風力發電的環境價值與經濟性分析

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摘要：在環境日益受到重視的今天，火力發電排放大量污染物對環境造成較為嚴重的危害，為有效的降低污染物地排放，采用新能源發電能夠有效的減少污染物的排放。然而風力發電作為一種高度清潔的能源技術，基本上不會產生污染物，比火力發電具有更高地環境價值，下面就對風力發電環境價值與經濟性進行探討，希望可供相關從業者參考。

關鍵詞：風力發電；環境價值；經濟性；分析

一、前言

經過對火力發電、風力發電環境價值對比，風力發電基本上是零污染的。經過對火力發電、風力發電地經濟成本對比，計算得到火力發電的成本為0.3866元·kWh-1，風力發電成本為0.3540元·kWh-1。因此風力發電比火力發電環境價值大、經濟成本低的結論，值得推廣。

二、風力發電的環境價值

1.火力發電與風力發電對環境的影響

一般來講，火力發電污染物主要有S02，No2，C02，CO，粉煤灰、爐渣和TSP（懸浮顆粒物）等。燃煤發電的首要污染物為SO2，CO2，CO，粉煤灰、爐渣和TSP（懸浮顆粒物）等，燃煤發電的首要污染物SO2排放量計算公式為：GSO2=B·Sar·KSO2·λSO2·（1-η），其中，GSO2為SO2排放質量；B為耗煤質量，t；Sar為燃煤收到基含硫質量分數；KSO2為燃煤硫向煙氣硫的轉化質量分數；λSO2為SO2與S的物質的量之比，約為2；η為脫硫效率，若取煤炭含硫質量分數Sar=1%，燃煤硫平均轉化質量分數為0.9，脫硫效率取為零，即按照沒有安裝脫硫設備計算，則燃煤電廠的SO2排放率為18kg·t-1。

對于一座裝機容量為500 MW的火電廠，如果年發電為6 000 h，則年發電量約為3×10-1kWh.取煤耗0.32 kg·kWh-1，則年耗煤量約為9.6×10-1.根據相關計算可得，該火電廠年排放SO2為17 280 t，NOx為7 680 t，CO2為166萬t，CO為250 t，TSP為384 t，粉煤灰為105 600 t，爐渣為28 800 t。如不進行有效控制，排放的污染物將對環境造成嚴重危害.而風力發電對環境排放的污染物幾乎為零，雖然風力發電對于環境還是有一定不利影響，主要包括噪聲污染、電磁輻射以及對植被、土壤、鳥類的影響，但這些影響缺乏相關的事實報道。

2.污染物環境價值標準

眾所周知，環境價值是對環境效益的貨幣化，而評估其環境價值，首先要評估污染物減排的環境價值標準。

（1）對于SO2的環境價值，通過石灰石-石膏濕法脫硫的治理成本間接獲得.一般取SO2環境價值為6 000元·t-1，但是6 000元·t-1接近SO2的邊際治理成本，隨著人們對環境的日益關注，繼續以6 000元·t-1做為SO2的環境價值是不合適的，所以取脫硫效率較高的脫硫成本6 400元·t-1作為SO2的環境價值。

（2）2NOx的環境價值高達8 000元·t-1，原因在于NOx是造成光化學煙霧的主要因素，而且它產生的溫室效應大約是CO2的200～300倍.CO環境價值取為1 000元·t-1。

（3）對于CO2的環境價值，雖然在總量排污收費標準中沒有此收費項，但由于CO2對全球氣候變暖造成的影響，所以在這里引入美國環境價值標準，故可以通過其他污染物的環境價值來推算出CO2的環境價值.美國環境價值標準中SO2和CO2的環境價值分別為1.938，0.024美元·kg-1，其比值為80.75∶1.00時，我國SO2環境價值為6 400元·-1，則可以計算得到CO2的環境價值為80元·t-1；當采用NOx與CO2的環境價值比348.80∶1.00時，推算得CO2的環境價值為23元·t-1；當采用CO與CO2的環境價值比34.88∶1.00，推算得CO2的環境價值為29元·t-1。

（4）對于TSP（懸浮顆粒物）、粉煤灰和爐渣，即使在實現了資源化利用之后，仍然有40%左右的不可利用率，中國每年由于環境污染和環境資源的破壞所造成的損失至少為2 000億元，約占同期GDP的2.5%；按照現有的排污費標準測算，每年收取的排污費僅500億元，僅占環境損失的25%.也就是說，排污收費對污染損失的補償度只有25%。因而，以4倍排污費的價格來確定TSP、灰和渣的環境價值，分別為2 200，120，100元·t-1.

3.風力發電的環境價值分析

評估風力發電的環境價值是相對火力發電而言的，以風力發電3×10-1kWh作為計算對象（相當于煤耗0.32 kg·kWh-1裝機容量為500 MW的火電廠年發電量），通過各種污染物的年排放量和環境價值標準，計算得到SO2，NOx，CO2的環境價值分別為0.036 864，0.020 480，0.024 367元·kWh-1，三者占所有污染物環境價值的絕大部分.風力發電的總環境價值為0.087 300元·kWh-1根據風電場風速、風向資料，利用國際通用的風資源評估軟件WASP8.1，計算得到10臺風機理論年發電量為4.408×107kWh，平均單機發電量為4.408×106kWh.

三、風力發電經濟性的分析

1.風力發電實際成本狀況分析

（1）為了計算風力發電的發電成本，采用某風力發電廠的工程數據進行分析，該工程資本金按20%計，商業銀行貸款80%，工程建設期貸款年利率為6.12%，償還期為7年，風電場的年運行成本為其初投資的3%；風力發電機的折舊按12.5年計算。

（2）風力發電成本計算分為3個階段，即還貸折舊期和還貸后折舊期以及還貸后折舊后分別計算，還貸折舊期（第1年至第7年）的風力發電成本為：單位度電總成本=單位度電運行成本+單位度電折舊費+單位度電利息=0.119 0+0.317 4+0.194 3=0.630 7元；還貸后折舊期（第8年至第12年）的風力發電成本為：單位度電總成本=單位度電運行成本+單位度電折舊費=0.119 0+0.317 4=0.436 4元；還貸后折舊后（第13年至第22年）的風力發電成本為：單位度電總成本=單位度電運行成本=0.1190元.

（3）在還貸折舊期（第1年至第7年），風電的成本較高，達到了每千瓦時0.630 7元，在還貸完畢后，即第2階段的還貸后折舊期（第8年至第12年），沒有利息壓力的風電成本降到了每千瓦時0.436 4元，這一成本已經可以同核電相競爭，但依然遠高于火力發電的成本。但到了第3階段，即還貸后折舊后（第13年至第22年），風力發電的成本僅由運行成本決定，為每千瓦時0.119 0元，已經低于火力發電的成本，當對3個階段的電價進行加權平均后，得到在生產期內風力發電的平均成本：單位度發電成本=（0.630 7×7+0.436 4×5+0.119 0×10）/22=0.354 0元。

四、結語：

總而言之，我國作為一個風能資源較為豐富的國家，利用風能進行風力發電是現階段首選替代能源，在2010年的時候，我國風電累計裝機容量達至44733.29MW，累計減排效益達146.7341億元。因此，為環境保護及經濟成本控制，風力發電具有較大的發展空間與廣闊發展前景，需逐漸取代火力發電。

參考文獻：

[1]王濤.風力發電的環境價值與經濟性探究[J]；科技創新導報；2013（32）

[2]丁淑英.張清宇.電力生產環境成本計算方法的研究[J]；熱力發電，2007，36（2）：1.