當新能源遭遇中國國情

此前，日本福島核電站事故再一次把核電站的安全問題推到了世界公眾面前，核能的利用遭遇到一次重大挫折。

其實從安全記錄和對環境健康的影響上來看，核電比目前普遍使用的火電有很多的優勢。在溫室氣體減排方面，煤炭為主的火電每千瓦時電排放溫室氣體相當于1千克二氧化碳；考慮原料開采、運輸等過程的溫室氣體排放，核電每千瓦時平均只相當于60多克二氧化碳，溫室氣體減排效果非常明顯。

從能源開發和運行過程造成的死亡人數來看，按照世界原子能協會的數據，從1969年至2000年間，每太瓦年的嚴重事故死亡人數，煤電在經合組織國家OECD是157人，在非OECD國家是597人；而核電在非OECD國家是每太瓦年48人，在OECD國家則是零死亡。

在最令公眾擔心的輻射方面，煤炭中放射性物質的輻射總量高出核電上百倍，實際上具有更大的健康危害。除此之外，核電更沒有火電所涉及的二氧化硫、氮氧化物、顆粒物排放等環境問題。

生命周期評價法

盡管核電的發展受挫，而降低溫室氣體排放的事業仍然需要繼續，因此有人預計國際社會對太陽能、風能、地熱、小水電、生物質能等新能源形式的投資會進一步加強。

新能源開發的意義重大。傳統的化石能源支撐人類工業化數百年，功勞不小，問題也不少，對環境和健康已經造成了不小影響，人類需要尋找更加清潔的能量來源。

一般認為，新能源有污染少的特點。聽起來似乎結論很明顯：可再生新能源的能量直接間接來自太陽，在使用形式方面一般以電為主，能源轉化過程清潔，常規污染物普遍少，使用的時候也沒有化石能源的各種排放問題。不過，事情并不是這么簡單。

新能源的利用是需要使用各種各樣設備的，日常維護也需要消耗各種各樣的材料，這些材料與設備的制造、運輸、使用過程，就不一定那么干凈了。有的會排放出不少常規污染物，有的需要消耗大量能源；有的在轉換過程中也會產生污染。這些污染、所消耗的能源都需要分攤到新能源當中去，才能得出某項技術是否清潔的結論。

前面比較火電與核電溫室氣體排放的時候，使用了叫做生命周期評價的方法。對于新能源領域來講，就是考察整個生產過程各個環節所消耗的能量是多少，能量來源是哪些，影響是什么，污染物是什么等，從而對某個具體的新能源技術進行綜合評價。一個新的能源利用形式，只有在其使用周期所貢獻的能量大于其生命周期所消耗能量、其所排放的污染少于所替代的傳統能源產品污染的時候，才是有價值的。

舉個例子，美國國家可再生能源實驗室總結過太陽能光伏電池的生產和應用能耗，結論是：制造電池全過程所消耗的電能大約需要這個電池運行3.7年的時間才可以收回。這個電池估計有30年左右的使用壽命。那么整體上算下來，在能量上就是賺的。

不同技術路線的能量回本期是不同的，如果某種技術落后的太陽能電池技術需要工作差不多十年的時間才能回本，同時使用壽命卻達不到這么長時間，那么從能量角度來看就是虧的。這樣的技術，在一些特殊環境下也許仍然有使用價值，但是對于解決能源問題，顯然沒有多大意義。

設備制造所消耗的能量只是問題的一個方面，制造、使用過程造成的環境危害如何評價就比較復雜了。最近幾年，中國的太陽能電池產業發展迅速，但是因為技術相對落后、污染控制監管不到位等原因，生產的一些太陽能電池產品存在高能耗、高污染的問題，這也給太陽能產品的生命周期收益帶來了很大影響。

環境健康危害的評價方法比較復雜，因為要把眾多影響因素歸結到一個單一的指標來衡量，主觀性很強，結論也不一致。2009年，美國科學院公布了一份名為《能源隱性成本：能源生產和使用過程中的后果》的報告，分析了以美國為背景的各類能源在生產和使用過程中的環境和健康代價，把各種環境健康危害換算成美元進行比較。這個報告認為，整體來說，使用先進技術、在有嚴格污染控制的情況下，以電力為最終產品的各種新能源，在環境、健康、溫室氣體排放方面相對火電都是有益的。

運輸領域的健康環境代價就比較復雜了。這個報告研究了一些輕型汽車的技術和燃料路線，發現車輛每行駛一英里的環境健康代價在1.2～1.8美分之間。這里面最差的是使用玉米為原料的濕法乙醇路線，這個路線得到的85%乙醇含量的汽油，每行駛一英里代價達到1.8美分，而傳統汽油僅有1.3美分。全電車在這個報告里面的表現也不好，環境健康代價接近每英里1.7美分，高于汽油車不少。

造成這個問題的原因是美國的電力供應仍然是以化石燃料為主，這樣，電動車的清潔程度就受到電力本身清潔性的影響，同時電池和電動機的制造也都是高耗能的，制造過程以及回收過程都存在污染問題。

當新能源遭遇中國國情

在中國也有類似的生命周期研究。2010年有一篇關于中國的全電動汽車環境影響的文章，得到的結論是：因為目前中國電力[1.57 0.00%]中煤炭比例很高，污染治理也沒有跟上，行駛同樣里程，全電動汽車的生命周期二氧化硫排放是汽油車的3～10倍，氮氧化物排放也要翻一番，同時卻不一定能夠實現二氧化碳減排，看起來環境好處非常有限。

當然，全電動汽車在使用終端沒有污染，對于緩解城市污染仍然有正面意義，如果把全電動汽車作為一個發展方向，那么就需要在發電的清潔方面和污染治理方面下不少工夫，以免被扣上轉移污染的帽子。

清華大學進行過基于中國國情的各種車用燃料替代技術的生命周期分析。這項研究認為，在中國2005年的技術水平下，傳統汽車比大多數替代燃料路線都有更好的能源效率以及更低的溫室氣體排放。

以已經在國內部分地區開始應用的糧食乙醇汽油為例，在考慮了生命周期各個環節之后，行駛同樣的里程，乙醇汽油路線的溫室氣體排放竟然高出汽油路線30%以上，生產糧食乙醇所消耗的外來能量，也超過了糧食乙醇產品中所含有的能量。

這樣的乙醇，在能源利用效率和溫室氣體減排兩個方面都沒有新能源應該有的好處。很顯然，在美國合適推廣的內容，在中國不一定合適推廣。造成這個不同的原因大約有兩方面：一是在種植階段，中國有非常普遍的濫用化肥和農藥現象；二是中國相關加工工藝的技術水平與國際仍有差距，能耗高。這并不等于生物質的液體燃料前途就不光明，只不過在利用生物質作為資源生產各類液體燃料的時候，需要全面考察其清潔性，扶持真正節能減碳的路線。

所以說，一些聽起來不錯的新能源概念，并不一定比傳統能源更加環保，甚至有的新能源生產過程消耗的外來能量高于其所產出的能量。所以，在新能源的推廣和應用過程中，一定要切實做好翔實分析，搞清楚利弊，盡可能降低其環境影響，使新能源真正起到清潔能源的作用。

來源：電氣中國 作者：劉歆穎

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