【气候变化与空气污染】中国空气污染对太阳能光伏资源的影响

2018-3-22 08:02 来源: 3E论文速递 |作者: 张诗卉

原文题目:Reduction of solar photovoltaic resources due to air pollution in China
原文作者:Xiaoyuan Li, Fabian Wagner, Wei Peng, Junnan Yang and Denise L. Mauzerall
一作单位:Department of Civil and Environmental Engineering, Princeton University
期刊名:PNAS
期刊月份:2017年11月
关键词:光伏太阳能 气溶胶 空气污染

目前中国光伏太阳能的发展非常迅速,预计到2030年总装机容量将达到400GW。然而,值得注意的是,中国严重的气溶胶污染会减少地表太阳能辐射。那么,空气污染对于中国光伏发电的影响究竟有多大呢?这些影响的空间分布和时间分布又是怎样的呢?

本文作者计算了中国分省和区域电网的太阳能光伏资源损失。首先,作者计算了2003-2014年期间气溶胶造成的大气层点阵放射(point-of-arrayirradiance,下文简称POAI)的平均减少量,然后基于卫星反演的地表放射性数据和光伏性能模型(PVLIB-Python)计算了气溶胶对POAI的影响。计算结果表明,在中国空气污染最严重的东部和北部地区,相比无污染条件下,减少的年平均POAI值达每天1.5kWh/m2,降低了35%。东部和北部地区POAI的年平均降幅大约为20-25%。同时,从季节差异性来看,气溶胶起到的作用相当于冬季的云层。最后,气溶胶造成的POAI减少对活动角度的太阳能光伏板的影响要大于对固定角度太阳能光伏板的影响,前者的平均减少值为21%,后者为34%。这一研究成果表明,中国空气污染质量的改善将有助于中国低碳能源结构的转型。

编者按
    
气候变化与空气污染之间的关联是近年来气候变化研究的一个热点话题。通常研究者关注的是二者在政策上的关联,并且是从气候政策的角度来看对空气污染的影响,例如气候政策的空气污染协同效应等等;而从空气污染的角度来探讨其对减缓与适应的影响的研究还不多。本文的角度较为新颖,可以作为空气质量改善对碳减排贡献链条研究的基础,进一步研究POAI的减少对光伏发电装机容量潜力的影响以及潜在的碳排放的影响等等,与原来的协同效应研究形成闭环。

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