北京連日來持續的霧霾天中,綠色和平位于順義區的5千瓦分布式光伏系統,由于無法達到工作電壓,已經停止了工作,日發電量為零。根據中國氣象臺的數據,去年以來全國平均霧霾天數為52年來之最。在這樣的天氣中,光伏發電無疑會受到顯著的影響。
2月27日這天早上,霧霾隨著一場小雨和隨之而來的大風被一掃而凈,每個人都在微博、微信上高興地分享著“重見天日”的喜悅。當然,每個人心中也都知道一個事實,那就不久霧霾還會再次來襲,每個人都忙著到戶外享受短暫而珍貴的清新空氣。
2014年3月6日 26日,PM2.5超過450,綠色和平順義屋頂光伏停止工作,日發電量為0度
2014年3月6日 27日,PM2.5為20,截至下午16:30,已發電超過20度,當日即可獲得補貼收入18元。同樣的五萬元投資,如果存在余額寶中,今日利息收入為7.98元。我們的光伏以兩倍多的利息收入完勝余額寶!
在強烈的陽光下,我們的發電站也開始恢復活力,今天(2月27日)單日發電超過20度。欣喜之余,我的Geek癮又犯了,打算驗證一下霧霾和發電量的關系。因此就特意摘選了從去年12月到1月間,最標準的的北京冬季發電數據,進行了相關性數據分析,得出了初步的示意圖。(注:之所以選擇這個時間段,就是想排除掉春節燃放煙花,以及最近一周來特別嚴重的霧霾天的數據影響,從而顯示在最普通的情況下,霧霾和發電量的相關度)。
2014年3月6日 通過分析過往這一個月的PM2.5指數和當日發電量,可以明顯看出二者的逆相關性。PM2.5指數高的時候,發電量減少;反之指數低時,發電量則增加。動態對應關系一目了然。
2014年3月6日 冬季的日發電量多數集中在10~13度之間(綠圈區),而隨著PM2.5指數提高,發電量則在2~6度之間徘徊(紅圈區)。這樣算來,隨著霧霾的加重,發電量將減少50%~85%。以綠色和平安裝的5千瓦光伏系統為例,發電的經濟收益被攔腰斬(甚至更多),本來每天可以節約的10~20kg二氧化碳排放,也大打折扣。
當然,發電量同時還會受到云層、空氣濕度溫度等其它因素影像,結論不一定完全準確,未來我們還將進行更加細致的數據記錄和分析。不過,此種考察方法卻是首次提出,在治理霧霾、減少碳排放的種種方案中,光伏和霧霾顯然是唯一負相關的能源形式,可以通過影響一方而改變另一方。
通過認真考察霧霾與發電量的關系,可以看到我們陷入了“越霧霾-越污染”的惡性循環。大家一直寄希望于光伏發電能夠減少電廠燃煤的使用,從而幫助治理霧霾,現在看來,東部地區的光伏恐怕“先被霧霾制服了”。
發電量的降低,就意味著光伏投資回報的降低,這樣就更難吸引到愿意安裝的用戶和投資者,也更難找到治理霧霾的根本解決途徑了。因此,加快消減煤炭消費,調整能源結構,已經迫在眉睫。真正讓光伏成為治理霧霾的克星,從根本上減少煤炭消費,形成清潔能源的良性循環,就顯得格外重要。
【附:光伏基礎知識】
1.普通用戶如何申請并網?目前有幾種上網方式?
答:并網流程,可以參考綠色和平推出的光伏發電并網及結算解析
目前共有三種可選的上網方式:“全部上網”、“全部自用”、以及“自發自用,余電上網”;目前選擇最后一種的用戶較多,且自用比例越高,光伏發電收益越劃算。
“自發自用,余電上網”是指分布式光伏發電系統所發電力主要由電力用戶自己使用,多余電量饋入電網。 它是分布式光伏發電的一種商業模式。對于這種運行模式,光伏并網點設在用戶電表的負載側,需要增加一塊光伏反送電量的計量電表,或者將電網用電電衰設置成雙向計量。用戶自己直接用掉的光伏電量,以節省電費的方式直接享受電網的銷售電價;反送電量單獨計量,并以規定的上網電價進行結算。
2. 投資光伏系統貴不貴?壽命有多長?
目前的光伏成本造價在每瓦10元錢左右。對于一般個人家庭,如果擁有15㎡左右的屋頂面積,既可以安裝1千瓦左右的系統,安裝成本大約在1萬元。每年可以發電1200度左右,可減少煤炭(標準煤)使用量400千克;減少二氧化碳排放1噸左右。當然,發電量還嚴重依賴當地的光照條件,而我們發現“霧霾是否嚴重”也成為重要影響因素了。
一般已經通過質量認證的光伏系統,在正常氣候環境下使用,工作壽命在20~25年。
3.分布式系統申請接入是否需要繳納服務費?個人和企業申請,分別需要提交什么材料?
電網公司在并網申請受理、接入系統方案制訂、接入系統工程設計審查、計量裝置安裝、合同和協議簽署、并網驗收和并網調試、政府補助計量和結算服務中,不收取任何服務費用。
自然人和法人申請分布式光伏并網分別需要如下資料:
( 1 ) 自然人申請需提供資料 : 經辦人身份證原件及復印件、 戶口本、 房
產證等項目合法性支持性文件。
( 2 ) 法人申請需提供資料 : a. 經辦人身份證原件及復印件和法人委托
書原件 (或法定代表人身份證原件及復印件) 。 b. 企業法人營業執照、土
地證等項目合法性支持性文件。 c. 政府投資主營部門同意項目開展前期工
作的批復 ( 需核準項目) 。 d. 項目前期工作相關資料。
4.如何決定家用光伏發電系統的發電量?
家用光伏發電系統裝機容量的大小,取決于用電設備負載、屋頂的樣式和屋頂面積,并結合電網公司的批復意見,確定最終安裝容量。用戶可自行統計月平均用電量,并以此為依據,選擇安裝系統的大小。
另外,一般情況下,平面屋頂安裝容量約為70瓦/平方米。
5.如何估算分布式光伏并網系統的發電量?
要估算光伏發電系統的發電量,需要知道系統安裝當地的有效日照時間,系統效率 , 系統安裝容量。
例如 1000W的光伏并網系統,安裝地點為北京,有效日照時間為4小時,光伏并網系統效率約為80%,所以該系統日發電量計算公式=組件安裝容量 × 有效曰照小時數 × 系統效率 =1000×4×0.8=3200Wh,約為 3.2度電。
6.工商業用戶安裝光伏發電系統有什么好處?
工商業用戶安裝光伏發電系統的好處有:工商業用電量大,電價高,自發自用比例大,回收期短,收益率高;另外光伏系統有節能減排的社會效益,能夠幫工業用戶完成節能減排指標,同時可以降低企業的用電成本,提高企業競爭力。
氣候與能源項目主任 蔡元卿