風能、太陽能被稱為清潔能源,也許沒有人會想到這與污染有何關系。但殘酷的事實卻是,在中國,他們是同樣沒有完全脫離“污染魔咒”的產業(yè)。
而值得警醒的是,這些污染也許本可避免。
禍福相依?
在風電領域,有個專業(yè)術語叫切出風速。簡單來說,就是風力過大時,風力發(fā)電機為避免機器損壞自動停止運行的風速。各個機型并不相同,一般切出風速為25米/秒以上。
仔細想想,這彷佛是個寓言——哪怕是以風為命的風機,對于風資源的索取都是有節(jié)制的,只有這樣,才能持續(xù)正常的工作,這就是自然規(guī)律。
而自詡聰明的人類,卻因貪婪一再犯錯。在新能源快速發(fā)展的“三北”地區(qū),有不少地方為搶占所謂先機大力發(fā)展新能源,在電網建設滯后電力輸出困難的情形下,又不遺余力地引進高耗能產業(yè)解決電力的本地消納問題。——大自然本來賜予了這些地方寶貴的清潔能源,而人們卻因不停索取更高利益引進高耗能產業(yè),對自然沒有敬畏,對資源沒有珍惜,更對未來缺乏規(guī)劃。
以甘肅為例,甘肅目前有風電場48座共有風機4436臺,風電并網容量659萬千瓦,僅占甘肅全網總裝機的21.9%。也就是說,約4/5的風電無法輸出。
富余電量的本地消納,便成為這些省份甜蜜的煩惱。
“為加快風電就地消納,以實現(xiàn)資源綜合利用、減輕電網送出壓力,瓜州縣委、縣政府千方百計從政策上求支持、在招商引資上求突破,通過不懈努力,一批以100萬噸高純硅材料系列、120萬噸水泥、1000萬平方米石材加工為代表的高載能項目落戶瓜州資源綜合利用園區(qū),部分項目已經建成投產,預計達產達標后,電能消納達到35億度以上。”
以上這段話是記者在甘肅省瓜州縣公眾信息網上看到的一篇文章,這篇顯示由瓜州縣發(fā)改局馬振旭撰寫的題為《新能源項目建設為瓜州縣高載能產業(yè)快速發(fā)展提供了有力保障》的文章發(fā)表于2012年11月,文章指出,風電一期工程建成后,按年有效發(fā)電時數(shù)2139小時計算,可為瓜州縣提供清潔的電能81.4億千瓦時,而瓜州縣目前每年消納電量近3億千瓦時,僅占總發(fā)電量的比重為3.5%。
應該說,這篇文章的表述客觀反映了許多新能源大省地方政府的心態(tài),甘肅瓜州縣一位官員告訴記者,為了解決風電的本地消納問題,該縣引進了三新硅業(yè)、天富硅業(yè)、電解錳、石材加工等一批高載能項目,去年當?shù)仫L力發(fā)電約60億千瓦時,本地消納電量只有6億千瓦時,其中三新硅業(yè)一家就消納電量3億千瓦時。
采取這種做法的當然不僅僅是瓜州。在敦煌,一位光伏電站負責人說道,由于敦煌的旅游定位,縣城對于高載能企業(yè)的設立限制較嚴,但在距縣城較遠的地方,這幾年也開始在發(fā)展工業(yè)。而原因,當然與當?shù)毓夥l(fā)電量過剩密切相關。這位負責人告訴記者,當?shù)毓夥娬舅l(fā)電量只有約一半能夠并網輸出。
在內蒙古,去年9月份,部分全國人大代表曾進行專題調研,并發(fā)表公開建議:在風電場附近興建高載能產業(yè)項目,同時從政策上,推動風電直接與高載能產業(yè)結合。例如,中電投集團依托在蒙東霍林河地區(qū)煤、電、鋁工業(yè)園區(qū),進行微網運行,消納了當?shù)?0%的風電和光伏發(fā)電電量。
對于這種發(fā)展思路,國家應對氣候變化戰(zhàn)略研究和國際合作中心主任李俊峰曾明確表示了反對的態(tài)度。他指出,一些地區(qū)的工業(yè)多年來沒有發(fā)展起來,最重要的因素就是這些地方不適合發(fā)展工業(yè)。執(zhí)意發(fā)展工業(yè)可能是得不償失的,必須改變這種發(fā)展觀念。尤其是通過發(fā)展高耗能產業(yè)解決風電就地消納的問題,無疑是增加這些生態(tài)環(huán)境脆弱地區(qū)的工業(yè)負荷與環(huán)境負荷。
“全世界都一樣,發(fā)展工業(yè)必須考慮環(huán)境承載力以及經濟布局,必須尊重客觀規(guī)律。”李俊峰表示。
抹黑“清潔”之名
應該說,伴隨新能源產業(yè)發(fā)展而產生的最顯著的污染問題,就是為了消納富余電量而引進高耗能產業(yè),但實際上,在新能源產業(yè)的其他環(huán)節(jié),污染同樣存在。
