骗补？有污染？化解可再生能源4大谣言

　　中国的可再生能源发展已经超过十年了，中国也用这十几年的时间成为全球第一大可再生能源国家。所以，从事可再生能源的人对自己的行业一向是比较自豪的。但是笔者认为，这个行业之外的大多数人其实并不真正了解可再生能源，甚至常常有令人啼笑皆非的谣言传出来。

 

　　这么多年，你是否听过下面的任何一条对可再生能源的描述：雾霾就是风电装了太多造成的；光伏安装多了，会有电磁，对周围的人不好；风电转起来会把鸟弄死；光伏发电是清洁的，但是生产过程污染严重；光伏组件生产过程的耗电量和自身发电量相等，不划算；光伏都是骗补贴的，浪费全社会的钱；风电、光伏改变风水，装在猪舍上导致猪不孕不育。

 

　　作为可再生能源的研究者，除了觉得这些描述荒诞、甚至魔幻，其实我们应该想一想，为什么这些传言会出现并流传广泛；作为从业者，我们又应该怎样正本清源，让行业以外的公众得到客观、正确的信息？

 

　　为什么关于可再生能源的谣言这么多？

 

　　笔者认为，主要问题还是出在新能源的这个“新”字上。

 

　　“新”意味着时间很短，大家不够了解。这种不了解，一方面表现为对可再生能源原理本身的不熟悉，另一方面则表现为各种先入为主、即使已经通过技术进步得以解决也依然无法扭转的刻板印象。而大多数关于可再生能源的的谣言，也正由这两种“不了解”所导致。

 

　　以下，笔者将以几个最常见的谣言为例，并试着辨析其背后隐含的“不了解”和“刻板印象”的深层来源及其影响，试图寻找厘清问题，正本清源的方法。

 

　　谣言一：风电安装太多导致雾霾加剧？风速下降的真正原因是全球气候变化

 

　　关于风电的谣言，“北京周边风电安装太多导致风速下降，是造成北京雾霾严重的原因”恐怕不得不提。我们当然知道这是无稽之谈，但其实不应该对其不屑一顾。

 

　　不同于其他的环境污染，空气污染无差别地影响着每个人最基本的生活质量，因此人人痛恨、一定要找出元凶将其解决。也因此，这个谣言对风电、甚至是可再生能源的公众形象都会造成很不好的影响。

 

　　想要反驳这个谣言并不难。从常识来看，全球范围内，北京并不是唯一一个受雾霾困扰的城市，伦敦和洛杉矶都曾饱受雾霾之苦，那会儿可没有什么风电，那里的雾霾又该赖谁呢？

 

　　其实雾霾的根本问题还是污染物排放总量在单一地区太高了。那么风电的装机到底有没有造成风速减弱？并且很多人直观感受现在北京的风比20年前要小很多，又是怎么回事？

 

　　其实这也能从原理上解释清楚。中国科学院气象学博士后李汀在《风力发电真能“偷走北京的风”？》一文中通过国内外的相关研究进行了解释：

 

　　李汀博士在文中引用了《Nature》杂志的一篇通讯文章，气象学家Robert Vautard及其团队利用区域气候模型，对欧洲2012年全部风力发电场、以及截至2020年即将建设的风力发电场进行了测定。结论显示风力发电场对气候产生的影响非常微小，甚至不如自然气候本身的变率大。

 

　　他还引用了国家气候中心在河北北部及其周边内蒙古区域内的研究，监测与风电场集中建设区域较为接近的共计12个气象站的地面风速及其成因。研究结果表明，这12个气象站的地面风速自1961－2013年间一直都在减弱，其原因主要是全球性的气候变化和城市化进程，而并非2006－2010年间的风电开发所致。

 

　　从这些案例可以看出，风力发电站并不是风速下降的主要原因，因为风电站导致空气污染加剧就更谈不上了。风速下降的主因还是全球气候变化，这一现象不仅发生在北京，在全球都是如此。如果想解决北京的雾霾，只能靠减少排放来治本，至于这部分成本怎么分摊又是另一个范畴的问题了。

 

　　谣言二：风力发电机影响候鸟迁徙？几十年来多项研究显示事实并非如此

 

　　关于风电的第二个谣言是风力发电机会对候鸟迁徙造成严重影响。的确，大型风机对鸟类、特别是夜间迁徙的候鸟可能造成的危害，是风电站建设需要考虑的主要环境影响之一。

 

