王芳

一些不甚了解風電的人,通常會有這樣的疑問:對于風電而言,在其全生命周期內,能否依靠發電量彌補其釋放的碳排放量?事實上,對于風電全生命周期評價(LCA)的碳足跡,業界早有定論。風電數月所發電量對應的碳減排量,即可與其全生命周期產生的碳排放量相抵消,實現碳平衡。
風電的能量消耗主要存在于風電機組生產制造、運輸、安裝、運營和退役過程中,包括溫室氣體的排放、風電場能源投資的補償、短期平衡電力儲備消耗等。而這些消耗則完全可以通過風電設備的運行進行能量回收。
維斯塔斯以V80-2.0MW陸上機組為例,測算出平均一臺機組在其全生命周期內生產的可再生能源電力是其消耗能源的31倍,它僅用7.7個月即可達到能量平衡。而廣泛應用于歐洲的V90-3.0MW海上機組,如果處于風況較好的場址中,實現能量平衡僅需6.8個月。
最近,斯坦福大學教授Mark Z.Jacobson比較了各類發電技術全生命周期的度電碳排放水平。結果顯示,考慮各類發電技術建設周期帶來的“機會成本”,陸地風電為4.8~8.6克/千瓦時,海上風電為6.8~14.8克/千瓦時,水電、核電由于建設周期較長,碳排放量分別達到61~109克/千瓦時和78~178克/千瓦時,而煤電+碳捕捉與貯存的碳排放則為282~876克/千瓦時。
此前,美國勞倫斯伯克利國家實驗室研究人員也對風電和光伏的公共貢獻進行了量化計算。2007-2015年,美國因光伏和風電的發電量減少二氧化碳排放7.4億噸(其中風電占6.9億噸)、二氧化硫排放100萬噸、氮氧化物排放60萬噸、PM2.5排放5.575萬噸。其中,風電貢獻率均超過90%。研究人員認為,空氣改善使得7000人避免了過早死亡,相當于節省560億美元的公共健康開支,減少二氧化碳排放交易額320億美元。
我國的風電和光伏裝機容量遠超美國,其產生的公共貢獻大大高于美國。據中國可再生能源學會風能專業委員會統計,2005-2018年,我國風電發電量累計達到1.67萬億千瓦時,相當于替代標準煤5.1億噸,減少向大氣排放二氧化碳約17.1億噸,再造9.4億立方米的森林。