白皮書：北京霧霾無關(guān)內(nèi)蒙古風(fēng)場
根據(jù)北京市環(huán)保局公布的2015年北京市空氣質(zhì)量狀況報告，去年北京空氣質(zhì)量未達標(biāo)天數(shù)為179天，占全年總數(shù)的49%，其中重度污染31天，嚴(yán)重污染15天。霧霾頻襲，“等風(fēng)來”成為現(xiàn)下改善北京空氣質(zhì)量的法寶。然而，在靜穩(wěn)天氣不斷持續(xù)的過程中，“內(nèi)蒙古風(fēng)電場使北方風(fēng)力衰減，導(dǎo)致北京霧霾無法被吹散”的說法不脛而走。風(fēng)電場會減弱風(fēng)力嗎？它的影響范圍有多大？內(nèi)蒙古的風(fēng)電開發(fā)會影響北京的空氣質(zhì)量嗎？
近日，遠(yuǎn)景能源與美國國家可再生能源實驗室（NREL）聯(lián)合發(fā)布《內(nèi)蒙古的風(fēng)電場會影響北京的空氣質(zhì)量嗎》白皮書，公開回應(yīng)了上述問題。
尾流影響范圍難超30公里
“北京的空氣質(zhì)量爆表并不是內(nèi)蒙古風(fēng)電場引起風(fēng)速減弱造成的。”作為白皮書項目的主要參與者，遠(yuǎn)景休斯頓全球創(chuàng)新中心負(fù)責(zé)人張鋒博士這樣開門見山地告訴記者。
白皮書顯示，目前大部分針對整個風(fēng)場尾流的觀測是在歐洲的海上風(fēng)場開展的。因為海平面比陸地表面的粗糙度小，海上尾流代表了尾流的最強狀態(tài)，陸上尾流往往減弱得更快。在165MW的Belwind風(fēng)場，距離地表10米的風(fēng)速顯示，距離其55公里的下風(fēng)方向處存在尾流，而在下風(fēng)向的30公里處，尾流區(qū)內(nèi)的風(fēng)速減小到與背景氣流的變化大小相當(dāng)。“即使在最符合尾流擴散的條件下，其影響范圍也很難超過30公里，而內(nèi)蒙古與北京相隔約220公里，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了這個范圍。”張鋒博士說。換言之，風(fēng)速減小往往是通過尾流效應(yīng)產(chǎn)生的，但在減小的過程中，在更廣的范圍和量級內(nèi)，風(fēng)速是會恢復(fù)的。對此，遠(yuǎn)景能源副總經(jīng)理王曉宇博士給記者做了這樣一個比喻，“就像水在流動，我們把手伸進去，可以看到手會阻礙水流速度。但如果在大江大河里，只是在手背后一點點的距離會發(fā)現(xiàn)水流速度變小。再遠(yuǎn)的距離水流速度就會恢復(fù)了。大氣能量中影響大氣流動的驅(qū)動因素是地球自轉(zhuǎn)、溫差等，風(fēng)機的能量量級微不足道。”
另一方面，考慮到地形因素，張鋒博士指出，“從內(nèi)蒙古到北京，燕山、太行山綿延，地形復(fù)雜，這對風(fēng)場尾流擴散和風(fēng)速都會產(chǎn)生影響。”在白皮書中，通過對美國愛荷華州一個地形復(fù)雜的300MW風(fēng)場進行仿真模擬，在氣象條件相對穩(wěn)定的夜晚，只有在距離風(fēng)場25公里的范圍內(nèi)，尾流才會造成約1m/s的風(fēng)速減弱。而通過類比，這樣的風(fēng)速減弱如果進入燕山和太行山區(qū)域會快速與山地引起的復(fù)雜氣流進行混合。
此外，據(jù)王曉宇博士介紹，目前主流風(fēng)機的高度在100米左右，而霧霾的形成高度遠(yuǎn)高于這一水平，在垂直高度上，風(fēng)機的影響也是很難達到的。
追因顆粒物排放源頭
通過觀測和仿真研究，白皮書進一步提出，“即使北京更加靠近內(nèi)蒙古,風(fēng)速也有小的減弱，風(fēng)機引起的風(fēng)速減弱，也必然比由大尺度的氣壓梯度帶來的大范圍低風(fēng)速小得多，這種大尺度的氣壓梯度對應(yīng)的低風(fēng)速才是城市區(qū)域污染物不擴散的原因”。
低風(fēng)速帶來的是污染物擴散困難，而霧霾的真正元兇“應(yīng)當(dāng)歸因于排放顆粒物的源頭”。白皮書援引權(quán)威研究結(jié)果顯示，空氣質(zhì)量下降很可能是由于南方工業(yè)省份排放的污染物隨偏南風(fēng)進入北京引起的。從能源使用的角度上，增加對風(fēng)能和太陽能等清潔能源的應(yīng)用，則可以有效減少顆粒物排放。
為行業(yè)正名還公眾真相
“我見的很多客戶覺得特別委屈，做風(fēng)電其實是為了藍(lán)天白云，為了消除霧霾，明明是在做好事，反而被說成是霧霾的幫兇，這對風(fēng)電行業(yè)而言在情感上是很難接受的。”王曉宇博士告訴記者，“但此前的很多辯駁都是在邏輯上相互找漏洞，我們希望用一個更加科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆绞匠尸F(xiàn)真相。”
張鋒博士告訴記者，類似的情況在歐美許多國家的風(fēng)電發(fā)展過程中也曾出現(xiàn)，“這次與美國國家可再生能源實驗室的共同研究，希望可以推動整個行業(yè)的健康發(fā)展。”美國國家可再生能源實驗室隸屬于美國能源部，是美國唯一專注于可再生能源和高效能源研發(fā)的國家重點實驗室，在太陽能、風(fēng)能等領(lǐng)域擁有全球領(lǐng)先的科研設(shè)施和深厚的科研成果。張鋒博士認(rèn)為，此次發(fā)布的白皮書，整合了全球范圍內(nèi)最為權(quán)威和頂尖的科研成果和資源，首次以白皮書形式回答了內(nèi)蒙古風(fēng)電場是否影響北京空氣質(zhì)量的問題。無論是對于行業(yè)發(fā)展還是公眾認(rèn)知，白皮書都給出了求真務(wù)實的答案。
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