光伏發(fā)電利用的太陽(yáng)能極易受到空氣污染的影響，組成霧霾的顆粒物大大降低到達(dá)地面可供光伏利用的資源

記者 周辰 實(shí)習(xí)記者 高佳

發(fā)表在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》上的一項(xiàng)研究結(jié)果表明，中國(guó)空氣污染顯著降低中國(guó)太陽(yáng)能光伏資源，在華北和華東地區(qū)，空氣污染平均降低光伏資源20%左右。

圖片來(lái)自視覺中國(guó)

10月23日發(fā)表在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》上的一項(xiàng)研究顯示，光伏發(fā)電利用的太陽(yáng)能極易受到空氣污染的影響，組成霧霾的顆粒物，包括公眾熟悉的PM2.5和粒徑更大的PM10，能夠散射和吸收太陽(yáng)短波輻射，大大降低到達(dá)地面可供光伏利用的資源。

太陽(yáng)能光伏技術(shù)能夠?qū)⑻?yáng)短波輻射（主要包括可見光和紅外光）轉(zhuǎn)化發(fā)電。近十年來(lái)，光伏發(fā)電在中國(guó)呈現(xiàn)前所未有的迅猛增長(zhǎng)。

國(guó)際管理咨詢公司A T Kearney發(fā)布的最新報(bào)告顯示，截止2016年底，中國(guó)太陽(yáng)能光伏裝機(jī)容量累計(jì)達(dá)到77400兆瓦（77.4 GW），據(jù)世界第一。國(guó)務(wù)院2014年發(fā)布的《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動(dòng)計(jì)劃》中指出，到2020年，太陽(yáng)能光伏裝機(jī)達(dá)到一億千瓦（100GW）左右?！笆濉币?guī)劃確定，2020年中國(guó)太陽(yáng)能光伏目標(biāo)為15-20萬(wàn)兆瓦（150-200GW）。

但目前這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，在重污染區(qū)域，大范圍，長(zhǎng)時(shí)間，頻繁發(fā)生的空氣污染，會(huì)對(duì)光伏資源產(chǎn)生不可忽視的整體影響。 研究團(tuán)隊(duì)結(jié)合衛(wèi)星數(shù)據(jù)與太陽(yáng)能光伏性能模型，基于實(shí)測(cè)的太陽(yáng)輻射、云和污染物和數(shù)據(jù)，模擬計(jì)算了2003至2014十二年間的光伏資源，以及空氣污染和云的影響，首次對(duì)中國(guó)空氣污染對(duì)光伏資源的降低作用進(jìn)行了量化。

“我們發(fā)現(xiàn)，在華北和華東地區(qū)，空氣污染平均降低光伏資源20%左右。在一些重污染地區(qū)（如河北、北京、天津、山東、江蘇部分區(qū)域），空氣污染的影響可達(dá)35%?！毖芯拷M成員，普林斯頓大學(xué)土木與環(huán)境工程系博士研究生厲瀟淵向財(cái)新記者解釋：“冬季是空氣污染最嚴(yán)重，也是一年中對(duì)光伏資源影響最大的季節(jié)。在華北和華東地區(qū)， 空氣污染對(duì)冬季光伏資源的降低作用和云幾乎相當(dāng)?！?

目前跟蹤技術(shù)（tracking technology）被地面光伏站廣泛采用，以追蹤太陽(yáng)的日變化軌跡（單軸跟蹤技術(shù)，one-axis tracking），或同時(shí)追蹤日變化和季節(jié)變化（雙軸跟蹤技術(shù)，two-axis tracking），目的是最大化光伏板對(duì)太陽(yáng)光的利用效率。

而研究顯示，跟蹤技術(shù)放大了空氣污染對(duì)光伏資源的影響。在污染最嚴(yán)重的東部地區(qū)， 空氣污染對(duì)光伏資源的平均降低作用，于固定光伏板光伏資源為20%，于單軸跟蹤技術(shù)光伏板為30%，于雙軸跟蹤技術(shù)光伏板為35%。文章解釋，這是因?yàn)榭諝馕廴局械念w粒物對(duì)太陽(yáng)直接輻射的影響遠(yuǎn)大于總輻射（總輻射包括直接輻射和散射）。而跟蹤技術(shù)正是利用了更多的太陽(yáng)直接輻射來(lái)發(fā)電。

研究因此提出建議，在太陽(yáng)能資源規(guī)劃和電力系統(tǒng)應(yīng)對(duì)發(fā)電間歇性問題（尤其對(duì)于冬季污染事件）時(shí)，將空氣污染列為重要考慮因素。“發(fā)展清潔能源可以激發(fā)一個(gè)潛在的良性循環(huán)：太陽(yáng)能的廣泛使用，能夠降低對(duì)于以煤為代表的化石燃料的依賴，空氣污染得到緩解，太陽(yáng)能發(fā)電效率提升，進(jìn)一步減少對(duì)煤的依賴。”厲瀟淵表示：“我們希望這項(xiàng)研究釋放出一個(gè)積極的信號(hào)，進(jìn)一步促進(jìn)中國(guó)可再生能源發(fā)，以解決環(huán)境問題?！?