淺析光伏發(fā)電的應(yīng)用

李春立

【摘要】目前過度依賴煤炭的結(jié)構(gòu)必須改變，務(wù)須質(zhì)疑，大力開發(fā)利用可再生能源是保證我國能源供應(yīng)安全和可持續(xù)發(fā)展的必然選擇，本文以曹妃甸工業(yè)裝備制造區(qū)1.6MWp光伏發(fā)電示范工程為依據(jù)，對光伏發(fā)電的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)及應(yīng)用效益進(jìn)行分析。

【關(guān)鍵詞】光伏;發(fā)電;應(yīng)用

隨著全球人口的增長、能耗的增加、環(huán)境問題的嚴(yán)峻和化石能源步入枯竭的形勢，可再生能源的開發(fā)利用正在加速發(fā)展。太陽能由于其突出的優(yōu)勢而被定為最具前景的未來能源。

一、 光伏發(fā)電的應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)

1、保護(hù)環(huán)境，減少溫室氣體排放

曹妃甸作為河北省和唐山市的“一號工程”，不僅直接關(guān)系到唐山、河北的改革發(fā)展大局，而且對環(huán)渤海地區(qū)乃至全國生產(chǎn)力布局的調(diào)整都具有巨大帶動作用和深遠(yuǎn)影響，是我國對外的重要窗口，城市的形象和環(huán)境保護(hù)的力度直接關(guān)系到我國在國際上的形象和地位，城市環(huán)境的狀況，以及可再生能源的開發(fā)利用，將是舉世矚目的。根據(jù)目前唐山市的能源結(jié)構(gòu)，純煤電的電力系統(tǒng)，燃煤產(chǎn)生大量的CO2、SO2、NOx、煙塵、灰渣等，對環(huán)境和生態(tài)造成不利的影響。為提高環(huán)境質(zhì)量，創(chuàng)造良好的城市形象和國際影響力，在對煤電進(jìn)行改造和減排的同時，積極開發(fā)利用太陽能等清潔可再生能源是十分必要的。

2、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)

隨著2000年9月1日開始實(shí)施《中華人民共和國大氣污染防治法》，對新建、擴(kuò)建火電廠的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)或總量控制的力度逐步加大，新建和改建火電廠成本將大大增加，必將制約火力發(fā)電的建設(shè)和發(fā)展。因此，積極開發(fā)利用可再生能源，替代部分煤電，適當(dāng)減輕能源對外依靠的壓力，對改善電源結(jié)構(gòu)和走能源可持續(xù)發(fā)展的道路是十分必要的。

3、推廣太陽能利用、推進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展

我國太陽能光伏技術(shù)開始于20世紀(jì)70年代，開始時主要用于空間技術(shù)，而后逐漸擴(kuò)大到地面并形成了中國的光伏產(chǎn)業(yè)。目前，我國已安裝光伏電站約5萬千瓦，主要為邊遠(yuǎn)地區(qū)居民供電，累計(jì)總投資40多億元人民幣。目前國際上對太陽能資源已經(jīng)十分重視，20世紀(jì)70年代以來，世界上許多國家掀起了開發(fā)利用太陽能和可再生能源的熱潮。20世紀(jì)80年代，美國建成拋物面槽太陽能發(fā)電站，俄羅斯、澳大利亞、瑞士也相繼建立了太陽能發(fā)電廠，1992年日本太陽能發(fā)電系統(tǒng)和電力公司電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)，2000年有7萬家庭安裝了太陽能家庭發(fā)電設(shè)備，預(yù)計(jì)到2010年日本國內(nèi)安裝太陽能組件容量將達(dá)482GW，到2030年累計(jì)安裝太陽電池組件容量將達(dá)1000GW屆時，預(yù)計(jì)日本所有住宅所消耗的電力中的半數(shù)將來自太陽能。截止2004年底德國太陽能總裝機(jī)達(dá)30萬千瓦，日本為28萬千瓦，美國9萬千瓦。

綜上所述，本項(xiàng)目符合我國21世紀(jì)可持續(xù)發(fā)展能源戰(zhàn)略規(guī)劃;也是發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式，建設(shè)和諧社會的具體體現(xiàn);同時對推進(jìn)太陽能利用及光伏電池組件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進(jìn)程具有非常大的意義，其社會政治、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等效益顯著。

二、 光伏發(fā)電的應(yīng)用的效果

1、節(jié)能效益分析

唐山市曹妃甸工業(yè)區(qū)裝備制造配套工業(yè)廠房太陽能光伏發(fā)電站工程裝機(jī)容量為1618kWp，年平均上網(wǎng)電量約為180.5萬kWh，與相同發(fā)電量的火電廠相比，每年可為電網(wǎng)節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤約644.36噸（火電煤耗按2007年全國平均值357g/kWh計(jì)算）。由此可見，光伏發(fā)電場有明顯的節(jié)能效益。從以上分析可知，光伏電場的建設(shè)具有明顯的節(jié)能和環(huán)境效益。

