存的最长寿的光伏电站已经34年,采用的还是最原始的技术,所以,对比光伏系统的25年发电量,光伏组件上游生产产生的能耗可以说是九牛一毛。
 
假设把光伏想成是植物,光伏电池的转化率(2017年)是植物的40倍左右,植物的太阳能转化率是0.5-1%。然后植物被人或动物吃掉,转化成劳动力的比例是0.02-0.03%,也就是原始的太阳能光伏转化率应该在0.03-0.01%之间。而普遍太阳能的转化率是17%左右,再经过输电和电机释放,效率在20%左右,所以太阳能的劳动转化率大概在3.4%左右,是植物的700-1000倍。如果一个装机容量为3千瓦的小型分布式发电系统,年发电量为3650度,25年即可发电91250度,相当于节约标准煤36.5吨,减排二氧化碳94.9吨,减排二氧化硫0.8吨。
 
相关数据国际研究机构也有相同结论,早在2012年3月28日,绿色和平环保组织就发布了《中国光伏产业清洁生产研究报告》,报告指出,光伏发电是优良的低碳能源,实现光伏产业清洁生产可获得环境保护、降低成本的双赢。报告指出,光伏发电在使用过程中完全零排放,而在光伏制造过程中的能耗和碳排放,只是化石能源的5%-10%,光伏发电的能量回收周期仅为1.3年,以使用寿命25年计算,光伏发电约有24年时间是零碳排放,显示出其在节能减排方面的巨大优越性。
 
2、与煤电、垃圾发电、核电、水电相比,光伏发电更清洁、环保
 
(1)仅为煤电消耗的4.24%
 
随着以太阳能发电为主可再生能源发电在全球范围内愈演愈烈,煤炭市场已是举步维艰。
 
煤炭曾经是近代工业革命的重要支柱,它将人类带入了蒸汽时代和电力时代。但随着科技的发展和全球气候问题的日益严重,煤炭也应适时的退出历史舞台了。正所谓“江山代有才人出,各领风骚数百年”,后浪一定会把前浪拍在沙滩上。
 
上图就是美国煤炭发电带来的视觉冲击。根据某财经分析数据显示,大约17%的燃煤发电厂将在未来几年内消失。蓝色圈表示发电厂到2020年将会关闭,黄色圈表示将会转为天然气发电厂,红色则代表未来还未决定。
 
现在所有的电厂全部都投入除尘设备,而且除尘设备的效率也比较高,一般都在99.7%以上。
 
以30万机组为例,煤耗大约400克/度。按照1年5500小时发电量就是30万千瓦×5500小时=16.5亿千瓦时,折合标准煤耗16.5亿千瓦时×400克/千瓦时/1000000=660万吨煤,注意,此处煤为标煤(也就是所说的7000大卡的煤,实际烧煤为原煤,一般要比标煤要高,因此实际煤耗可能还高)。各种煤的灰分不一样,在此就按照8%的灰分算,一年的向空气中的粉尘排放量为660万*0.3%*8%,约为1584吨(每天为4吨左右),从除尘设备排出的粉尘全是小于PM2.5的指标。
 
现在国际上都倡导脱硫,但是即便通过了脱硫塔,烟气中的二氧化硫还是在300mg/Nm?左右。(Nm?是标准立方米。)而国内的脱硝产业才起步,装有整套脱硝设备的不多,所以烟气中的氮氧化物含量可高达2000~3000mg/Nm?,这还是在煤质很好的情况下。另外污水、固体废物也对环境造成污染,电厂运行时候的噪声污染也是很大的。
 
有一组数据显示,光伏发电从硅石到系统的总能耗,算成为1.6千瓦时/瓦,按照2016年的煤电供电煤耗312克/千瓦时来计算,全部能耗折标煤为499.2克标准煤/Wp。晶硅太阳能电池寿命25年,基本免维护,寿命期内按年有效发电时间1500小时计算平均发电量=37.5千瓦时,折标煤为13.312克标准煤/千瓦时,仅为煤电消耗的4.24%。
 
