發展以風能和太陽能為代表的可再生能源是應對全球氣候變化和環境危機的唯一解,這是全社會共識。然而,對于風電、光伏發電究竟在溫室氣體減排、拉動就業、扶貧等方面催生出了哪些經濟社會效益,你真的了解嗎?
當前,伴隨霧霾以及各類極端天氣的增多,依托化石能源的傳統經濟社會發展模式的不可持續性突出,進行能源革命已是大勢所趨。風能和太陽能則因綠色、儲量大、可再生,成為這場革命的核心力量。近十年,全球風電、光伏產業迎來爆發期。尤其是在中國,兩者已經形成了具有國際先進水平的較為完備的產業體系,具有中國自主知識產權的領先技術產品遠銷到全球多個國家和地區,成為我國少數具有國際競爭力的戰略性新興產業之一,經濟社會效益顯著增強。
目前來看,雖然有關兩者綜合效益的研究以及報道時常見諸報端,但缺乏系統性,難以讓公眾形成較為客觀、全面的認識,這為謠言滋生提供了“土壤”。可以說,加強上述工作,已經刻不容緩。
那些年出現的謠言
2014年,一則有關“發展風電加重北京霧霾”的消息甚囂塵上。事情起因是:國內某媒體發表名為《誰偷了北京的風?》的文章,大意為,在中國北方的“大風口”內蒙古地區,風電裝機從2007年底的58萬千瓦,發展到2014年的1848.86萬千瓦。與此同時,京津冀地區霧霾天氣也從2008年前后開始劇增。文章作者還用“蝴蝶效應”暗示,是這些風電機組“偷走”了上述地區的風。此言一出,輿論立即爭議四起。
事實則是,國內外眾多專家學者運用實地觀測和仿真模擬等方式進行的研究表明,風電場帶來的尾流效應影響范圍約在30千米—60千米左右。內蒙古以及張家口的風電場都距離北京市區超過100千米,所以兩者之間不存在任何關系。
此非孤例,從質疑威脅鳥類生存到補貼過高,不一而足。比如,此前就有人認為風電機組的運行會干擾鳥類,導致其死亡;大型地面光伏電站更是受攻擊的“重點”,被稱為鳥類的“死亡陷阱”。然而,相關的研究和實測表明,僅有少數鳥類會受到影響。并且隨著環評的日益嚴格以及選址技術的逐步先進,目前規劃階段就有意避開了鳥類常規的大規模遷徙路線,不會致使其大量死亡。
針對以上情況,業內專家表示,根源在于外界對風電、光伏發電缺乏全面、系統的認識。“它提醒我們,雖然這兩個產業取得了長足發展,但在科普宣傳和價值傳遞等方面,還有很多事要做。”
能源替代效應突出
風光發電進入電力系統,最重要的作用就是替代化石能源發電量,從而減緩化石能源消費,這對于增強能源安全保障、應對全球氣候變化具有積極的意義。
由中國可再生能源學會風能專業委員會組織相關研究機構編寫的《能源轉型加速度:中國風電光伏發電的協同效益》(簡稱“《協同效益》”)報告顯示,2015年,僅我國的風光發電量就可替代近6000萬噸標準煤,到2030年將增至近3億噸標準煤,這相當于法國2015年全年的一次能源消費總量。
此外,在風電、光伏發電的全生命周期中,設備制造、安裝、運行、維護、報廢、回收以及維護系統平衡等環節均有能源消耗,其總和與系統年發電量之間的比值則是能量回收期,可以直觀地反映投入單位能源所產生的回報。
風電機組發電量主要取決于風速高低和裝機容量。一般來說,風速越高、裝機容量越大,則風電機組的發電量越高,相應的能源回收期也越短。影響光伏系統發電量的因素比較復雜,主要有日照強度、日照時間和光伏系統轉換率等。一般來說,日照強度越高、日照時間越長、轉換率越高,則光伏系統的發電量越高,相應的能源回收期越短。
上述研究指出,在風電的20年全生命周期內,每生產1千瓦時電力,所消耗的能源為0.06千瓦時;在光伏發電的25年全生命周期內,每生產1千瓦時電力,所消耗的能源為0.1千瓦時—0.15千瓦時。兩者的能源回收期分別為0.7年和1.6年,具有很高的能耗投入產出比。
社會環境效益凸顯
風能、太陽能之所以能夠成為全面替代傳統化石能源的最佳解決方案,關鍵在于其利用過程的綠色、清潔,環境效益自然就成為發展風電、光伏產業的核心功用之一。
《協同效益》報告顯示,風電和光伏發電的環境效益顯著。報告以燃煤發電為參照物,包括生產和運輸、發電、溫室氣體排放等在內,測算出其2015年的環境外部成本約為0.159元/千瓦時。由于煤電的環境外部成本即風電、光伏發電的外部環境收益,這也意味著,2015年風光發電的外部環境效益已經高于2016年河北張家口和承德、湖南、廣東對風電的補貼強度。
