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关键词:太阳能发电;青海省;环境影响;节能减排;防风固沙;摘要:科技的迅速发展对能源的依赖性使人类极度渴求清洁高效的可再生能源,太阳能作为取之不尽、用之不竭、清洁无污染的能源将成为未来主流。青海省作为我国大规模太阳能发电基地,是极好的研究大规模太阳能发电对环境影响评估的例子。通过从青海省的发电现状,到发电产业生产建设过程中对青海省环境的污染以及青海省采用大规模太阳能发电后对环境的正反馈对青海省大规模太阳能发电对环境产生的影响进行评估。尽管大规模发电产业的生产施工过程中会对污染环境,但只要管理得当,该种污染是可以被尽量消除的。而大规模发电产业一旦被投入使用,可以大大减少火力等其他发电模式,从而减少碳排放等一系列传统发电产业造成的环境污染。同时,太阳能发电产业对治理戈壁环境具有积极作用。
引言
太阳普照大地,太阳能的利用没有地域的限制。在环境污染越来越严重的今天,太阳能作为一种取之不尽、用之不竭且清洁高效的能源,其开发利用成为一种战略性的选择。目前对于太阳能的使用主要有三种方式:光热转换(太阳能热水器)、光电转换(太阳能发电)、光化转换(绿色植物)。太阳能发电是目前为止国际上利用太阳能最广泛的技术,上到兆瓦级电站,下到生活用品,太阳能发电技术几乎无处不在。世界上已经建成十多座兆瓦级太阳能发电系统,因此大规模太阳能发电对区域环境的影响评估也成为了重中之重[1]。
我国青海省太阳能资源丰富,尤其是柴达木盆地更是全国光照资源最丰富的地区,年日照时数在3200-3600小时之间,年总辐射量可达7000-8000兆焦耳/平方米,为全国第二高值区。在相同的面积和容量的情况下,光伏并网发电能比相邻的甘肃、新疆多发15%-25%的电量[2]。青海省地处青藏高原的东北部,大部分地区地广人稀,有未利用荒漠面积20万平方公里以上,主要分布在光照资源丰富的柴达木盆地和三江源地区,而且有不少荒漠靠近电力线路和负荷中心,并网条件优越,是建设大型荒漠光伏并网电站、建立太阳能电力输出基地的优选区域[3]。
以我国青海省为例,采用合适的数据分析方法,实现青海省大规模太阳能发电对该地区环境影响的评估。通过分析、评估青海省大规模太阳能发电对该地区环境的影响,来更好地指导我国太阳能发电的使用与发展,扩大太阳能发电产生的积极影响,减少太阳能发电产业对环境的消极影响[4]。
2 研究现状
青海省太阳能发电现状
青海的太阳能光伏应用起步较早。20世纪90年代以前,青海光伏发电市场主要由国家扶贫项目支撑。“十五”期间,青海太阳能光伏发电系统应用加速。通过中日、中德等国际间的合作,以及2002年国家启动的“送电到乡'工程,到“十五”末,青海省太阳能光伏系统累计装机容量已达8000千瓦。青海省太阳能已经连续三年稳居全国第一、太阳能发电量年均增长14.6%。新能源单日发电量也再次创新高[5]。数据显示,2020年12月29日,青海省日光伏发电量0.531亿千瓦时[6]。
大规模太阳能发电影响
2.2.1 光伏组件生产的影响
冀梦晅和康平提出中国光伏产业不是“两头在外”,而是“三头在外”,除市场、原料外,还有关键技术设备[7]。“三头在外”的产业特征使新能源行业可能加剧用电紧张和环境污染。我们进行的切割工艺附加值低、耗电多,而且会产生大量固体垃圾和固体废料,将对节能降耗工作带来压力[8]。
但是尹也泽和张栋曾给太阳能发电算过账,随着生产规模持续扩大,各项技术不断进步,光伏产品生产能耗将不断下降,能量回收周期还会继续缩短[9]。因此,将光伏行业称为“高耗能”、指责其“生产过程耗电大于发电量”是不成立的。也指出尽管光伏产品生产过程需要用到氯气和多种酸碱,中间产物包含四氯化硅、氯化氢((盐酸)、氮氧化物、硝酸盐等。如果生产工艺不达标、未经处理直接排放,确实有污染环境的可能。但近年来,光伏企业涉嫌污染环境的报道极少出现[10]。一个重要原因是,生产过程的原料使用都是封闭循环的,管控不力只会导致企业生产成本增加,在市场竞争中处于不利地位。为了自身发展,光伏企业必须做好回收再利用工作,不会让氯气、氯化氢等以“废气”形式排出。至于各种中间产物,除了光伏企业直接利用的部分,其余也都是重要的化工原料或产品[11]。据媒体报道,2020年2月新冠肺炎疫情爆发后,某光伏企业累计向江苏省徐州市疫情防控指挥部捐赌50吨次氯酸钠(84消毒液主要成分)。该企业负责人介绍,生产多晶硅产生的氯气会回收利用,无法全部回收的则用氢氧化钠溶液吸收,次氯酸钠就是这一过程的副产品[12]。正常情况下,企业月产100多吨次氯酸钠,全部供给下游净化剂生产厂家,主要用途是工业应用或自来水杀菌消毒。这一案例实际上也佐证了光伏生产过程的污染完全可控,且可以充分利用,变废为宝[13]。
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