风能发电的好处是不会导致全球变暖或污染空气。
但这项福利的货币价值是多少?在深入估算风能的社会效益之前,让我们先看看不同能源技术排放到大气中的二氧化碳 (CO 2 ) 量,以及二氧化硫 (SO 2 ) 和氮氧化物 (NO x ) 关于公共卫生。
来自不同能源的CO2排放在查看 CO 2排放量时,最好查看生命周期温室气体排放量,它反映了技术整个生命周期中的所有 CO 2排放量——从设备制造和施工到运营和维护活动,再到工厂退役。
请记住,在风力发电过程中,不会将 CO 2排放到大气中。
一般来说,可再生能源的生命周期温室气体排放量远低于天然气和煤炭的排放量。
风能发电 每千瓦时产生约11 克 CO 2 (g CO 2 /kWh),而煤炭约为 980 g CO 2 /kWh,天然气约为 465 g CO 2 /kWh。
这使得煤炭的碳足迹几乎是风能的90 倍,而天然气的碳足迹则是 40 多倍。
将电力生产从化石能源转向可再生能源对 CO 2排放有重大影响。
来自能源部的风能技术办公室 Wind Vision报告(2015 年):发电技术生命周期温室气体排放估计的系统审查摘要空气污染物对公众健康的影响在化石燃料发电的燃烧过程中,其他空气污染物——包括氮氧化物 (NO x ) 和二氧化硫 (SO 2 )——也被释放到大气中。
这些气体通常会发生反应,形成颗粒物、烟雾、地面臭氧和酸雨。
反过来,这些由此产生的污染物会导致不利的健康影响,包括哮喘、支气管炎、下呼吸道和上呼吸道症状以及心脏病发作。
空气污染是导致大量与这些疾病相关的过早死亡的原因。
风能的成本与收益风能减少了有害温室气体和空气污染物的排放,但与风能生产成本相比,这些好处如何?美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室的研究人员在《陆基风能市场报告:2021 年版》中报告了这个问题。
2020 年风能的健康和气候效益平均为每兆瓦时 (MWh) 76 美元,其中气候效益平均贡献 46 美元/MWh,健康效益贡献 32 美元/MWh。
当与 15 美元/MWh 的风能电网系统价值相结合时,即根据风能产生地点和时间的市场价格计算向电网提供风能服务的价值时,风能的总价值为超过 90 美元/兆瓦时。
该值几乎是2020 年安装的美国电厂 33 美元/MWh 的平均无补贴平准化能源成本 (LCOE) 的三倍。
[LCOE 是电厂在其生命周期内的平均发电成本。
]来自美国能源部的陆基风能市场报告:2021 年版:2020 年新风电厂带来的边际健康和气候效益与平准化能源成本这些气候和健康估计是如何得出的?让我们一次打开这些包装。
首先,气候好处:在概念上,避免了CO的货币化值2的排放量是通过乘以估计避免CO的量2的排放量,由于使用的风能由碳的社会成本。
通过比较区域 CO 2计算因使用风能而避免的 CO 2量电力需求相似但风力发电水平不同的时期的排放率。
碳的社会成本试图解释气候变化对农业、人类健康、灾害和其他原因造成的财产损失以及生态系统服务的未来影响所造成的金钱损失,即自然提供的利益支持人类生命的,例如蜜蜂为农作物授粉或植物过滤水。
将避免的CO 2乘以碳的社会成本,风力发电每兆瓦时的收益为 46 美元/兆瓦时。
(有关如何计算这些输入的更多详细信息,请参阅《陆基风能市场报告:2021 年版》中的附录。
)风对健康的益处也以类似的方式进行了估算。
由于使用风能而避免的 SO 2和 NO x排放的货币化价值是通过将避免的污染物量乘以每吨排放的 SO 2和 NO x对健康造成的损失的美元来估算的,如环境保护署的估计。
健康损害估计主要是由于人口暴露于空气污染而导致的过早死亡成本,但也包括增加的住院率和错过的工作日。
这两种投入的乘积为风力发电产生了 32 美元/兆瓦时的健康效益。
底线在比较风能与其他技术的成本时,很容易只考虑运行风力发电厂的成本或其电网系统价值。
然而,这些比较并未考虑风能和其他无排放能源在应对气候变化和减少有害空气污染物方面提供的社会效益。
如果这些外部——但真实——的好处是等式的一部分,风能的发展速度可能会比现在更快。
编译 陈讲运