随着习总书记提出的碳达峰、碳中和的宏伟目标,绿色电力再次成为人们关注的焦点。要实现双碳目标,我国的能源结构将进行一场彻底的变革,其中电力部门是重中之重。实现双碳目标,意味着绿色电力的需求将大幅上升。太阳能光伏发电是目前市场化发展最好的可再生能源发电技术之一。2021年,中国的光伏发电新增装机容量5493万千瓦;截止到2021年底,累计装机容量突破3.0亿千瓦,较2020年增长20.9% (国家能源局, 2022),是我国增速最快的可再生能源发电技术。太阳能光伏发电有望在今年超过风电成为中国第二大的绿色发电技术。
太阳能光伏发电作为绿电技术一直备受关注,也伴随着一些争议。到底太阳能光伏是不是真正的绿色电力呢?太阳能光伏发电毋庸置疑是一种绿色能源技术,光伏发电在将太阳能转换为电能的过程中,无噪音、无排放、无辐射,环保和经济效益显著,是最优质的绿色能源。
从环境效益角度看,光伏发电的节能减排效果显著。根据世界自然基金会(WWF)的研究成果,从减少二氧化碳的效果衡量,安装1m2分布式光伏发电系统相当于植树造林100m2。在我国平均日照条件下,光伏发电系统全寿命周期内能量回报超过其能源消耗的15倍以上,光伏发电的碳排放量仅是燃煤发电的5%左右。一般来说,光伏的节能减排量是通过光伏项目发电量等价燃煤发电的节煤量来计算的。每节约一千瓦时的电就相当于节约0.36千克标准煤的煤炭,同时减少CO2排放0.997千克,减少SO2排放0.03千克,减少氮氧化物NOx排放0.015千克,减少粉尘排放0.272千克。以一个装机容量10MW的光伏发电项目为例,假设年均发电量为1.05亿千瓦时,则减排数据如下表所示:
而太阳能光伏发电技术是否对环境真的没有影响呢?也不尽然,从全生命周期分析来看,受到争议的环节主要集中在光伏原材料的生产和光伏组件退役后的废料处理阶段。在这里就要引入一个概念,全生命周期评价(LCA)。通过全生命周期评价,实际上可以发现并有针对性的分析并解决这些潜在的环境污染问题。近些年国内外对光伏电池板的LCA已经有大量的研究,这一方法共利用21个指标,从人类健康、生物多样性和资源稀缺三个更高的层面评价一项技术或产品对环境的影响 (光伏技术生命周期评价的新方法, 2020)。
比如硅冶炼和提纯加工过程,会产生大量四氯化硅、氯化氢等废气和含氟污水。目前,已经有技术可以解决这些污染物的排放,只要严加监管,提高企业的环保要求和标准,就可以将环境污染的风险降到最低。
对于废弃的光伏电池板的污染和回收问题,也已经受到很多专家的关注和呼吁,其中全国政协委员、中科院院士、中国科学院生态环境研究中心研究员江桂斌近日就提出,要未雨绸缪,开展相关研究,积极防范新能源新技术应用过程中可能带来的新问题。针对新能源技术的环境污染及治理,也给出了很好的建议。比如,要开展光伏电站全生命周期评估,研究其回收、碳足迹和有害物质排放,综合评估经济效益和环境影响,建立全生命周期的绿色评估指标信息化管理和认证体系,对新能源开发过程的“绿色程度”进行定性、定量评估,大力支持对于通过生命周期评价更优的企业。(王硕, 2022)
也就是说,光伏发电技术带来的环境方面的负面影响完全可以通过更科学合理的方式得到解决,这些负面的环境影响是人类生产活动中普遍存在的共性问题,并非是光伏行业独有的。因此不能因噎废食,单凭这些就否定光伏发电技术的绿色电力的地位,否定其发展对世界绿色低碳转型的贡献。
纵观未来的经济和能源系统,循环经济思维方式将会主导各行各业的发展,任何一项技术从出生到落地到衰亡,都不会尽善尽美,一定会产生不同的问题。但是在技术高速发展的今天,任何困难都可以找到解决的途径,特别是对企业的管理和监督,对环境保护的重视,对优质企业的扶持和激励,必然让我们的世界变得越来越美好。
引用:
i.光伏技术生命周期评价的新方法. (2020年5月26日). 检索来源: 光伏测试网: https://guangfu.bjx.com.cn/news/20200526/1075838.shtml
ii.国家能源局. (2022年1月26日). 国家能源局发布2021年全国电力工业统计数据. 检索来源: 国家能源局: .cn/2022-01/26/c_1310441589.htm
iii.王硕. (2022年3月24日). 江桂斌委员:新能源并非零污染. 检索来源: 人民政协网 : /c/2022-03-24/3079824.shtml