中外对话

杜克大学研究:雾霾显著降低光伏发电效率

冯灏:雾霾可令中国光伏电站发电效率降低至少六分之一,煤炭和新能源的矛盾也许比我们想象的更直接。

根据国际能源署的数据,2016年中国新增光伏装机34GW,这一数字是美国的两倍还多,占世界新增装机容量的近一半。以太阳能为代表的清洁能源若得以替代燃煤为主的发电结构,将极大地改善中国的环境状况,在清洁能源领域的巨额投资正是中国各级政府的重点举措之一。

铺设光伏电板会改善空气质量,这是我们一直理解的因果关系。但是,反过来呢?尚待改善的空气质量会不会反过来影响光伏电板发电?

杜克大学的最新研究肯定了我们的疑问,基于NASA GISS的全球气候模型数据,研究发现,空气污染中的颗粒物会大规模折损光伏发电效率,幅度甚至可以达到17%以上。

中国有三成光伏发电能力被雾霾耽误

而短波的太阳辐射光线由于受到灰尘和颗粒物的阻碍,被吸收和散射,这一被称为太阳光减弱(solar dimming)的现象使得光伏组件接收辐射强度被降低,从而带来发电损失。根据该研究,以中国目前的光伏发电能力估算,雾霾造成的电力损失高达11GW,这一数字是中国新增光伏装机容量的近三分之一。

值得注意的是,人为造成的颗粒物对光伏发电的影响超过了自然界的灰尘。研究人员对于光伏组件表面的沉积物进行了采样和组分分析,发现其中仅有8%是非尘土颗粒物,即人类活动产生的。这8%虽然听起来不足为虑,但是因为其中含有有机碳、炭黑等成分,碳原子吸收阳光的能力更强;而且由于粒子更小,阳光更容易被散射。也因此,人类活动对于发电效率的损失甚至超过占比92%的尘土。

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