基于特定的電力系統發展情景預設,到2020年,這一效益將約為0.096元/千瓦時,2030年則約為0.3元/千瓦時。按到2030年并網風電、光伏年發電量分別達到9802億千瓦時、5400億千瓦時計算,兩者的發電環境效益分別約為2940億元、1620億元。總額遠超2016年我國燃煤發電企業在脫硫、脫硝及除塵補貼上獲得的國家補貼總額——1100億元。
值得強調的是,有聲音質疑可再生能源補貼的合理性。從以上數據可以看出,在燃煤發電的外部環境成本沒有完全內部化的情況下,補貼確切地說應該是對可再生能源環境經濟效益的補償,它能夠有效糾正市場失靈,使其可以與傳統發電技術在公平環境中競爭。同時,風電與光伏發電都具有通過研發、技術外溢以及“干中學”實現成本下降的潛力,前二者可以歸為技術創新的推動,而后者可以歸為市場的拉動。但在初期階段,如果沒有足夠的市場容量,成本下降過程就不會啟動,很難形成足夠、有市場競爭力的規模。因此,成本下降潛力的釋放需要借助額外的政策。補貼只是克服行業在這一階段中技術鎖定效應、提高風電和光伏發電市場份額的政策手段。上述報告結合風電、光伏發電的成本下降趨勢,給出了確定的結論——發展風光發電是2020年后全社會有效率的選擇,即補貼水平將不斷下降,直至隨著技術的持續進步而最終變得不再必要。
此外,風電和光伏發電在扶貧、節水、促進社會公平等方面也發揮出了積極的作用。目前,光伏發電已經是偏遠地區實現電力供應的最經濟手段。2013年—2015年,國家共安排投資247.8億元用于實施無電地區電網延伸和可再生能源供電工程建設。其中,安排電網投資計劃206.8億元,為154.5萬無電人口通電;安排光伏獨立供電工程建設投資計劃41億元,共建成光伏獨立電站670余座、光伏戶用系統35萬余套,為118.5萬無電人口通電。相比電網延伸,獨立光伏用總投資中的16.5%資金解決了43.4%無電人口的用電問題。人均投資上,在獨立光伏上每投資3460元即可解決一人的用電問題,而投資電網卻需要13385元,是前者的3.87倍。
并且中國的煤炭資源和水資源多呈逆向分布。煤炭的開采、洗選和發電都高度耗水。過度取水給當地的生態環境和人體健康造成了巨大危害。與此相比,風光發電的用水量要小得多。從全生命周期考慮,風電和光伏發一兆瓦時的電力,將比燃煤發電分別節約用水2.76立方米和1.63立方米。據此計算,風電和光伏發電的節水量將分別從2015年的5.11億立方米、0.62億立方米增長到2030年的27.05億立方米、8.8億立方米,節約的水資源相當于2億人全年的用水需求。
考慮到我國的特殊地域特征和燃煤機組分布,該效益在缺水地區將更加顯著。其中,在水資源壓力極高的西北和華北地區,2030年風光發電的節水量可以達到10億立方米和8億立方米。
此外,風光發電目前已經成為促進能源行業主體多元化的最重要力量。化石能源行業的準入門檻高,基本控制在國有企業手中。風光發電則為更大范圍的中小企業與公眾參與能源事業提供了可能。
從風電累計裝機來看,中央“五大”發電集團仍然占據著主要的份額,占比超過52%,其他央企緊隨其后。民企的份額依然較少,但也高于地方國企。就光伏產業而言,國有企業和民營企業則各占半壁江山,民營企業累計并網容量達到1962萬千瓦,占比47.7%。能源行業主體的多元化,有效提高了全社會的參與度,打破了少數大企業的壟斷,實現能源的經濟化和能源服務需求的差異化。眾多中小企業的出現和活躍也有利于促進商業模式創新和技術進步。
獨立光伏的發展還打破了傳統電力生產和消費分離的模式。用戶在市場中的定位已經由簡單的用能者變為動態產消合一者。光伏發電、風電的突出特點是適合分布式開發。用戶生產的電力可以自用,多余上網,夜間從電網購電。它可以應用在工業廠房、公共建筑、居民屋頂上。其中,光伏的分布式特點更明顯。這種電力生產的準入門檻比傳統能源生產低很多,任何普通人都可以成為生產者。這無疑可以增加居民的收入,并降低用電成本,德國的情況也很好地佐證了這一點。德國國際合作機構(GIZ)能源項目負責人SandraRetzer表示,在德國,可再生能源開發為大約160萬人提供了額外收入,或者是減少了用電開支。“從這一點來講,可再生能源帶來的多元效應是非常具體的,貼近于上百萬德國人的日常生活。”
