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减少能源浪费可以提高中国的空气质量

提高可再生能源的入网效率不仅能够降低空气污染物的排放,还能够让那些已经投入了资金的技术发挥作用,莎拉·夏皮罗·本岑写道。

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降低弃风弃光率将有效提高甘肃、新疆和内蒙古的空气质量。图片来源:Simon Lim / Greenpeace

2017年3月,国务院总理李克强在全国人大发布了本年度政府工作报告。报告强调,提高可再生能源入网效率对重塑中国蓝天有着非常重要的意义。

尽管中国斥巨资发展
可再生能源,总装机居世界首位,但是目前却仍在努力充分享受可再生能源带来的益处。可再生能源本来可以帮助中国减少排放,重现蓝天,但创纪录的弃风弃光率却使得这些资源无法发挥作用,解决这个问题并不容易,但对于改善空气质量非常重要。

弃电不是小问题

之所以出现弃风弃光现象是因为电网无法消纳入网的所有电力。据中国国家能源局统计,
2015年全国平均弃风率为15%。按照同样方法测算,2016年的平均弃风率增长到了17%

风电装机占全国总装机四分之三的11个省份过去一年的弃风总量高达497亿千瓦时,足以满足整个北京地区半年的用电需求。

2016年,中国西北地区平均弃光率为20%——也就是说,弃光总量高达70亿千瓦时。总体来看,有567亿千瓦时的清洁电力无法并入国家电网,这相当于英国全年发电总量的六分之一。

2016年风能、太阳能产量及弃风弃光量


上述省份均拥有太阳能资源,但是只有西北部几个省份有太阳能光伏生产和弃光率数据。数据来源:国家能源局

但是,整体弃风弃光率并不能说明全部问题,因为有些省份的弃风弃光率显然要比整体水平高得多。

弃风弃光现象在光照充足、风力充沛的中国西北部地区最为明显。2016年,甘肃弃风弃光率为40%, 而新疆则为37%。甘肃、新疆和内蒙古是中国风能与太阳能装机容量最高的地区,新能源在能源生产中所占的比重也较大。

2016年风能、太阳能装机与弃风弃光率


为了正确客观看待中国的弃风弃光问题,我们可以将其与美国、欧洲地区的情况进行比较。欧美地区的弃风弃光率一般
在0-5%之间,即便在可再生能源占比较高的国家也是如此。从经济的角度来说,一定程度的弃风弃光可以保证整个电网的稳定,同时也可使可再生能源在电力生产中占有较高比例。

攻克弃风弃光提上日程

中国政府意识到,弃风弃光是实现绿色、可持续能源系统转型的一大阻碍。

2015年发布的一份
文件为电力产业的改革指明了方向,其中突出强调了要采取措施,提高国家电网调度能力和扩大跨省电力交易,减少能源浪费。

去年发布的一系列政策文件希望通过可再生能源发电优先上网,限发电量补偿机制等措施进一步减少弃风弃光现象。然而,目前上述措施的细节尚未出台,落实也仍需时日。

2016年11月,国家能源局发布了国家能源“十三五”规划。规划指出,要将弃风弃光率控制在合理水平,也就是5%以内,但是并未明确短期内采取的具体措施。

弃风弃光与空气治理

解决弃风弃光问题之所以重要,不仅仅是因为能提高整个电网的运行效率,同时也有助于可再生能源替代煤炭等高污染的能源形式。如今,空气污染已经成为困扰全中国的严重问题,
弃风弃光率较高的地区也是如此

2015年,中国所有省份均未达到世界卫生组织《环境(室内)空气质量与健康》中设定的PM2.5浓度标准,而其中大多数省份甚至距离中国相对宽松的本土环保要求都有着不小的差距。

所以说,全面提高现有可再生能源的利用率对提高空气质量的作用不容小视。

甘肃、新疆和内蒙古是中国弃风弃光率最高的三个地区。粗略统计显示,上述省份未能消纳的可再生能源相当于2016年中国额外挖掘、运输和燃烧了1320万吨的煤炭。

将弃风弃光率控制在5%甚至更低水平将大幅削减煤炭燃烧带来的环境污染。
据健康效益研究所调查,2013年中国有8.7万人因为煤电导致的污染而过早死亡。所以,采用已有的技术设备,即便所减少的污染只占整体污染物总量的一小部分,每年也可以避免数百例过早死亡。

各省电力产量乘以相应地区的排放因子就得出大体的减排量 。这一估算方法考虑了“十五”和“十一五”规划时期为了降低电厂颗粒物污染和二氧化硫排放所采取的一系列措施,但并未考虑“十二五”规划(2011-2015年)期间针对一氧化氮和二氧化氮等致霾氮氧化物采取的管控措施。

5%的弃风弃光率带来的年度减排效果(单位:公吨)


弃风弃光率降低到5%对甘肃来说,相当于将该省燃煤电厂2016年的污染物排放量降低18%。

而对于新疆和内蒙古来说,则相当于将燃煤电厂的排放分别降低了9%和3%。而以上三省区的氮氧化物减排量合计相当于减少了5000万汽车的排放。

弃风弃光率为5%时,三省燃煤电厂污染物减排占比

可再生能源在中国能源结构中所占的比重将日益突出。因此,电网能否更好地消纳这些能源将变得愈加重要。

未来几年,中国计划实现风电发电量占比翻番,达到6%。到2020年,风能和太阳能发电总量占比将达到8%。

但是可再生能源对空气质量的影响取决于决策机构为了实现到2020年将弃风弃光率降低到5%以下的目标所采取的计划和行动。

中国在提高空气质量方面已经取得了一些进步,城市空气污染物浓度也已经呈现了下降态势。

按照
现有的改善速度来看,要想达到世界卫生组织的空气PM2.5 浓度标准,甘肃省省会兰州可能需要23年,新疆维吾尔自治区首府乌鲁木齐需要30年,而内蒙古自治区首府呼和浩特需要12年。

降低弃风弃光率将有助于加快上述进程。如果想要实现空气污染治理目标,重塑昔日蓝天白云的美好景象,确保风能和太阳能等可再生能源能够有效并网才是关键。

 

该博文的另一版本请参见睿博能源智库网站

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