　　关于这方面的研究早在几十年前就开始了。1976年－1977年秋冬候鸟迁徙高峰期间，美国鸟类专家罗格艾特埃奥尔在位于美加边境的安大略湖南岸候鸟重要迁徙地，对俄亥俄州普拉姆布鲁克的MOD－O型风力发电机进行了连续28晚的观察研究，得到如下结论：“风力发电机看来并不总是对大量夜间飞行的鸟类构成致命危险，即使是在相当高的迁徙密度和低云层、有雾情况下也是如此。”

 

　　美国2013年的一个研究向我们展示了以下数据：高楼对鸟类的影响是风机的5000多倍，而家猫的影响是风机的1000多倍；每10000只死于人类活动的鸟类中，只有不到1只是因为风机。这些数据说明，在不知不觉中，人类的其他活动对鸟类的影响远超于风机。

 

　　事实上，随着技术的进步，风电场可以采用对鸟类更友好的设计、雷达辅助关停技术等，减少风机的负面影响。而随着“生态红线”概念的出现，我国对于风电场选址的相关规定也越来越完善和严格。在候鸟保护区、珍稀动植物地区、候鸟迁徙路径等区域的项目不会得到建设批文，以确保我们在获得清洁电力的同时不破坏生态环境。

 

　　谣言三：光伏从生产到发电都会污染环境？真实的光伏行业已经是高端制造业

 

　　如果说关于风电的谣言看起来好像还挺有逻辑，关于光伏的谣言就是完全不过脑了。光伏谣言第一位当属“生产光伏组件的耗电量基本等于光伏组件全寿命周期所发的电量；而且光伏在生产过程污染很严重，中国火电生产的光伏组件供应国外新能源市场，是把污染留在国内、清洁电力让外国人用了。”

 

　　说句题外话，听到这样的话，欧盟和美国的政策制定者估计都要气哭了，他们费尽心力搞双反、贸易战就是希望能把自己国内的光伏组件制造业拉起来，到了中国这边竟然是牺牲我国内的电力、供应外国了。

 

　　这个谣言可以分解为两个问题，第一，光伏组件全部生产耗电到底有多少，是不是等于自身未来20年的全部发电；第二，光伏组件的生产过程中，到底污不污染环境。

 

　　问题一：光伏组件生产环节的耗电量到底有多少

 

　　关于第一个问题，中国光伏行业协会秘书处沿用原中国光伏产业联盟副秘书长严大洲等专家的方法，测算了光伏全产业链的能耗水平，结果显示光伏产品制造过程中所消耗的能源仅需光伏电池发电1．17年即可收回。

 

　　光伏行业产业链如下所示，要经历多个过程，硅石才能变成我们看到的能发电的组件。

 

　　图为晶体硅太阳电池产业链

 

　　根据中国光伏协会《关于光伏行业所谓的“高耗能”问题分析》一文的测算，光伏发电从硅石到系统的总能耗为1．52kwh／Wp。中国西北部的太阳能资源丰富，光伏发电系统的年满发平均利用小时数1500小时以上，中东部约为1100小时，取两者平均值1300小时，即每峰瓦太阳电池一年可以发出1．3kWh电。由此可以计算出光伏发电的能量回收期：EPT（Energy Payback Time） ＝ 1．52／1．3 ＝ 1．17年（能量回收期EPT＝ 制造光伏系统的全部能耗／光伏发电系统年发电量）

 

　　即在晶体硅电池实现发电后，只需要1．17年就可以收回生产过程中所消耗的电力，先进产能则仅需1年左右。而太阳能组件的质保普遍在25年，有些甚至达30年，太阳能电池在全寿命周期内，都是生产清洁电力。

 

　　值得一提的是，近年中国光伏制造的能耗下降非常迅速，2006年中国光伏产业链平均综合电耗约为300千瓦时／千克；2015年工信部《光伏制造行业规范条件》规定现有项目综合电耗须小于120千瓦时／千克，新建和改扩建项目须小于100千瓦时／千克，占2006年中国光伏产业链平均综合电耗的三分之一。我们完全有理由期待更加节能的光伏产业链。

 

　　问题二：光伏组件生产过程中到底有没有污染

 