(2)垃圾发电释放出一级致癌物
 
我国生活垃圾焚烧发电装机规模和垃圾处理量居于世界首位。
 
邻避问题和部分项目污染物排放不达标,是垃圾焚烧发电可持续发展面临的两个关键问题。垃圾焚烧发电可以将垃圾中的有机成分和能量几乎全部转化为电能,并通过燃烧把垃圾中的有害物质进行分解,体积减小80%-90%,只剩下10—20%体积的灰渣,可用于工业制砖或填埋。但卫生填埋资源回收率几乎为零,需远离人口密集区和发展地带,对地表水系的要求也非常高。垃圾中的有害物质分解不彻底,重金属含量高,易造成二次污染和污染扩散。
 
垃圾焚烧过程中产生大量的有毒物质,日烧2千吨以上的垃圾所排放出来的废气可笼罩15公里范围内的整个天空,废气中的“二恶英”被国际组织列为人类一级致癌物,却具有强烈的生殖毒性、免疫毒性和内分泌毒性,无论在于空气、水还是土壤中,它都能强烈的吸附于颗粒上,借助于水生和陆生食物链,最终危害人类。还有垃圾焚烧发电厂的操作、运行非常复杂,要让固体污染物也就是垃圾在焚烧后不产生气体污染,需要严格执行烟气净化系统。垃圾焚烧发电的设备也必须要在高温下进行,炉温至少要超过1000℃。但是高分子垃圾在360-620摄氏度就产生10多种有害致癌气体,要让有害气体不排放到大气中,这还有待解决。
 
(3)核废料具有极强烈的放射性
 
核电的主要问题来自核安全和核废料的担忧。核能发电厂热效率较低,因而比一般化石燃料电厂排放更多废热到环境里,故核能电厂的热污染较严重。而拆除它也要花费数倍乃至十数倍于建造的费用。拆除核电站要将整座核电站用特殊的工具切割成一块一块的小砖头,然后一块一块地用特殊仪器检测,未发现含有过量核辐射的才可以运走。若发现其含有超量核辐射的则要按核废料处理。
 
核废料处置成本大 技术要求高。核废料具有极强烈的放射性,能伤害人类和环境,而且其半衰期长达数千年、数万年甚至几十万年。曾有科学家用实验证明,这些容器存入核废料在100年以内效果还是很理想。但100年以后,容器就经受不住放射线的猛烈轰击而发生爆裂,到那时,放射线就会散发到周围环境中,后果不堪设想。
 
“核废料污染周期”的论据来自《在环境中生存》第56页,“钚-239的半衰期为24,000年,在核反应堆中生成,用作某些核武器的炸药。当吸入微量颗粒时,可引起肺癌。因此它必须安全储存达240000年——约为地球上最新物种生存时间的4倍。
 
(4)水力发电产排放的甲烷到底有多少?
 
水电可能造成的大部分环境影响来自水库运行,水库引起的径流、水温、泥沙的大规模变化对于部分鱼类是不利的。水体和淹没可能造成传染病、地质灾害、移民等问题,大坝还有安全性的担忧。
 
从碳排放的角度来看,水力发电的碳排放主要来源于水库蓄水,蓄水时水中好氧微生物的分解会产生CO2,水中产甲烷菌活动、消落带植被腐烂会产生CH4,这些都是不可忽视的温室气体来源。全球水库大约每年排放7000万吨CH4和一亿吨CO2,水电含有的碳排放强度附加值相当于燃煤发电的约1/40。
 
来自华盛顿州的研究者调研了全球267个水坝和水库的200份有关气体排放的研究,得出结论:每年从水坝和水库排放的甲烷大约相当于十亿吨二氧化碳排放,占总人为产生温室气体的1.3%。
 
通过以上的所以数据及对比,不难看出,光伏发电确实是清洁环保的新能源,光伏发电将大大减少对环境的污染,减少二氧化硫排放,实现经济与环境的协调发展。光伏的灵活性和普遍性使其成为未来最具前途的可再生能源,经过政府与太阳能相关行业十余年的努力,中国已成为全球光伏发电装机容量最大的国家。