2、環(huán)境效益影響及評價

2、1對大氣、水源的影響

太陽能光伏發(fā)電是將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，在轉(zhuǎn)換過程中沒有廢氣排放。與相同容量的燃煤電廠相比，可節(jié)約煤炭資源和減少廢氣排放。本工程裝機(jī)容量為1.56MW，年平均上網(wǎng)發(fā)電量180.5萬kW.h，與相同發(fā)電量的火電相比，每年可為電網(wǎng)節(jié)約標(biāo)煤約644.49t（火電煤耗按357g/kW.h計(jì)），同時相應(yīng)每年可減少燃煤所造成的多種有害氣體的排放，其中二氧化硫（SO2）13.1t，氮氧化合物（NOx）5.6t，煙塵103.53t，減排溫室效應(yīng)性氣體二氧化碳（CO2）1664.7t。此外還可節(jié)約用水580.7t，減少相應(yīng)的水力排灰廢水和溫排水等對水環(huán)境的污染。由此可見，風(fēng)電場有明顯的環(huán)境效益和節(jié)能效益。

太陽能光伏發(fā)電在電能產(chǎn)生過程中不需要水資源，為了使設(shè)備發(fā)揮應(yīng)有的效率，在設(shè)備運(yùn)行期內(nèi)會定期對設(shè)備浮土進(jìn)行水沖洗，這部分水除懸浮物較高外，沒有增加其它污染物。廢水經(jīng)屋頂落水管道排入工業(yè)園區(qū)地下管道，最終排入園區(qū)邊上的河流內(nèi)。本工程定期維護(hù)的用水沒有污染物質(zhì)，對河流水體水質(zhì)不會產(chǎn)生影響。由于本工程新增工作人員的生活設(shè)施也布置于工業(yè)園內(nèi)，生活用水經(jīng)工業(yè)園下水道接入當(dāng)?shù)嘏潘芫W(wǎng)并進(jìn)入污水處理廠處理后排放，對當(dāng)?shù)氐乃h(huán)境不會產(chǎn)生影響。

2、2噪聲影響

太陽能光伏發(fā)電本身沒有機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)或運(yùn)動部件，沒有噪聲產(chǎn)生，因此不會居民產(chǎn)生任何影響。

2、3通信和電視信號影響

電站周邊沒有大型單位和通信設(shè)施，場地上空無微波類信號傳輸通道。因此，電站設(shè)備運(yùn)行對通信和電視信號不會有電磁影響。

2、4光影響

太陽能光伏發(fā)電板是吸收太陽能，并不反射太陽光線，而且電站范圍內(nèi)無居民居住，不會對周圍居民產(chǎn)生光污染。

2、5景觀與候鳥飛行的影響

太陽能光伏發(fā)電場位于建筑物的屋頂，電池板又是連排布置，從遠(yuǎn)處觀看設(shè)備排列整齊，可以為曹妃甸工業(yè)園內(nèi)增添一道美麗的風(fēng)景。本太陽能光伏電場沒有占用鳥類遷徙的通道和鳥類中途休息的場所，因此不會對遷徙的鳥類產(chǎn)生影響。

綜上所述，光伏電站環(huán)境影響評價分析顯示，光伏電站的建設(shè)既不會對周圍環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響，又能增添新的旅游景點(diǎn);既能大量節(jié)約常規(guī)能源（平均每年節(jié)約燃煤644.49噸標(biāo)準(zhǔn)煤），又不污染環(huán)境，是一項(xiàng)百利而無一害的基礎(chǔ)建設(shè)工程。

3、社會效益影響及評價

隨著我國經(jīng)濟(jì)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，能源供應(yīng)緊張問題日益突出，過度開發(fā)化石能源，勢必造成對環(huán)境的破壞。目前，我國SO2排放量占世界的15.1%，為世界第一;CO2排放量占世界的13.6%，列世界第二。因煤炭燃燒而排放的SO2、CO2、NOx和煙塵分別占全國相應(yīng)排放量的87%、71%、67%和60%，因此備受世界關(guān)注。所以充分利用可再生能源，是保證我國經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的需要。曹妃甸太陽能光伏電站的建設(shè)，就是為了充分利用太陽能，發(fā)展太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)，帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)設(shè)備制造水平和安裝工藝的提升。同時有利于增加可再生能源的比例，改善唐山市的能源結(jié)構(gòu)，能緩解地區(qū)部分電力供需矛盾，改善當(dāng)?shù)鼐用裼秒姞顩r和生產(chǎn)生活條件，同時可為當(dāng)?shù)靥峁┮恍┚蜆I(yè)機(jī)會，帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

4、經(jīng)濟(jì)效益（財務(wù)）評價

按滿足資本金基準(zhǔn)收益率8%的要求測算，平均上網(wǎng)電價為3.8861元/kWh（未含增值稅），平均投資利潤率為3.64%，平均投資利稅率為5.76%，平均資本金利潤率為12.14%，所得稅前的全部投資財務(wù)內(nèi)部收益率為7.99%，全部投資財務(wù)凈現(xiàn)值為1767萬元，投資回收期為10.4年，資本金的財務(wù)內(nèi)部收益率為8.0%。

結(jié)語：光伏發(fā)電的應(yīng)用是落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀、改善能源結(jié)構(gòu)、促進(jìn)我國新能源開發(fā)利用的示范性項(xiàng)目，符合國家的產(chǎn)業(yè)政策和優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、保護(hù)環(huán)境、減少溫室氣體排放、節(jié)約能源的要求。對促進(jìn)我國太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的開發(fā)與利用，推進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有非常重要的意義。

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