　　第二个问题，光伏组件生产过程中到底有没有污染。大家对于光伏生产中污染的猜测主要来源于生产多晶硅会产生大量的四氯化硅，在直接排放的情况下会产生氯化氢。早年，中国的行业技术不过关，确实曾出现过生产过程中倾倒废料的现象；但随着市场竞争的加剧，如果不回收废料就难以降低成本，企业根本存活不下去。而且不少中国光伏企业都是做出口发家，为达到德国、美国、日本等国家的环保标准，也倒逼着中国企业对其生产线进行严格管理。

 

　　目前，在大规模的生产线上，我国光伏企业已经可以做到回收99％的废料，实现清洁生产。而且我国在光伏组件生产方面也对生产尾气的回收利用率、生产的选址、能耗等做出了严格的规定和限制。所以，光伏组件的生产过程不是一个必然的污染过程，我国已经通过技术进步和管理规范达到了安全可控的水平。

 

　　与其他许多传统行业相比，可再生能源的一个显著特点就是依靠市场规律和技术突破成为产业升级的推动力量。笔者希望行业外的朋友，有机会可以去光伏制造业企业走走看看，相信你们会看到一个全新的中国高端制造业。

 

　　谣言四：光伏骗补？新补贴政策下根本做不到

 

　　最后，我们再来说一下关于“光伏骗补”的谣言，这个说法在金融机构圈子里流传得很广。要解释这个问题其实很简单，当前的可再生能源补贴政策采用“发一度电给一度电的补贴”的形式，由电网企业来承担核算发电量及发补贴的工作。

 

　　这种补贴模式类似种庄稼，以一个固定的价格收购小麦，农民若是交不上粮食，根本一分钱得不到。所以这种情况下光伏企业根本没法骗补贴。更根本地说，这种按照发电量计算补贴的形式，就是为了改善过去“装机补贴”的缺陷，让市场过渡到“按照产出获得收益”的更科学、更可持续的模式。

 

　　回到本文开头提出的问题，作为可再生能源的业内人士，我们该怎样正本清源、化解这些谣言呢？借用论语的一句话“不患人之不知己，只患己之不知人”，笔者认为与其对谣言愤愤不平，从业者更应该加强与外部的交流，努力消除误会；同时依靠高质量的发展满足用户的需求，才能真正赢得市场对可再生能源的认可。

 

　　当然，笔者也期待看到各位从业者能对可再生能源行业有“知识更新”的意识，毕竟可再生能源行业是高科技的延伸，其变化之快远远超过化石能源等传统行业。

 

　　最后，笔者希望全社会能更客观地看待新兴的能源品种。无论是欧洲、美国、日本等发达国家，还是印度、中东、非洲等发展中国家，无一不在大力发展可再生能源行业。中国在这方面已经有比较好的优势，一定要再接再厉，坚持可持续发展的发展理念。环境问题的解决离不开清洁低碳的能源，而可再生能源更是其中必不可少的力量。

 

　　附：光伏组件制作过程的耗电情况

 

　　能耗计算边界条件

 

　　以原料硅砂为起点，到制成晶体硅光伏发电系统，全部能量消耗EP表达式：

 

　　EP ＝ EP1 ＋ EP2 ＋ EP3 ＋ EP4 ＋ EP5 ＋ EP6 ＋ EP7 ＋ EP8

 

　　其中：

 

　　EP1为“硅砂——冶金硅”的能耗：12kwh／kg；

 

　　EP2 为“冶金硅——多晶硅”的能耗80kwh／kg（改良西门子法国内平均水平，当前国内先进水平已经达到60kwh／kg）；

 

　　EP3为“多晶硅——多晶铸锭”的能耗8kwh／kg，（目前多晶硅铸锭已进入G6机型，装料重量在600kg－800kg，未来将向更大装料重量的G7、G8机型发展，电耗还有不少降低的空间）；

 

　　EP4为“多晶硅锭－多晶硅片”的能耗：0．45kwh／片（光伏规范条件中要求现有项目硅片能耗不低于45万kwh／百万片，当前国内领先企业已下降至0．3kwh／片以下）；

 

　　EP5为“多晶硅片——多晶硅光伏电池”的能耗：0．1kwh／Wp；

 

