來(lái)源:本網(wǎng)綜合 | 0評(píng)論 | 4744查看 | 2014-02-21 14:29:00
CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)訊:2月21日,北京市空氣重污染應(yīng)急指揮部12時(shí)發(fā)布消息,鑒于北京未來(lái)污染物擴(kuò)散條件沒(méi)有明顯改善,污染重,所以將空氣重污染預(yù)警由黃色升級(jí)為橙色,兩個(gè)級(jí)別的預(yù)警啟動(dòng)間隔只有24小時(shí)。這也是北京首次啟動(dòng)該級(jí)別的重污染預(yù)警。
持續(xù)霧霾下,采用太陽(yáng)能技術(shù)來(lái)節(jié)能減排也面臨效率低下的問(wèn)題,無(wú)論是光熱技術(shù)和光伏技術(shù),在霧霾之下,全都“英雄無(wú)用武之地”。下面是《文匯報(bào)》發(fā)表的一篇對(duì)上海地區(qū)霧霾天氣情況下的太陽(yáng)能利用情況的報(bào)道。相比北京,上海的情況算是不錯(cuò)了。
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家住楊浦區(qū)控江二村的李老伯總覺(jué)得,這個(gè)冬天他家的太陽(yáng)能電熱水器不太給力:同樣是晴天,以往能燒到50-60℃,現(xiàn)在不少時(shí)候只能燒到30-40℃,遇上一家人洗澡“撞車(chē)”,熱水就斷供了。
遇到類(lèi)似問(wèn)題的不止李老伯一家。上海交通大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院教授代彥軍透露,和上一個(gè)冬天相比,該校綠色能源樓太陽(yáng)能小屋的發(fā)電量減少了約三成。是什么讓太陽(yáng)能設(shè)備患上了“肌無(wú)力”?對(duì)比了近兩個(gè)冬天的光照數(shù)據(jù)后,代彥軍認(rèn)為,很可能是去年12月以來(lái)頻頻出沒(méi)的霧霾遮住了部分陽(yáng)光。
霧霾“吞噬”發(fā)電量
光熱和光電轉(zhuǎn)化,是目前太陽(yáng)能的兩大主要應(yīng)用領(lǐng)域。李老伯家的洗澡水和上海交大綠色能源樓的日常用電,其能量來(lái)源都是陽(yáng)光。太陽(yáng)光主要包括可見(jiàn)光、紅外線和紫外線,其中可見(jiàn)光占到50%以上,紅外線占了約40%。太陽(yáng)能利用有“天敵”,遇到多云或下雨天,設(shè)備大都“情緒不佳”或干脆“罷工”。代彥軍說(shuō),那是因?yàn)榭梢?jiàn)光和紅外線被厚厚的云層擋住了。
如今,太陽(yáng)能利用又多了一道“坎”。位于上海交大閔行校區(qū)的太陽(yáng)能小屋裝有一臺(tái)6.8千瓦的光伏發(fā)電系統(tǒng)。查閱近兩個(gè)多月的發(fā)電記錄,代彥軍發(fā)現(xiàn),空氣質(zhì)量與發(fā)電量之間存在著密切聯(lián)系。比如,去年12月7日,上海的最高氣溫為15℃,PM2.5的日均濃度為156微克/立方米,發(fā)電15度;1月13日的最高氣溫為16℃,PM2.5的日均濃度為40微克/立方米,發(fā)電26.6度。而那兩天都是晴到多云的天氣,最高氣溫也不相上下,太陽(yáng)輻射量按理差不多,最大的可能是霧霾讓太陽(yáng)能小屋“損失”了43.6%的發(fā)電量。
同樣是霧霾天,PM2.5的濃度也影響著發(fā)電量。根據(jù)太陽(yáng)能小屋的發(fā)電記錄,去年12月24日的最高氣溫為9℃,PM2.5的日均濃度為134微克/立方米,發(fā)電21度,雖然氣溫較12月7日低了6℃,卻多發(fā)了6度電。代彥軍解釋說(shuō),可見(jiàn)光波長(zhǎng)短,穿不透大氣顆粒物組成的屏障,可見(jiàn)光少了,發(fā)電量自然也就少了。
汽車(chē)尾氣更“消光”
霧霾如何影響可見(jiàn)光?復(fù)旦大學(xué)環(huán)境學(xué)院教授莊國(guó)順給出了一個(gè)專(zhuān)業(yè)名詞:消光。霧霾中可導(dǎo)致能見(jiàn)度降低的物質(zhì)主要有4類(lèi):有機(jī)氣溶膠、硫酸鹽、硝酸鹽和黑炭。其中,占霧霾顆粒總量20%-30%的有機(jī)氣溶膠對(duì)消光的貢獻(xiàn)最大,達(dá)47%;硫酸鹽對(duì)消光的影響為24%;而硝酸鹽則為14%;僅占顆粒物總量3%-5%的黑炭也不容小覷,達(dá)12%。
值得注意的是,“消光大戶(hù)”有機(jī)氣溶膠有相當(dāng)部分來(lái)自汽車(chē)尾氣中的有機(jī)烴。近年來(lái),國(guó)內(nèi)機(jī)動(dòng)車(chē)保有量飆升,“交通對(duì)‘消光’的貢獻(xiàn)甚至可能超過(guò)工業(yè)?!鼻f國(guó)順說(shuō)。
在消光率的計(jì)算上,顆粒物種類(lèi)、濃度、大小等因素都要考慮在內(nèi)?!氨M管PM2.5的個(gè)頭比PM10小,但在消光能力上卻遠(yuǎn)超后者?!鼻f國(guó)順說(shuō),“因?yàn)橄嗤|(zhì)量的PM2.5在數(shù)量上要比PM10多得多,其相應(yīng)的總表面積也大得多?!碑?dāng)光遇到這些懸浮在空氣中的小顆粒時(shí),原本規(guī)整的光線會(huì)變得雜亂無(wú)章,空氣中的細(xì)顆粒物越多,能見(jiàn)度也就越低。
治霾提高發(fā)電效率
十面“霾”伏之下,太陽(yáng)能的境遇有些喜憂參半:一方面,治理霧霾需要更多以太陽(yáng)能為代表的可再生能源替代傳統(tǒng)能源;另一方面,霧霾的常態(tài)化又讓太陽(yáng)能的利用效率大打折扣。
中科院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所新能源技術(shù)中心主任劉正新研究員說(shuō),目前,商業(yè)化單晶硅太陽(yáng)能電池的發(fā)電效率已進(jìn)入瓶頸期,約為17%-18%,再想提高,難度非常大。此前,科學(xué)家們用了3年時(shí)間,才將單晶硅光伏電池的發(fā)電效率從16%提高到了17%,如今,一場(chǎng)霧霾就足以抵消好幾年的努力。
眼下,科學(xué)家們?nèi)栽谙氡M辦法突破極限,國(guó)家863、973等計(jì)劃也為此投入了數(shù)億元研究經(jīng)費(fèi),以開(kāi)發(fā)各種新型太陽(yáng)能電池。比如國(guó)際上“紅得發(fā)紫”的鈣鈦礦型太陽(yáng)能電池,樂(lè)觀估計(jì),其發(fā)電效率有望在年內(nèi)從現(xiàn)在的15%提升至20%。有專(zhuān)家認(rèn)為,相較電池技術(shù)本身的進(jìn)步,也許治理霧霾對(duì)于當(dāng)下顯得更為急迫和有效。