從目前的投資結構來看,雖然相當一部分投資依然來自于國有資本,但風光發電的特點決定了其是未來能源民主的基礎,這將對能源系統的演進產生重大而深遠的影響。
經濟效益大幅提升
除了上述效益外,風電、光伏產業在拉動GDP、投資以及就業等方面的作用也已經顯現。
據《協同效益》報告的測算,2015年,風光發電所拉動的直接和間接增加值約為0.31萬億元;到2030年,這一數字將增加到1.57萬億元。所占GDP的比重基本呈逐年上升的趨勢,2030年占比約1.1%;15年間,風光發電累計拉動總GDP增長約14.3萬億元,相當于北京市2015年GDP的7倍。
其中,2015年,風光發電拉動投資約3999億元;到2030年,該數額增長至4954億元,約為2015年我國全社會固定資產投資額的0.7%,2016年—2030年期間,風光發電累計拉動投資約5.4萬億元。兩者的投資額相當,均為2.7萬億元左右。除本行業的發展外,風電和光伏還通過產業間的相互關聯拉動其他行業增長。其中,輸配電、金融保險服務、電力熱力等是風光發電拉動最大的行業,在風光發電所拉動的總增加值中分別占比7.3%、6.4%和5.2%。
就業方面,按照目前我國風電、光伏行業的就業系數(就業總人數/總產出)分別為0.0114(人/萬元)和0.0140(人/萬元)測算,2015年,兩大行業帶動的直接就業人口45萬人,2030年將增長5倍,上升至約240萬人,約為煤炭和石油行業從業總人數的一半。其中,風電帶動的直接就業人數約為136萬人,光伏行業則為102萬人。
除直接就業外,風光發電也會拉動其他行業的就業水平。預計到2030年,風光發電吸引的間接就業人數將接近530萬人,風電帶動的就業人口總體上高于光伏就業人口32%。
這也意味著到2030年,風光發電帶動的總就業人口數接近770萬人,比2015年增長4倍多,相當于2015年全國高校畢業生總數,將產生良好的綠色就業帶動效應。
分行業來看,風電和光伏發電對輸配電、電線、儀器儀表等制造,電力、熱力、燃氣和水的生產供應,石油、天然氣和核燃料、煉焦開采加工,金融、保險服務這4個行業的直接就業拉動較大,占比超過65%,間接就業拉動的占比也超過50%。
我們在積極行動著
雖然上述數據很好地表明,發展風電、光伏的社會經濟效益已經顯現,但是用華電福新能源股份有限公司副總工程師張文忠的話來說就是,“一些人仍認為風電和光伏發電是昂貴的電源,現在算算它們在環境、社會、經濟等方面創造的效益,就不貴了。這樣的研究非常必要和切中要害,應該讓所有人都知道,能夠對公眾產生正面的影響,為產業營造更好的發展環境。”但這兩大產業畢竟起步晚,技術性強,加之宣傳有所欠缺,社會認知度仍然有待提高。
對此,目前業內正在強化相關工作。據卓爾德環境(北京)研究中心主任張樹偉介紹,在現有風電、光伏發電協同效益研究的基礎上,未來還將分析兩者的貨幣化額外效益,探討全社會成本最優選擇;并聚焦東部及西部某一個具有代表性的省份,研究風電、光伏發電的綜合效益。
此外,一些針對社會大眾的科普宣傳教育活動也在陸續開展。例如,每年舉行的北京國際風能大會暨展覽會(CWP)和中國光伏大會暨展覽會(PVCEC)已經成為普及風光發電知識和展示產業發展成就的窗口。展會舉辦期間,組織方則會邀請各學齡段的學生走進展覽中心,向他們普及可再生能源的基礎知識。這一形式取得了良好的效果。據悉,目前已經有部分中學和小學建立了可再生能源實驗室。
中國可再生能源學會風能專業委員會也將在今年啟動一些調研宣傳活動,依托多種媒體形式,運用文字、視頻等向公眾宣傳風電、光伏等。
其中一項是大型行業調研活動——“風光萬里行”。屆時,風能專委會將聯合多家全國性主流媒體,有針對性地深入走訪我國風電、光伏產業發展的重點、特色地區,對精選的風電、光伏發電典型項目進行精準解剖,展示發展的成果,探討存在的問題,為政府決策提供豐富的參考資料,為行業研究提供典型的項目范本。
風電行業的紀錄片拍攝工作也將啟動。據悉,其旨在用寫實的手法全景記錄我國風電發展的基本情況,用通俗易懂的語言向觀眾詮釋風電,讓大眾能夠更加客觀、全面認識風電。
發展以風能、太陽能為代表的可再生能源,歸根結底是為了“讓所有的人用上綠色電力,為子孫后代留下一片藍天”。今年全國兩會的政府工作報告提出,要堅決打好藍天保衛戰,優先保障可再生能源發電上網,我們還有什么理由不謀劃好這篇“文章”呢?