2011年,生產太陽能硅片、電池片和組件的晶科能源污染新聞曝出,這也許是人們第一次意識到這個產業(yè)污染問題的嚴重性。
光伏產業(yè)存在污染,并且情形不容樂觀是毋庸置疑的事實。但另一個事實卻是,光伏組件的生產并不一定造成污染,關鍵看企業(yè)是否掌握技術以及愿不愿意投入成本去控制。
中國資源綜合利用協(xié)會常瑜曾表示,目前國內還沒有企業(yè)能夠做到100%的四氯化硅和三氯氫硅的循環(huán)生產,沒有達到“近零排放”的標準。而從國際經驗來看,“近零排放”在技術上是不存在瓶頸的。
環(huán)保組織綠色和平氣候與能源項目主任李昂則指出,光伏行業(yè)的生產之所以存在不令人滿意的狀況,企業(yè)和政府都有著不可推卸的責任。有些企業(yè)仍將清潔生產停留在末端治理的階段,使得治理成本高而效果并不理想;而環(huán)保部門在光伏行業(yè)發(fā)展的過程中缺少監(jiān)管,配套治污設施不到位,這為光伏行業(yè)在發(fā)展過程中埋下了隱患。
除了設備生產環(huán)節(jié),在發(fā)電用電環(huán)節(jié),似乎也并不能與污染完全撇清關系。
就風力資源而言,其季節(jié)波動性明顯,而對于太陽能而言,則晝夜波動性明顯。因此,風電與光伏發(fā)電的不穩(wěn)定性突出,就必須配備足夠的調峰電源,來維持電力系統(tǒng)頻率的穩(wěn)定性。
據(jù)了解,在風電或者光伏發(fā)電量較小的地區(qū),原有的火電電源足夠調峰。但對于大規(guī)模的新能源發(fā)電,一般就需要配建新的火電電源了,而火電的最大標簽正是“污染”。
甘肅瓜州目前的風電裝機容量已經達到405萬千瓦,而作為調峰電源的新火電項目則正在規(guī)劃中。
據(jù)了解,瓜州常樂電廠4×100萬千瓦火電項目已完成可行性研究、水資源論證、環(huán)評、安評等前期工作,已上報國家發(fā)改委進行審批,力爭年底前取得一期2×100萬千瓦項目建設路條。目前,該項目已完成進場道路、跨越鐵路橋梁、35千伏輸電線路、輸水泵房等前期建設工程,完成固定資產投資8500萬元。
事實上,無論是國家層面還是普通的業(yè)內人士,都已經關注到了這個問題,于是風電、光伏發(fā)電的儲能研究提上日程。
在距北京西北200多公里的河北省張北縣,有一個世界上首個集風力發(fā)電、光伏發(fā)電、儲能系統(tǒng)和智能輸電于一體的示范工程——國家風光儲輸示范工程。這個工程的重要意義就是探索出世界首創(chuàng)的風光儲輸聯(lián)合發(fā)電運行模式,即通過風、光、儲的七種組合發(fā)電方式,與平滑出力、跟蹤計劃、系統(tǒng)調頻、削峰填谷四種功能的結合,實現(xiàn)多組態(tài)、多功能、可調節(jié)、可調度的聯(lián)合發(fā)電運行方式。
說簡單一點,最有價值的探索就是對于風光電能儲輸?shù)难芯?mdash;—如何將高峰期的風電、光伏發(fā)電儲存下來,作為調峰電源,在風電、光伏發(fā)電低谷期輸出去。
8月,工程的最核心亮點,就是目前世界上規(guī)模最大的多類型化學儲能電站。記者看到,1522面電池柜、27.5萬塊電池、114萬個監(jiān)測點正在大規(guī)模儲能監(jiān)控系統(tǒng)的密切“監(jiān)視”下工作。
儲能電站在2012年先后共投入削峰填谷近40次,轉換輸出電能102.7萬千瓦時,全年累計參與平滑800小時,10分鐘聯(lián)合發(fā)電波動率均小于5%。在風光功率平滑、跟蹤調度計劃、削峰填谷等方面迅捷有效、作用突出。
不過,看到如此大規(guī)模的電池儲能設備,如果探索成功,在全國推廣化學儲能模式,那么,當電池壽命結束時,這些規(guī)模巨大的廢舊電池又如何處理呢?會不會造成新的污染?
眾所周知,電池污染是當今一個大問題。資料顯示,一節(jié)一號電池在地里腐爛,它的有毒物質能使一平方米的土地失去使用價值;扔一粒紐扣電池進水里,它其中所含的有毒物質會造成60萬升水體的污染,相當于一個人一生的用水量。
如今,有些國家已經有相對較高的電池回收率和相對成熟的回收處理技術。但在中國,電池的回收率較低,而舊電池的處理成本依然較高,電池回收與處理還遠遠沒有形成成熟的系統(tǒng)。如果這個問題不解決,那么運用電池儲能解決風電與光伏發(fā)電的調峰問題,則可能造成新的污染。——那又是一個龐大的課題。