關於碳中和的六大誤區(一)——用太陽能、風能取代化石能源實現碳中和

《新能源趨勢》公眾號報道:

最近一段時間,東北地區限電的訊息引起廣泛關注。當然這背後的原因並沒有那麼複雜——煤不夠用了。發電、供暖都需要用煤,而煤的供應受到了限制,為保障即將到來的冬季供暖,只能減少發電用煤了。畢竟,沒有電還可以湊合著過,而在冬季的東北,沒有暖氣可是會出人命的。

這個無奈的事實讓不少人無法理解,既然煤不夠用,為什麼不用太陽能、風能來取代?而且後者更加清潔,也更符合國家碳中和的戰略。

風能和太陽能都比火電便宜,因此太陽能和風能完全可以取代火電實現碳中和。

相信持這種想法的人不在少數,其實這就陷入了一個誤區,這就牽涉到了關於太陽能和風能的專業問題,能源專家、南方科技大學清潔能源研究院院長劉科在其圍繞“碳中和誤區及其現實路徑”的演講中對此有詳細的論述。

關於碳中和的六大誤區(一)——用太陽能、風能取代化石能源實現碳中和

眾所周知,無論太陽能還是風能都是按照有效工作小時數來計算發電量的,一年有 8760 小時,而中國的太陽能每年發電小時數因地而異,在 1300 小時到 2000 小時之間不等,很少有超過 2000 小時的區域,平均在 1700 小時左右;也就是說太陽能大約在 1/5 – 1/6 的時間段比火電便宜;而在其他 4/5-5/6 的時間段,如果要儲電,其成本會遠遠高於火電。風能每年發電的時間比太陽能略微長一點,是 2000 小時左右,但電是需要 24 小時供的,不能說一個電廠一年只供一兩千小時,因為我們用電不能說有太陽有風的時候用電,沒太陽、沒風的時候就停電。太陽能和風能是便宜了,但最大的問題這種供電是不穩定的。

關於碳中和的六大誤區(一)——用太陽能、風能取代化石能源實現碳中和

而且時至今日,即便已經獲得了長足的發展,風能、太陽能與煤電相比仍然是杯水車薪。以 2019 年為例,全國的風能和太陽能加起來發電總量相當於 1。92 億噸標準煤的發電量,而中國年發電耗煤大約是 22 億噸煤,相當於 18-19 億噸標準煤,也就是說,風能和太陽能只能佔煤電的 10% 左右。

而且,電網靠電池儲電的概念是非常危險的。據估算,目前全世界 5 年的電池產能僅能滿足東京全市停電 3 天的電能。如果說我們有 4/5 的時間或者 5/6 的時間要靠電池儲電,這是不可想象的。況且,這個世界也沒有那麼多的鈷和鋰,沒法讓我們造那麼多的電池。在這種情況下,棄光棄風的問題非常嚴重,因為電網只能容納 15% 的非穩定電源。風能、太陽能發出來的電,電網沒法全部承受。如果繼續增加風能、太陽能,同時大規模儲能問題解決不了,只能廢棄更多。

棄光棄風在中國有兩方面的原因,一是技術因素,就是因為太陽能、風能是沒辦法預測的,電網小於 15% 可以容納,多於 15% 容納不了,這是一個很大的技術難題,到現在還不好解決;二是機制因素,地方保護主義的存在可能會讓地方出於各種原因不用風電、光電、水電。機制問題在中央大力推動 “ 碳中和 ” 的背景下是可以解決的,但技術問題,不容易解決。

因此,太陽能和風能需要大力發展,但在儲電成本仍然很高的當前,在可見的未來仍然無法全部取代化石能源發電。