碳減排、碳中和、碳達峰⋯⋯這裡所說的"碳",是指二氧化碳。
二氧化碳是大氣中的主要成分。二氧化碳增多了以後,它在地球表面會形成一層保護罩,就像給地球蓋上一層厚厚的棉被,太陽光照射在地球上產生的熱量散發不出去,從而引起地球表面溫度的升高。因此,二氧化碳也被稱作為溫室氣體。
那麼二氧化碳怎麼會增多呢?主要原因是現代生產、生活方式,需要大量能源。而當前全球能源主要是化石能源,包括煤碳、天燃氣、石油等。化石能源燃燒,會產生大量二氧化碳排放到大氣中。
地表溫度升高,會帶來一系列的嚴重問題,包括冰山融化,海平面上升,氣候異常等等,這對全人類的生活會造成很大影響甚至威脅到人類的地球家園。因此,現在全世界都在討論如何應對氣候變化問題。
應對氣候變化問題的實質就是控制二氧化碳的排放,而控制二氧化碳的排放就是要減少化石能源的消耗。而化石能源當今在全世界都是支柱效能源。如何在減少化石能源消耗的同時,不影響經濟發展,這是一個大問題。
目前,不產生二氧化碳的一次能源選項中,一是核能,二是可再生能源(含風能,太陽能,海洋能,生物質能,地熱,大小水電)。核能有一個安全性問題,所以有些國家已開始棄核。於是只剩下可再生能源一個最佳選項。
在可再生能源中,我國可開發的大小水電資源不多了,海洋能、生物質能、地熱能的開發利用,目前主要問題還是技術經濟性不太好。因此,我國目前正在大規模開發風能和太陽能。
風力發電和太陽能光伏發電各有所長。今天只表一表風力發電。
一臺額定功率為2000千瓦的風力發電機組(俗稱大風車),每年滿發小時數按2500小時計算,每年可以發電5000000度電,即500萬度電。
我國是世界上燃煤發電技術最牛的國家,現在我國燃煤電廠發一度電的標準煤耗大約為320克左右,即0.32千克,0.00032噸。500萬度電,相當於1600噸標煤。注意,標煤只是一個能量單位,一噸熱值為5000大卡的動力煤,相當於0.714噸標煤。所以1600噸標煤,相當於2240噸動力煤。
也就是說,一臺額定功率為2000千瓦的大風車,每年所發電量,如果替代燃煤發電,每年可以節省2240噸動力煤。
如果按照燃燒一噸動力煤要排放3噸二氧化碳測算,那麼節省2240噸動力煤,相當於減少了6720噸二氧化碳排放量。
全國目前大約有15萬臺這樣的大風車。如果替代燃煤發電,相當於每年可節省3.36億噸動力煤,每年可減少10億噸二氧化碳排放量。當然,同時還可以依靠大風颳來7500億度電。
據國家能源局的資料,2020年全國的大風車一共向電網輸送了4665億度風電,這是一個實實在在的資料。
之所以還沒達到上述測算的7500億度電,是因為這15萬颱風電機組實際上平均功率不到2000千瓦。但這不影響上述分析過程。也許一兩年後風電的年發電量就會達到7500億度電,當然再以後還會遠遠超過這個數字,風電對節煤、減碳的貢獻也會更大。
目前我國每年仍有上萬臺大風車被安裝在全國各地。風力發電對保障電力供應、節約化石能源,對碳減排、碳達峰、碳中和的貢獻必將越來越大。
作者注:以上內容不夠科學嚴謹,僅供科普參考,如有錯誤或誤導,歡迎批評指正。謝謝。