2019年7月8日,《自然·能源》(Nature Energy)發表題為《利用地面輻射數據對1960年以來中國空氣汙染產生的太陽能損失進行評估》(Estimation of Losses in Solar Energy Production from Air Pollution in China since 1960 Using Surface Radiation Data)的文章,基於中國119個站點的觀測輻射數據,對1960—2015年間中國太陽能光伏(PV,photovoltaic)進行研究,結果顯示PV潛力平均下降了11~15%。
在過去20年,PV發電能力在全球呈指數增長。2000—2007年間,全球裝機容量從4GW增加到385GW,一直超出預期,特別是中國正在大力投資光伏發電。目前,中國是全球最大的太陽能光伏發電消費國,裝機容量從2010年的不到1GW增加到2017年底的130GW。2017年,中國增加的光伏發電容量佔全球增加的50%以上。在超過2020年110GW光伏發電目標的情況下,中國有望實現其到2030年達到400GW裝機容量的目標。然而,人為氣溶膠排放和雲層覆蓋變化會影響中國的太陽輻射。觀測到的表面輻射與二氧化硫和黑碳之間的關係表明,嚴格的空氣汙染控制措施,加上減少的化石燃料消耗,將使表面輻射增加。由於光伏發電在電力結構中的份額不斷增加,到2030年,潛在的增長可能會增加到總發電量的1%。由於氣溶膠吸收而非散射引起對中國調光的影響,清除這種汙染可能不會顯著增加中國的表面溫度。
光伏電池板的成本僅佔公用事業規模光伏裝置總成本的30%,其餘成本來自系統平衡系統成本,如安裝、融資和客戶獲取等勞動力。由於系統平衡成本的降低幾乎與面板成本一樣快,因此在降低整體系統成本方面,效率提升可能會變得越來越重要。本研究的結果表明,1960—2015年間中國PV潛力平均下降11~15%。將中國恢復到20世紀60年代的輻射水平可以使發電量增加12~13%,相當於2016年光伏產能產生的額外14TWh,以及預期2030年產能51~74TWh。根據世界衛生組織估計,2013年中國因空氣汙染而造成的總福利損失為1.6萬億美元,遠遠超過了預估的光伏發電量的經濟價值。研究結果可以被解釋為中國空氣汙染控制的可能共生效益。
詳細內容參見中國科學院蘭州文獻情報中心《資源環境科學動態監測快報》2019年第15期。轉載本文請備註來源及作者。
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