　　EP6为“光伏电池——光伏组件”的能耗：0．35kwh／Wp，（这环节耗能较大的主要是钢化玻璃和铝框，背板、EVA、接线盒等耗电较小。按60片组件玻璃重量为12．93kg，每吨光伏玻璃耗能350kgce，按1度电等量0．1229kg标煤计算，光伏玻璃耗电为0．142kwh／w，60片组件所需铝边框2．8kg，按每吨耗电1．335万度，铝边框电耗为0．144kwh／w，组件层压等耗电约为0．06kwh／w）；

 

　　EP7为“逆变器及系统平衡部件”的能耗，含支架、并网控制逆变器、电缆、开关、仪表等的生产能耗，按每MW电站需支架钢材5000吨、钢筋1500吨、各类电缆850千米进行计算，支架钢材和钢筋的能耗为0．3kwh／w，电缆能耗约为0．01kwh／w，升压变、逆变器等按0．05kwh／w计算，总能耗约为0．36kwh／w。

 

　　EP8为“组件运输、系统施工安装及其他”等，部分耗能比较大的主要是水泥，按每MW需水泥70吨计算，水泥能耗为0．06kwh／w，其他如运输、电池制造的银铝浆、切割用的材料生产等，简单估算为0．05wkh／w，合计0．11kwh／w。

 

　　计算结果

 

　　多晶硅生产消耗工业硅原料：1．2kg，即每生产1kg高纯多晶硅需要1．2kg冶金硅；

 

　　铸锭消耗高纯多晶硅：1．05kg，即1kg硅锭需要1．05kg高纯多晶硅；

 

　　1kg硅锭可以切156×156mm的硅片49片，按现在多晶电池平均转换效率18．3％计算，每片平均制造4．45Wp太阳电池，合计为：218Wp／kg。

 

　　制造每瓦太阳电池需要的高纯多晶硅：1050g／218Wp ＝ 4．81g／Wp；

 

　　制造每瓦太阳电池需要的工业硅：1．05×1．2×1000g／218Wp ＝ 5．8g／Wp；

 

　　根据上述参数计算，得到各环节电力消耗情况如下：

 

　　EP1 ＝12kWh／kg×5．8g／Wp／1000 ＝ 0．0696 kWh／Wp

 

　　EP2 ＝ 80kWh／kg×4．81g／Wp／1000 ＝ 0．384 kWh／Wp

 

　　EP3 ＝8kWh／kg÷218Wp／kg ＝ 0．036kWh／Wp

 

　　EP4＝0．45kwh／片÷4．45Wp／片＝0．1kwh／Wp

 

　　EP5＝0．1kwh／Wp；

 

　　EP6＝0．35kWh／Wp；

 

　　EP7＝0．36kWh／Wp；

 

　　EP8＝0．11kwh／Wp

 

　　太阳能电池片至组件的效率损失大概在1．5％左右，全部能量消耗：EP ＝ （EP1＋ EP2 ＋ EP3 ＋ EP4 ＋ EP5）／0．985 ＋ EP6＋EP7＋EP8＝1．52kWh／Wp

 

　　如果按照当前国内领先企业的能耗水平计算，每瓦的耗电成本可进一步下降。按硅粉耗量1．15kg／kg－Si，多晶硅生产综合电耗60kwh／kg－Si，硅锭电耗8kwh／kg，金刚线切割单位出片量55片，切割电耗0．3kwh／片，多晶电池转换效率18．8％计算，则全部能量消耗仅为1．33kwh／w左右。

 

　　能量回收期计算

 

　　光伏发电系统的能量回收期EPT（年）＝制造光伏系统的全部能耗／光伏发电系统年发电量，即光伏发电的增值效应。

 

　　根据上面的测算，可以得到光伏发电从硅石到系统的总能耗为1．52kwh／Wp。

 

　　中国西北部的太阳能资源丰富，光伏发电系统的年满发平均利用小时数1500小时以上，中东部约为1100小时，取两者平均值1300小时，即每峰瓦太阳电池一年可以发出1．3kWh电。由此，可以计算出光伏发电的能

 

　　量回收期：

 

　　EPT ＝ 1．52／1．3 ＝ 1．17年

 

　　即在晶体硅电池实现发电后，只需要1．17年就可以收回生产过程中所消耗的电力，先进产能则仅需1年左右。而太阳能组件的质保普遍在25年，有些甚至达30年，太阳能电池在全寿命周期内，基本上都是生产清洁电力。